Parámetros de fermentación y cinética ruminal en novillos suplementados con diferentes aditivos

Fermentation parameters and ruminal kinetics in steers supplements with different additives

La producción de carne en corrales de engorda se caracteriza por el alto costo en la alimentación del ganado, lo cual representa hasta 70% del costo total de producción (SAGARPA, 2010). Como una alternativa para la reducción en gastos de alimentación, así como para mejorar la eficiencia y crecimiento, se ha recurrido al uso de aditivos como suplementos alimenticios en la dieta de bovinos. Estos productos facilitan la transferencia de cationes a través de las membranas celulares y favorecen el crecimiento de bacterias gram negativas en el rumen (Kunkle, Johns, Poore, & Herd, 2000). Entre los principales aditivos alimenticios que se emplean en la actualidad se encuentran los ionóforos, levaduras, enzimas fibrolíticas y actualmente, sustratos glucogénicos (Bayat et al., 2015; Matras, Klebaniuk, & Kowalczuk-Vasilev, 2012; Murillo et al., 2001). Estos últimos promueven la generación de glucosa a partir de la gluconeogénesis, lo cual representa la principal fuente de energía para la mayoría de las célular (Livas, Torillo, & Mireles, 2013).

Algunos autores afirman que el aditamento de levaduras a la alimentación de bovinos mejora los parámetros de fermentación ruminal, mientras que la monensina altera parámetros ruminales como el pH, la producción de ácidos grasos volátiles y la relación acetato:propionato (Aderinboye, Onwuka, Arigbede, Oduguwa, & Aina, 2012; Bayat et al., 2015). Livas et al. (2013) suplementaron propilenglicol, un aditivo glucogénico, a la dieta de bovinos en engorda, registrando ganancias diarias de peso (GDP) de 2.04 kg, así como una conversión alimenticia (CA) de 6.4. Por otro lado, Carrillo-Herrera et al. (2016) reportaron una GDP y una CA de 1.215 kg/d y 6.67, respectivamente, en vaquillas suplementadas con el mismo aditivo. Sin embargo, la información del efecto de los sustratos glucogénicos en los parámetros de fermentación y cinética ruminal, así como la comparación con otro tipo de aditivos, es controversial. Debido a esto, el objetivo de esta investigación fue evaluar los parámetros de fermentación y cinética ruminal en novillos suplementados con diferentes aditivos alimenticios.

El experimento se realizó en la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Juárez del Estado de Durango, ubicada en el km 11.5 de la carretera Durango-Mezquital a 23 º 51’ N y 104 º 15’ O a 1730 m.s.n.m., según reportó el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI, 2004).

Animales y dietas experimentales

Para el estudio se emplearon cuatro animales fistulados de rumen (peso promedio de 700 ± 100 kg) (figura 1), los cuales se alojaron en corraletas individuales de 6 X 16 m provistas de bebederos y comederos individuales. Las dietas fueron isoenergéticas e isoproteicas y balanceadas de acuerdo con los requerimientos nutricionales de novillos en engorda (NRC, 2000).

Figura 1.
Novillo fistulado de rumen empleado en la prueba experimental.
Imagen de los autores.

Los suplementos utilizados en los tratamientos experimentales fueron monensina, levadura y un sustrato glucogénico. La levadura utilizada está conformada por una mezcla de Saccharomycescerevisiae y oligosacáridos. Por otro lado, el sustrato glucogénico está compuesto por una mezcla de propionatos (3.3% de propano-1,2-diol; 6.9% de propionato de calcio; c.f.p. excipiente). Los animales fueron alimentados con cuatro dietas experimentales (tabla 1) dos veces al día (9:00 y 15:00 h), mientras que los rechazos fueron pesados diariamente. El consumo de materia seca se restringió a 2.2% del peso vivo de los animales de acuerdo con lo recomendado por Zinn (2000).

El experimento se dividió en cuatro periodos experimentales de 11 días cada uno, de los cuales 10 fueron de adaptación a la dieta y uno de muestreo. En el día 11 se tomaron 100 ml de líquido ruminal de cada uno de los novillos a las 0, 4, 8 y 12 h después de la alimentación, e inmediatamente se registró el pH con un potenciómetro (Hi 991300, Hanna). Dos submuestras de 10 ml de líquido ruminal fueron colectadas y acidificadas para su conservación; una

Tabla 1
Ingredientes y composición nutricional de los tratamientos experimentales

Elaboración propia.Nota: *Mezcla mineral: P (12%), Ca (12%), Na (9%), Mg (1.7%), Zn (0.5%); †Mezcla glucogénica: 3.3% propilen-1,2-diol, 6.9% propionato de calcio, 89.8% excipiente.

de ellas con 2.5 ml de ácido metafosfórico a 25%, mientras que la otra con 0.3 ml de H₂SO₄ a 50% para determinar ácidos grasos volátiles (AGV) y N-NH₃, respectivamente. Las muestras se almacenaron a -20 °C para análisis posteriores.

El análisis de N-NH3 se realizó con la técnica de fenol-hipoclorito propuesta por Galyean y May (1995) en un equipo Genesys 10S VIS (Thermo Scientifics, USA). La evaluación de los AGV se llevó a cabo inyectando aproximadamente 1µl de muestra en modo splitless en un cromatógrafo de gases (CG) 6890N (Agilent Technologies, Wilmington, DE) equipado con un detector de ionización de flama en una columna capilar de polietilenglicol HP-Innowax (30 m x 0.32 mm x 0.15-µm, J&W Scientifics). El horno fue programado con una temperatura inicial de 80 °C (mantenida constante por 1 min) a 120 °C con una rampa de temperatura de 20 °C/min y después incrementado a 205 °C con una rampa de 10 °C/min, para finalmente mantener constante por espacio de 2 min. Se utilizó N2 como gas acarreador con flujo de 40 ml/min.

El modelo utilizado para la determinación de los parámetros de cinética ruminal fue estimado de acuerdo con lo propuesto por Mertens y Ely (1979).

En la concentración de acético propiónico butírico y AGVT no se observaron interacciones tratamiento x tiempo de muestreo (P>0.05, tabla 2); por lo que sólo se discute el efecto del tratamiento. La adición de levadura redujo la concentración de ácido acético y la relación A:P e incrementó la concentración de ácido propiónico (P<0.05). Por otro lado, no se observaron diferencias en las concentraciones de ácido butírico ni en la producción de AGVT.

La interacción tratamiento x tiempo de muestreo fue significativa para la concentración de N-NH₃ y pH (P<0.05, tabla 3). Además, la adición de levadura y sustrato glucogénico redujo 38 y 31% la concentración de N-NH₃ al tiempo cero, respectivamente (P<0.05). Asimismo, a las 12 h de fermentación todos los aditivos suplementados provocaron un incremento en la concentración de N-NH3 de 99, 70 y 23% con T2,

Tabla 2
Medias mínimas cuadráticas de la concentración de ácidos grasos volátiles en novillos suplementados con diferentes aditivos

Elaboración propia.Nota: b Medias con literal diferente en la misma fila son diferentes (P>0.05); AGVT: ácidos grasos volátiles totales; EE: error

estándar de la media.

^ab Medias con literal diferente en la misma fila son diferentes (P>0.05); AGVT: ácidos grasos volátiles totales; EE: error estandar de la media.

Tabla 3
Medias mínimas cuadráticas de las concentraciones de nitrógeno amoniacal y pH en novillos suplementados con diferentes aditivos

Elaboración propia.Nota: ^ab Medias con literal diferente en la misma fila son diferentes (P>0.05); EE: error estándar de la media.

T3 y T4, respectivamente (P<0.05). En contraste, no se observaron diferencias en el pH entre tratamientos (P>0.05).

Por otra parte, la tabla 4 muestra los parámetros de cinética ruminal. La tasa de pasaje (Kp), la tasa de digestión (Kd) y el tiempo medio de retención ruminal fueron diferentes entre tratamientos (P<0.05), además la adición de levadura y sustrato glucogénico incrementaron la Kp y Kd, mientras que TMRR disminuyó.

En el presente estudio, la adición de sustrato glucogénico no modificó la concentración de acetato. Sin embargo, Ghorbani, Morgavi, Beauchemin y Leedle (2002) registraron una disminución en la concentración de acetato en ganado de carne suplementado con propionibacterium. La levadura incrementó la concentración de propionato y disminuyó la relación acetato:propionato. Estos resultados son similares a los registrados por Zhu et al. (2017) en vacas suplementadas con Saccharomyces cereviseae (20.6 mMol/l y 3.55, respectivamente). Adicional mente, Hassan y Mohammed (2016) presentaron un incremento en la concentración de propionato con la adición de levaduras. Estos cambios pueden ser atribuidos al incremento de bacterias fibrolíticas y a la reducción de microorganismos productores de lactato y receptores de iones hidrógeno para la producción de metano. De esta manera, al disminuir es-tos últimos, se promueve la formación de propionato a nivel ruminal (Ungerfeld, 2015).

Sin embargo, el hecho de que no se hayan registrado cambios en los AGVT se podría atribuir al incremento del propionato y a la disminución del acetato. Además, la tasa de producción de propionato y otros AGV está directamente relacionada con el

Tabla 4
Parámetros de la cinética ruminal en novillos suplementados con diferentes aditivos

Elaboración propia.Nota: ^abc Medias con literal diferente en la misma fila son diferentes (P>0.05); Kp: tasa de pasaje; Kd: tasa de digestión; TMRR: tiempo medio de retencion ruminal; EE: error estándar de la media.

consumo de sustratos fermentables, donde la síntesis de propionato es favorecida por la fermentación del almidón por las bacterias amilolíticas (Van Soest, 1994). Por el contrario, Oeztuerk, Emre y Breves (2016) registraron incrementos en el contenido de AGV totales al adicionar 0.75 g de levaduras a dietas consumidas por bovinos. Asimismo, la disminución en la proporción A:P es reflejo del incremento de propionato. Estos resultados confirman que la adición de levaduras a dietas de bovinos mejora el empleo de la energía.

De acuerdo con Satter y Slyter (1974) y Cheeke (2004), la concentración adecuada de N-NH₃ en el rumen varía de 5 a 25 mg/100 ml de líquido ruminal; mientras que Satter y Slyter (1974) mencionan que la eficiencia microbiana ocurre cuando la concentración de N-NH₃ se encuentra entre 5 y 8 mg/100 ml. En el presente estudio, la concentración de N-NH₃ fue menor a las 4 h con la adición de monensina. Lo anterior se puede atribuir a que la monensina interfiere en la actividad proteolítica, lo que provoca una menor degradabilidad ruminal de la proteína (Bergen & Bates, 1984). No obstante, el incremento en los valores de N-NH₃ después de las 12 h de fermentación sugiere un aumento en la degradación de proteína a nivel ruminal y en el contenido de proteína microbiana después de las 12h de fermentación, resultados que coinciden con lo reportado por Rodríguez Muela et al. (2010). Por otro lado, Carrillo-Herrera et al. (2016) registraron concentraciones de N-NH₃ menores en becerros suplementados con un sustrato glucogénico a las 4 y 8 h de fermentación (2.04 y 2.59 mg/dl, respectivamente); mientras que Oeztuerk et al. (2016) obtuvieron 10.94 mMol/l (18.61 mg/dl) de N-NH₃ al emplear 0.75 g de levadura y Öztürk et al. (2015) 12.91 mg/dl.

Por otro lado, el pH se mantuvo constante debido a que la velocidad de absorción de los AGV a través de la pared ruminal, así como el tipo de bacterias que se propagan, promueven la homeostasis del pH (Carrillo-Herrera et al., 2016; Khorrami, Vakili, Danesh, & Klevenhusen, 2015). Herrera (2005) y Kamel, Sekine, El-Waziry y Yacout (2004) no registraron efectos de la levadura en los parámetros de cinética ruminal; sin embargo, Quiñones (2001) menciona que las levaduras vivas representan una alternativa adecuada en la alimentación de bovinos, lo cual coincide con los resultados obtenidos en el presente análisis. Los incrementos observados en la Kp y Kd en este trabajo de investigación podrían ser ocasionados por un incremento en los microorganismos fibrolíticos debido a la adición de levaduras, lo cual promueve una rápida digestión (Hassan & Mohammed, 2016).

Figura 2.
Parte del proceso experimental.
Imagen de los autores.

La adición de levadura en dietas para novillos en finalización mejoró los parámetros de fermentación y cinética ruminal al proporcionar suficiente energía y proteína, lo cual se reflejó en un aumento en la concentración de AGV ruminales, así como la concentración de N-NH₃. Sin embargo, se recomiendan más estudios en los cuales se utilicen diferentes dietas con las levaduras vivas y los precursores glucogénicos con la finalidad de mejorar estas variables alimenticias, lo cual puede repercutir en un buen desempeño animal. Asimismo, estos resultados deben de corroborarse con pruebas de comportamiento productivo. Finalmente, se sugiere la combinación de los aditivos alimenticios en las dietas para bovinos con el objetivo de mejorar el desempeño de los animales a través de la manipulación del ecosistema ruminal.