Introducción

El periodo de transición es una de las etapas más críticas del ciclo productivo de las vacas lecheras (García y Hippen, 2008). Se caracteriza por un incremento en los requerimientos nutritivos. Esto, sumado a la disminución en la ingestión de materia seca, genera un desbalance de nutrientes (Wheeler, 2010); sobre todo, de energía, lo que se conoce como balance energético negativo (BEN) (Grummer y Rastani, 2003).

Según Walsh et al. (2007) el BEN puede ocasionar trastornos metabólicos que se reflejan con afectaciones de los indicadores productivos y reproductivos. Una de las vías más empleadas con el fin de minimizar sus efectos perjudiciales es el empleo de alimentos concentrados, capaces de incorporar a la dieta una mayor cantidad de nutrientes por una menor unidad de volumen. Sin embargo, el uso irracional de los concentrados se relaciona con trastornos a nivel del rumen que afectan el estado de salud del animal y, en ocasiones, llegan a comprometer su vida.

Por otro lado, el concentrado resulta ser el alimento más costoso; por lo que la sustitución de determinada cantidad del mismo por una fuente más barata de nutrientes puede aumentar la rentabilidad del sistema, siempre y cuando no se afecte la producción y calidad de la leche.

Los subproductos agroindustriales constituyen una alternativa en la suplementación de vacas lecheras, que disminuyen los costos de producción. Los altos volúmenes que se generan de glicerol, como subproducto en la fabricación de biodiesel, propician su empleo en la alimentación animal y evita que se convierta en un contaminante del medio ambiente (Donkin, 2008; Mota et al., 2009).

Generalmente, se emplea en sustitución del maíz ya que aporta cantidades similares de energía (Donkin et al., 2009). Son varios los trabajos que utilizan el glicerol en sustitución del maíz; incluso, en el periodo de transición, pero son pocos los que lo emplean en sistemas de pastoreo. Por tanto, el objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de la sustitución de maíz por glicerol sobre la producción y calidad de la leche de vacas Holando en pastoreo.

Materiales y métodos

El estudio se realizó en la Estación Experimental Mario A. Cassinoni (EEMAC) Ruta 3, km 363, Facultad de Agronomía, Departamento de Paysandú, Uruguay (32.5º de latitud Sur y 58° de longitud Oeste). Tuvo una duración de 74 días y se llevó a cabo entre los meses de agosto y octubre de 2012.

Se utilizaron 18 vacas Holando (16 multíparas y dos primíparas), con una condición corporal promedio preparto de 3.04 (± 0.26); la cual se determinó según Edmonson et al. (1989), un peso vivo promedio preparto de 687.87 (± 102.26) kg y, aproximadamente, 3.17 (± 1.42) lactancias.

En los primeros 10 días de lactancia las vacas se adaptaron a la dieta que se emplearía en la fase experimental. Posteriormente, se ubicaron en corrales individuales con sombra, acceso al agua y al alimento correspondiente al tratamiento, en el horario de la mañana. El glicerol se suministró sobre la ración totalmente mezclada parcial (RTMp) correspondiente. El pastoreo se realizó en parcelas independientes después del ordeño de la tarde, entre las 17:30 y las 02:30 horas.

La asignación a los tratamientos se llevó a cabo por número de lactancia, fecha probable de parto, condición corporal y peso vivo, nueve días previos al parto. Los mismos indicadores fueron tomados en cuenta para la conformación de los bloques.

La alimentación se basó en pasto de festuca (Festuca arundinacea), lotus (Lotus corniculatus) y trébol blanco (Trifolium repens) con una RTMp, la cual definió los tratamientos.

-Tratamiento control, T Control: 22 kg de ensilaje de sorgo + 7.50 kg de concentrado A (38.60 % de maíz).

-Tratamiento con glicerol, T Glicerol: 22 kg de ensilaje de sorgo + 5 kg de concentrado B (sin maíz) + 3 kg de glicerol crudo (76.50 % de pureza).

Los componentes del concentrado y la composición química del ensilaje se muestran en los cuadros 1 y 2, respectivamente.

Cuadro 1

Composición de los concentrados utilizados en base fresca.

¹Aporte por kg: Vitamina A (6000000 UI), Vitamina D3, (1200000 UI), Vitamina E (14000 UI), Ca (135 g), P (1,2 g), Mg (10 g), Cu (6 g), Zn (40 g), Mn (35 g), Fe (42 g), I (0,95 g), Se (0,12 g), Co (0,6 g).

Cuadro 2

Composición química del ensilaje de sorgo (planta entera).

La disponibilidad de forraje (kg MS.ha^-1) se estimó por el método comparativo adaptado de Haydock y Shaw (1975) con una escala de cinco puntos y tres réplicas, tomadas en áreas representativas de la pastura. Los valores de 2,358 (±718) y 2,285 (±765) kg MS.ha^-1 garantizaron aproximadamente 11 días de estancia en la parcela, con niveles residuales por encima de 60 kg.vaca.^-1ha^-1 (aproximadamente 97 kg.vaca.^-1ha^-1).

Las muestras de alimento para el análisis químico se recolectaron en las semanas seis y nueve del experimento. La oferta y rechazo de la RTMp se muestrearon diariamente. Se tomaron cantidades similares en el caso del ofrecido, aproximadamente 500 g y 10 % del rechazo para conformar muestras semanales por animal y por periodo de determinación. La pastura se muestreó mediante la técnica de simulación de pastoreo o Hand Plucking (Le-Du y Penning, 1982) y se hizo una muestra compuesta por tratamiento para cada periodo de determinación.

Las muestras de alimentos se secaron en estufa de aire forzado a 60 °C, hasta obtener peso constante, y se molieron en Molino Thomas-Wiley con malla de un milímetro. Posteriormente, se almacenaron en bolsas de nylon debidamente identificadas y se enviaron al Laboratorio de Nutrición Animal de la Facultad de Agronomía (UDELAR) para determinar los contenidos de Cenizas (CEN, para estimar la materia orgánica), extracto al éter (EE) y PB (Kjeldahl N x 6.25), según AOAC (1990).

Se empleó un analizador de fibra (ANKOM 220) para determinar la fibra detergente neutra, fibra detergente ácida y lignina, según procedimiento de Van Soest et al. (1991). Los carbohidratos no fibrosos se estimaron por diferencia entre la materia seca y las restantes fracciones determinadas (NRC, 2001). La energía neta de lactancia se calculó según la metodología propuesta por el (NRC, 2001). La composición química de los alimentos se muestra en el cuadro 3.

Cuadro 3

Composición química de los alimentos correspondientes al T Control y T Glicerol base seca (x ±DS).

1 ¹Fibra detergente neutra, ²Fibra detergente ácida, ³Carbohidratos no fibrosos, CNF=100− (%FDN+%PB+%EE+%CEN), ⁴Energía neta de lactancia. RTMp: ración totalmente mezclada parcial.

La producción de leche se registró individualmente en cada ordeño de los 74 días de prueba con el uso de medidores (Waikato Milking Systems NZ Ltd., Waikato, Hamilton, New Zealand). Para determinar la calidad, se tomaron muestras semanales de dos ordeños consecutivos (p. m. y a. m.), a las cuales se les adicionó dicromato de potasio, a razón de 0.06 g.100 mL^-1 de leche y se conservaron en refrigeración para su posterior envío al laboratorio. Se analizó el contenido de grasa, proteína, lactosa, urea y recuentos celulares mediante el método de espectroscopia de infrarrojo cercano (Near Infrared Reflectance Spectroscopy-NIRS, Milko-Scan, FOSS Electric, HillerOd, Denmark).

A partir de la producción y la calidad de la leche, se calculó la leche corregida por grasa (LCG). Para ello, se utilizó la fórmula propuesta por Gaines (1928).

LCG 4 % (kg.) = 0.4 × kg leche + 15 × kg grasa.

También, se calculó la leche corregida por energía (LCE), según la ecuación de Orth (1992).

LCE (kg) = [(0.327 × kg leche) + (12.95 × kg grasa) + (7.2 × kg proteína)]

A la composición química se le determinaron estadígrafos de posición (media, ) y de dispersión (desviación estándar, DS).

La información productiva se analizó por un modelo mixto de medidas repetidas en el tiempo, con el uso del procedimiento MIXED de SAS 9.2 (SAS, 2010). El modelo incluyó los efectos fijos de los tratamientos, semana de lactancia y la interacción semana de lactancia × tratamiento y bloque como efecto aleatorio.

La unidad experimental sobre la que se realizaron las medidas repetidas fue la vaca. La estructura de covarianza elegida fue una estructura de primer orden heterogénea y auto-regresiva en base al criterio de Kenward-Roger. Las medias se compararon usando la prueba de Tukey y Kramer (Kramer, 1956) y un efecto se reportó como significativo cuando P< 0.05.

Modelo:

Y_iJk= μ + β_i + T_J + S_k + (TS)_Jk + ε_iJk

Donde:

Y_iJk: Variable dependiente (PL, LCG, LCE, Grasa, Proteína, Lactosa, MUN y RC)

μ: es la media general

β_i: es el efecto del i-ésimo bloque (i: 1,2...9)

T_J: es el efecto del j-ésimo tratamiento (j:1,2)

S_k: es el efecto de la k-ésima semana (k:3,4...9)

(TS)_Jk: interacción tratamiento por semana

ε_iJk: error experimental

Resultados

No se encontró diferencia para la producción de leche con relación al tratamiento. Dentro de los indicadores de calidad de la leche sólo se afectaron (P< 0.05) el porcentaje de grasa y contenido de nitrógeno ureico. Ambos indicadores bajaron en el tratamiento donde se empleó el glicerol, con 0.30 para el porcentaje de grasa y 2.82 g.dL^-1 en el contenido de nitrógeno ureico. El efecto semana influyó, en la mayoría de los indicadores, con excepción del porcentaje de lactosa y los recuentos celulares (cuadro 4).

Cuadro 4

Producción y calidad de la leche de vacas Holando al inicio de la lactancia correspondiente al T Control y T Glicerol.

Diferencia significativa con P< 0.05 (Kramer, 1956). ¹ Producción de leche, ²Leche corregida por grasa (4 %), ³Leche corregida por energía, ⁴Nitrógeno ureico en leche, ⁵Recuentos celulares.

La figura 1 muestra la producción de leche, la cual tiene una tendencia a la disminución con relación al tiempo, para ambos tratamientos. El valor más elevado, para el tratamiento control, se obtuvo en la cuarta semana, con 32.32 kg.día^-1; y descendió hasta 27.44 kg.día^-1, en la novena semana. Lo mismo ocurrió en el tratamiento donde se empleó el glicerol, el cual comenzó con 33.64 kg.día^-1 en la tercera semana y en la novena sólo se produjo 27.29 kg.día^-1.

Figura 1
Producción de leche de vacas Holando del T Control y T Glicerol.

En la figura 2 se muestra el porcentaje de grasa de la leche, el cual tiene resultados variables con relación al tiempo. El tratamiento control experimenta un valor máximo para este indicador en la semana seis, momento en el que se observa mayor diferencia en ambos tratamientos (P< 0.05).

Figura 2
Porcentaje de grasa en la leche de vacas Holando del T Control y T Glicerol.

En la figura 3 se expone el nitrógeno ureico en leche. El tratamiento con glicerol mostró una tendencia al descenso con relación al tiempo. El tratamiento control, por su parte, incrementó los niveles de N ureico en las semanas seis y nueve.

Figura 3
Contenido de nitrógeno ureico en la leche de vacas Holando del T Control y T Glicerol.

En el cuadro 5 se puede observar el volumen de concentrado suministrado a cada vaca, diariamente; el cual se divide según sus componentes. Además, se informan los precios de los mismos.

Cuadro 5

Análisis económico.

Discusión

Debido al desarrollo vertiginoso de la producción de biocombustibles, se han generado volúmenes considerables de glicerina, que ha excedido la capacidad de utilización por parte de las industrias químicas y farmacéuticas (Donkin, 2008). Esto sugiere una disminución en su precio, lo que fortalece la idea de emplearlo en mayores proporciones, como sustituto de concentrados energéticos (Kerr et al., 2007); y, de esta forma, aumentar la eficacia biológica y financiera de la producción de biodiesel (Zacaroni, 2010).

Por otro lado, con esto se evita que se dañe el aspecto ecológico del biodiesel, ya que el excedente puede ser vertido al medio, convirtiéndose en otro contaminante (Mota et al., 2009).

El empleo del glicerol, además de disminuir los costos de producción, mantiene los niveles productivos. Esto se puede corroborar en los trabajos realizados por Shin et al. (2012) y Zymon et al. (2012). Bodarski et al. (2005) por su parte, incrementaron la producción de leche en 4.7 kg.día^-1, lo que está relacionado, fundamentalmente, con el aumento en el consumo. Echeverría et al. (2010) también incrementaron la producción de leche en aproximadamente 2.4 kg.día^-1 para los tratamientos que recibieron glicerol. Ellos lo evaluaron en la etapa de lactancia media. En este periodo, generalmente, la producción va en descenso y el mantenimiento en la persistencia de la curva de lactancia pudiera ser la causa de este incremento.

En el presente estudio este indicador muestra una tendencia a disminuir con relación al tiempo, para ambos tratamientos. Chung et al. (2007) también informaron descenso en la producción a partir de los 32 días para el tratamiento control y se mantuvo constante, después de la cuarta semana, para el tratamiento donde se suplementó con glicerol; mientras que Nicolini et al. (2013) informaron la máxima producción de leche en la duodécima semana de lactancia.

La leche corregida por grasa (4 %) y leche corregida por energía relaciona la producción con los indicadores de calidad de la misma; y por esa razón resultan importantes al valorar la eficiencia del sistema. El tratamiento no influyó en la producción de leche corregida por grasa. Lo mismo ocurrió en los trabajos realizados por Carvalho et al. (2011) y Shin et al. (2012). La leche corregida por energía tampoco se modificó con el empleo de glicerol; sin embargo, DeFrain et al. (2004) observaron una tendencia a disminuir con los niveles de glicerol empleados y lo atribuyeron al menor contenido de grasa en la leche para estos tratamientos.

La fermentación de los carbohidratos en el rumen origina ácidos grasos de cadena corta, dentro de los que se encuentra el acético; el cual es el principal precursor de la grasa de la leche. Por lo tanto, la disminución en el porcentaje de grasa, para el tratamiento donde se empleó el glicerol, puede estar relacionada con bajos niveles de acético en el rumen. Las dietas que contienen glicerol, por lo general, tienden a disminuir la proporción de acético a expensas de una mayor producción de propiónico. DeFrain et al. (2004) no obtuvieron diferencia en estos ácidos grasos volátiles en el preparto. Sin embargo, en el postparto el empleo de glicerol aumentó los niveles de propiónico con una disminución en la relación acético: propiónico. Carvalho et al. (2011) y Marchelli et al. (2015) también observaron disminución en la relación acético: propiónico al incorporar glicerol a la dieta.

Shin et al. (2012) informaron modificaciones en el porcentaje de grasa, con los valores más elevados, al incorporar el 5 % de la materia seca de la dieta en forma de glicerol. Chung et al. (2007) y Carvalho et al. (2011), por su parte, no encontraron diferencias en este indicador con relación al tratamiento.

Los resultados de grasa, 3.66 % para el tratamiento control y 3.36 % para el tratamiento con glicerol, respectivamente, fueron inferiores a los obtenidos por DeFrain et al. (2004) y Carvalho et al. (2011); quienes mostraron valores por encima del 4 % y superiores a los informados por Zymon et al. (2012), con un rango entre 3.17 y 3.45 %.

Los porcentajes de proteína y la lactosa son similares en ambos tratamientos. Chung et al. (2007) y Carvalho et al. (2011) tampoco observaron diferencias en estos indicadores de la calidad de la leche. El porcentaje de lactosa, 4.85 y 4.87 %, para los tratamientos control y con glicerol, respectivamente, es similar al rango obtenido por Zymon et al. (2012), entre 4.7 y 4.79 %. Lo mismo ocurre con la proteína. La lactosa no se modificó con relación al tiempo, lo que refuerza lo planteado por Galvis (2004), cuando se refiere a la lactosa como el componente de la leche de menor variabilidad.

El amoniaco que no es utilizado por las bacterias del rumen, para la síntesis de proteína microbiana, se absorbe y es llevado al hígado para ser convertido en urea. Parte de esta urea se reincorpora al rumen (reciclaje de la urea) y el resto es transportada por la sangre para su posterior excreción en la orina y la leche. Gracias a esto, las mediciones de nitrógeno ureico en sangre y leche permiten valorar la relación amoniaco-energía a nivel del rumen (Cerón-Muñoz et al., 2014). Por lo tanto, la disminución de los niveles de nitrógeno ureico en leche para el tratamiento con glicerol pudo estar relacionada con un efecto decreciente en la producción de amoniaco a nivel del rumen, o un mejor aprovechamiento de éste, como resultado de una mayor disponibilidad de energía, y por consiguiente, incremento en la síntesis de proteína microbiana.

Lage et al. (2010) demostraron que la inclusión de glicerol crudo, hasta un 12 % de la materia seca en dietas de rumiantes, aumenta la digestibilidad de los carbohidratos no fibrosos, lo que incrementa la producción de energía. Con relación a esto, Cardoso et al. (2015) plantearon que el NADH excedente de la entrada del glicerol a la vía de Glicólisis anaeróbica, se puede utilizar por los microorganismos del rumen para aumentar la eficiencia en la incorporación de amoníaco ruminal a la síntesis de proteína bacteriana. Este proceso podría justificar la reducción de amoniaco en el rumen y el nitrógeno ureico en sangre y leche.

Donkin et al. (2009) también obtuvieron una disminución en los niveles de urea en leche con el empleo del glicerol. Van Cleef et al. (2014) presentaron los menores tenores de urea cuando lo emplearon a razón del 7.50 % de la materia seca; y sugieren que se debe a un mayor aporte de energía. Sin embargo, Carvalho et al. (2011) y Zymon et al. (2012) no mostraron efecto del tratamiento sobre este indicador. DeFrain et al. (2004), obtuvieron una tendencia a la disminución del nitrógeno ureico en leche para los tratamientos donde empleó el glicerol, sin experimentar cambios en el nivel de amoniaco en el rumen, en el postparto. Marchelli et al. (2015), tampoco informaron modificaciones del amoniaco en rumen con la inclusión de glicerol.

Los niveles de nitrógeno ureico obtenidos en este estudio, 20.7 y 17.88 mg.dL^-1, para los tratamientos control y con glicerol, respectivamente, son superiores a los informados por DeFrain et al. (2004) y Carvalho et al. (2011), quienes presentan valores por debajo de los 16 mg.dL^-1 y similares a los obtenidos por Zymon et al. (2012), con un rango entre 17.77 y 21.6 mg.dL^-1.

Los recuentos celulares tampoco se afectaron por la inclusión del glicerol en la dieta. Una de las principales causas que ocasiona el incremento de los recuentos celulares es la mastitis, debido a que el proceso infeccioso viene acompañado de la descamación de las células epiteliales. Este indicador tiene gran influencia de los factores medio ambientales, pero la nutrición puede afectarlo por la relación que tiene con el nivel inmunológico. El balance energético negativo puede deprimir el nivel inmunológico (Meglia, 2007), lo que trae consigo un incremento en la susceptibilidad a padecer de enfermedades propias del periparto; entre otras: mastitis, metritis y retención placentaria (Lam, 2013).

La falta de energía puede provocar cetosis (Walsh et al. 2007), como respuesta al catabolismo exagerado de las grasas. Este proceso incrementa los niveles sanguíneos de ácidos grasos no esterificados (Cavestany et al., 2005), los cuales son llevados al hígado para convertirse en Acetil-CoA. Éste, tiene tres destinos: puede utilizarse como fuente de energía, esterificarse a triglicérido o seguir la vía de la cetogénesis (Noro y Barboza, 2012).

La cetosis, enfermedad que se relaciona con altos niveles de cuerpos cetónicos, tiene efecto directo en la depresión de la actividad inmunitaria (Lam, 2013). Por tanto, la medición de los recuentos celulares se puede tomar como punto de referencia a la hora de valorar los efectos del balance energético negativo. Carvalho et al. (2011) tampoco encontraron efecto del tratamiento sobre este indicador.

Sobre los recuentos celulares, además de la mastitis y la dieta, puede influir la etapa de lactancia. Generalmente, hay un mayor porcentaje de recuentos celulares en el inicio de la lactancia, pero el estudio sólo abordó los primeros 60 días post parto. Un estudio más prolongado, quizá, habría marcado un efecto semana sobre este indicador.

El análisis económico muestra un ahorro de casi US $0.29.vaca^-1.día^-1, cuando se utilizó el glicerol en la dieta. Es importante señalar que este sistema permite pagar hasta US $ 200.t^-1 de glicerol crudo. Sin embargo, el incremento en los niveles de producción de dicho subproducto sugiere disminución en su precio (Kerr et al., 2007).

Conclusiones

La sustitución de maíz por glicerol en la dieta de vacas lecheras altas productoras, a razón del 9 % de la materia seca, no afecta la producción de leche. Sin embargo, puede llegar a disminuir el porcentaje de grasa y de nitrógeno ureico en la misma. Por otro lado, la producción y calidad de la leche se afecta con relación al tiempo, con excepción de la lactosa y los recuentos celulares. Se recomienda el empleo de esta proporción de glicerol en la dieta de las vacas lecheras debido a los beneficios que se obtienen desde el punto de vista económico y ambiental; y se sugiere el estudio con otros niveles de inclusión.

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