Download Guía de procedimientos analíticos Año 2009

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Programa para el Mejoramiento de la Evaluación de Forrajes y Alimentos
Centro de Investigación y Servicios en Nutrición Animal (CISNA)
Facultad de Agronomía - Universidad de Buenos Aires
Programa para el mejoramiento de la
evaluación de forrajes y alimentos
- PROMEFA -
Guía de procedimientos analíticos
Año 2009
G. Jaurena
M. Wawrzkiewicz
Centro de Investigación y Servicios en Nutrición Animal (CISNA)
Departamento de Producción Animal
Facultad de Agronomía – Universidad de Buenos Aires
Tel: 4524-8005; cisna1@ agro.uba.ar
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Tabla de contenidos
TABLA DE CONTENIDOS ....................................................................................................... 2
PROTOCOLOS ANALÍTICOS ............................................................................................ 4
FIBRA DETERGENTE NEUTRO (AFDN) – V1 .......................................................................... 4
CENIZAS 600ºC × 2 H – V1.................................................................................................. 7
CENIZAS 550ºC × 4 H – V1.................................................................................................. 9
CENIZAS 450ºC × 12 H – V1.............................................................................................. 11
FIBRA DETERGENTE ÁCIDO (FDA) – V1.............................................................................. 13
RECUPERACIÓN DE N (AOAC, 1996 – 4.2.09) – V5............................................................ 16
LIGNINA EN DETERGENTE ÁCIDO CON ÁCIDO SULFURICO (LDAAS) – V2 ................................ 20
MATERIA SECA PARCIAL – V2............................................................................................. 23
MATERIA SECA TOTAL – V2 ............................................................................................... 25
NITRÓGENO TOTAL (KJELDAHL) – V1.................................................................................. 27
PROTOCOLOS MISCELÁNEOS ...................................................................................... 32
CORRECCIÓN DE LOS RESULTADOS ANALÍTICOS POR MATERIA SECA TOTAL – V2................... 32
MODELOS PROPUESTOS PARA PREDECIR LA CONCENTRACIÓN ENERGÉTICA DE LOS ALIMENTOS
PARA RUMIANTES – V1 ...................................................................................................... 34
PROCESAMIENTO ESTADÍSTICO DE LOS RESULTADOS ANALÍTICOS – V2.................................. 38
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Protocolos Analíticos
Fibra Detergente Neutro (aFDN) – v1
Por equipo ANKOM (Ankom, 2005)
Alimentos de aplicación
Todo tipo de forrajes y alimentos.
Principios
El residuo fibroso (aFDN, fundamentalmente celulosa, hemicelulosa y lignina) se
obtiene luego de disolver con detergente neutro los compuestos presentes en el contenido
celular junto con sustancias de la pared celular de fácil digestión (e.g. pectinas).
Precauciones
•
La acetona es altamente inflamable. Manipular la acetona con la campana funcionando
evitar la inhalación y el contacto con la piel.
•
El Lauril sulfato de sodio puede irritar las mucosas. Usar máscara y guantes cuando esté
manipulando este reactivo y trabajar bajo campana.
•
Asegurarse que el tamaño de partícula de la muestra sea de 1 mm.
Equipamiento
•
Balanza analítica.
•
Estufa de secado regulada a 105ºC.
•
Aparato de digestión- ANKON 200/220 FIBER ANALYZER
•
Bolsitas filtrantes- ANKON Technology F57 filter bags
•
Desecador.
•
Sellador por calor.
Reactivos
a) Solución de detergente neutro (SDN): por cada litro de solución
•
30,0 g de lauril sulfato de sodio (SDS),
•
18.61 g de EDTA-sodio dihidratado;
•
6,81 g de tetraborato de sodio decahidratado;
•
4,56 g de fosfato dibásico de sodio anhidro;
•
10 ml de trietilengilcol,
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•
Agitar y calentar la solución hasta ebullición para garantizar la estabilidad de la misma.
Ajustar el rango de pH entre 6,9 y 7,1.
b) Alfa-amilasa-- alfa amilasa bacteriana termoestable, actividad = 340,000 modificado
Wohlgemuth Units / ml
c) Sulfito de sodio- Na2SO3 anhidro.
d) Acetona- Use un grado que esté libre de colores y que no tenga niveles elevados de
evaporación.
Procedimiento
1. Preparación de la muestra (pueden procesarse un máximo de 24 bolsas por digestión).
a. Rotular debidamente la bolsitas filtrantes (2 por cada muestra a analizar y 2
para los blancos).
b. Pesar las bolsas de filtro (T1) y llevar a cero la balanza.
c. Pesar aproximadamente 0,5 g (+/- 0,05 g) de la muestra molida y secada a
65°C (MH1) (para alimentos con bajo contenido de agua solo es necesario
molerlos) directamente en la bolsa de filtro.
d. Pesar dos bolsitas de filtro para determinar el blanco (Tbco1).
e. Sellar por calor las bolsas cercano al borde (c.a. 4 mm) cuidando que el lado
interno de las mismas estén bien limpios para garantizar el sellado.
f.
Distribuya la muestra uniformemente dentro de las bolsas.
g. Exceptuando las muestras de forraje, las restantes deberán ser sometidas a un
lavado por inmersión con acetona durante 3 min y luego las muestras se deben
secar completamente antes de ser sometidas a la digestión.
2. Para procesar las 24 bolsas se agregan 2000 ml de solución de Detergente Neutro
(SDN) dentro del vaso de digestión. Si se procesan menos de 20 bolsas se agregan
100 ml/bolsa de la SDN. El volumen mínimo de solución es de 1500 ml.
3.
Agregar 4 ml de la alfa amilasa termoestable durante la digestión. En caso de no
realizar el procedimiento secuencial para la determinación de fibra en detergente ácido
(FDA) adicionar también 20 g (0,5g/50ml de NDS) de sulfito de sodio en la solución en
el vaso de digestión. Si se realizará el procedimiento secuencial de determinación de
FDA se debe omitir el agregado de sulfito de sodio.
4. Calentar hasta 90-100°C la SDN dentro del vaso digestor antes de colocar las
muestras.
5. Poner las bolsas con las muestras en la gradilla y una vez que la solución está
caliente, colocar en el vaso digestor. Cerrar y sellar el vaso de digestión. Digestar
durante 60 minutos.
6. Interrumpir la agitación y el calentamiento, abrir la válvula y dejar salir la solución
(precaución: la solución dentro del vaso está bajo presión). La válvula se abre primero
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para liberar la presión, para luego abrir la tapa del vaso. Una vez liberada la solución
se debe volver a cerrar la válvula.
7. Después de que la solución ha salido toda del vaso se abre la tapa del mismo. Se
agrega c.a. 2000 ml de agua destilada a 70-90°C con 4 ml de alfa amilasa. Se cierra el
vaso y se prende el agitador por 3 – 5 min. Luego se libera el agua y se repite el
procedimiento cuatro veces en total, siendo solo en los dos primeros que se agrega la
amilasa.
8. Sacar las bolsas del digestor y sacar el exceso de agua de las mismas presionándolas.
Lavar las bolsitas con acetona por inmersión durante tres minutos. Remover el exceso
de acetona por presión.
9. Dejar secar las bolsas a temperatura ambiente. Luego completar el secado a 105°C
durante 4 horas. Enfriar en desecador y pesar las muestras (T+aFDN) y los blancos
(Tbco2).
Cálculos
aFDN (%bs) = 100 x {(T+aFDN) - [T1 x (Tbco2/Tbco1)]} / (MH1 x MS105)}
Donde,
%bs:
Porcentaje sobre base seca.
MH1 (g):
peso de la muestra.
MS105 (g/g):
coeficiente de materia seca a 105°C.
T+aFDN (g):
peso final de la bolsa con la fibra.
T1 (g):
Peso de la bolsa vacía.
Tbco1 (g):
Promedio de pesos de bolsas para blanco inicial
(previo a la digestión con el detergente).
Tbco2 (g):
Promedio de pesos de bolsas para blanco final (luego
de la digestión con el detergente)
Referencias
Ankom. 2005. Subject: Neutral Degerteng Fiber in Feeds. Filter bags technique (ANKOM200).
Accessed 9/5/2007, 2007.
Goering, H. K. and Van Soest, P. J. 1970. Forage fiber analisys. Agric. Handbook No 379.
ARS, USDA.
Van Soest P. J. 1975. Physio-chemical aspects of fiber digestion in I. W. McDonald and A. C.
I. Warner (Eds.), Digestion and Metabolism in the Ruminant. The Univ. New England
Publ. Unit., Armidale, Australia.
Van Soest, P. J. 1982. Nutritional Ecology of the Ruminant. O and B Brooks, Inc., Corvallis,
OR.
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Facultad de Agronomía - Universidad de Buenos Aires
Cenizas 600ºC × 2 h – v1
Alimentos de aplicación
Todo tipo de forrajes y alimentos (según la referencia para alimentos y plantas).
Principios
La materia orgánica de la muestra es combustionada, eliminándose como CO2, por lo
que el residuo recuperado reúne las sustancias minerales (independientemente de su origen
funcional en el material de origen).
Precauciones
Básicas relacionadas con el manejo de equipos eléctricos y con actividades de
laboratorio.
Equipamiento
•
•
•
•
Balanza de precisión.
Cápsulas de porcelana
Desecador
Mufla
Reactivos
No hay.
Procedimiento
10. El sustrato con que se trabaja es la muestra molida y secada a 65ºC.
11. El procedimiento se debe realizar por duplicado para cada una de las muestras.
12. Las
cápsulas
de
porcelana
utilizadas
en
este
procedimiento
deben
estar
completamente secas. Para ello deben permanecer en la estufa a 105°C por lo menos
desde la tarde anterior.
13. Se retiran las cápsulas de la estufa en desecador y se dejan enfriar (aprox. 15-30 min.)
14. Registrar el peso de la cápsula (T) en una balanza analítica. Para ello se debe retirar
con pinza la cápsula del desecador y colocarla sobre el plato de la balanza con
cuidado.
15. Colocar en la cápsula una alícuota de la muestra de peso conocido (aproximadamente
2 g) (MH)
16. Regular la mufla a 600ºC y encenderla una vez que las cápsulas están en su interior.
17. Una vez alcanzada la temperatura final se debe mantener durante 2 horas.
18. Apagar la mufla y dejar enfriar hasta 150-200°C.
19. Retirar las cápsulas en desecador, dejar enfriar y pesar (T+Cen).
20. Si se dejan las cenizas dentro de la mufla de un día para otro, regular la temperatura
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en 110ºC, de esta manera las cenizas se mantendrán secas.
21. Se puede continuar con la determinación de cenizas a partir de las cápsulas
preparadas con que se determinó materia seca a 105°C. Una vez pesadas las
cápsulas y finalizada la determinación de MS 105°C se procede desde el punto 7 del
presente protocolo.
Cálculos
Cen (%) = {[(T+Cen.) – T] / MH} × 100
Cen (%bs) = [(T+Cen.) – T] / (MH × MS105 / 100) × 100
Cen (%bs) = Cen (%) / (MS105 / 100)
Donde,
%bs
Cen:
MH (g):
MS105 (%):
T (g):
% en base seca
Cenizas
Materia húmeda o tal cual
% MS secada a 105ºC
Tara
Referencias
AOAC International (formerly the Association of Official Analytical Chemists). Official Methods
of Analysis. Arlington, VA: AOAC International, 1990. Nro. 942.05.
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Programa para el Mejoramiento de la Evaluación de Forrajes y Alimentos
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Cenizas 550ºC × 4 h – v1
Alimentos de aplicación
Todo tipo de forrajes y alimentos.
Principios
La materia orgánica de la muestra es combustionada, eliminándose como CO2, por lo
que el residuo recuperado reúne las sustancias minerales (independientemente de su origen
funcional en el material de origen).
Equipamiento
•
•
•
•
Balanza de precisión.
Cápsulas de porcelana
Desecador
Mufla
Reactivos
No hay.
Precauciones
Básicas relacionadas con el manejo de equipos eléctricos y con actividades de
laboratorio.
Procedimiento
22. El sustrato con que se trabaja es la muestra molida y secada a 65ºC.
23. El procedimiento se debe realizar por duplicado para cada una de las muestras.
24. Las
cápsulas
de
porcelana
utilizadas
en
este
procedimiento
deben
estar
completamente secas. Para ello deben permanecer en la estufa a 105°C por lo menos
desde la tarde anterior.
25. Se retiran las cápsulas de la estufa en desecador y se dejan enfriar (aprox. 15-30 min.)
26. Registrar el peso de la cápsula (T) en una balanza analítica. Para ello se debe retirar
con pinza la cápsula del desecador y colocarla sobre el plato de la balanza con
cuidado.
27. Colocar en la cápsula una alícuota de la muestra de peso conocido (aproximadamente
2 g) (MH)
28. Regular la mufla a 550ºC y encenderla una vez que las cápsulas están en su interior.
29. Una vez alcanzada la temperatura final se debe mantener durante 4 horas.
30. Apagar la mufla y dejar enfriar hasta 150-200°C.
31. Retirar las cápsulas en desecador, dejar enfriar y pesar (T+Cen).
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32. Si se dejan las cenizas dentro de la mufla de un día para otro, regular la temperatura
en 110ºC, de esta manera las cenizas se mantendrán secas.
33. Se puede continuar con la determinación de cenizas a partir de las cápsulas
preparadas con que se determinó materia seca a 105°C. Una vez pesadas las
cápsulas y finalizada la determinación de MS 105°C se procede desde el punto 7 del
presente protocolo.
Cálculos
Cen. (%) = [((T+Cen) – T) / MH] × 100
Cen (%bs) = [((T+Cen) – T) / (MH × MS105 / 100)] × 100
Cen (%bs) = Cen (%) / (MS105 / 100)
Donde,
%bs
Cen:
MH (g):
MS105 (%):
T (g):
% en base seca
Cenizas
Materia húmeda o tal cual
% MS secada a 105ºC
Tara
Referencias
AOAC International (formerly the Association of Official Analytical Chemists). Official Methods
of Analysis. Arlington, VA: AOAC International, 1990. Nro. 942.05.
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Cenizas 450ºC × 12 h – v1
Recopilación: M. Wawrzkiewicz y G. Jaurena
Alimentos de aplicación
Todo tipo de forrajes y alimentos.
Principios
La materia orgánica de la muestra es combustionada, eliminándose como CO2, por lo
que el residuo recuperado reúne las sustancias minerales (independientemente de su origen
funcional en el material de origen).
Equipamiento
•
•
•
•
Balanza de precisión.
Cápsulas de porcelana
Desecador
Mufla
Reactivos
No hay.
Precauciones
Básicas relacionadas con el manejo de equipos eléctricos y con actividades de
laboratorio.
Procedimiento
34. El sustrato con que se trabaja es la muestra molida y secada a 65ºC.
35. El procedimiento se debe realizar por duplicado para cada una de las muestras.
36. Las
cápsulas
de
porcelana
utilizadas
en
este
procedimiento
deben
estar
completamente secas. Para ello deben permanecer en la estufa a 105°C por lo menos
desde la tarde anterior.
37. Se retiran las cápsulas de la estufa en desecador y se dejan enfriar (aprox. 15-30 min.)
38. Registrar el peso de la cápsula (T) en una balanza analítica. Para ello se debe retirar
con pinza la cápsula del desecador y colocarla sobre el plato de la balanza con
cuidado.
39. Colocar en la cápsula una alícuota de la muestra de peso conocido (aproximadamente
2 g; MH)
40. Regular la mufla a 450ºC y encenderla una vez que las cápsulas están en su interior.
41. Una vez alcanzada la temperatura final se debe mantener durante 12 horas.
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42. Apagar la mufla y dejar enfriar hasta 150-200°C.
43. Retirar las cápsulas en desecador, dejar enfriar y pesar (T+Cen).
44. Si se dejan las cenizas dentro de la mufla de un día para otro, regular la temperatura
en 110ºC, de esta manera las cenizas se mantendrán secas.
45. Se puede continuar con la determinación de cenizas a partir de las cápsulas
preparadas con que se determinó materia seca a 105°C. Una vez pesadas las
cápsulas y finalizada la determinación de MS 105°C se procede desde el punto 7 del
presente protocolo.
Cálculos
Cen. (%) = [((T+Cen.) – T) / MH] * 100
Cen (%bs) = [((T+Cen.) – T) / (MH * MS105 / 100)] * 100
Cen (%bs) = Cen (%) * (MS105 / 100)
Donde,
%bs
Cen:
MH (g):
MS105 (%):
T (g):
% en base seca
Cenizas
Materia húmeda o tal cual
% MS secada a 105ºC
Tara
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Fibra Detergente Ácido (FDA) – v1
Por equipo ANKOM
Recopilación: M. Wawrzkiewicz y G. Jaurena
Alimentos de aplicación
Todo tipo de forrajes y alimentos.
Principios
Se denomina fibra insoluble en detergente ácido (FDA) al residuo fibroso que queda
luego de disolver el contenido celular y las hemicelulosas de la FDN (fibra insoluble en
detergente neutro) empleando detergente ácido, el cuál está constituido fundamentalmente
por celulosa y lignina .
Precauciones
•
La acetona es altamente inflamable. Manipular la acetona con la campana funcionando
evitar la inhalación y el contacto con la piel.
•
Usar guantes y la campana cuando manipule el ácido sulfúrico. Sea muy cuidadoso
cuando agregue el ácido sulfúrico al agua. “Al sulfúrico no le gusta que lo mojen”.
•
El CTAB puede
irritar las
mucosas. Usar
máscara y guantes
cuando
esté
manipulando este reactivo siempre bajo campana.
•
Asegurarse que el tamaño de partícula de la muestra sea de 1 mm.
Equipamiento
•
•
•
•
•
Aparato de digestión- ANKON 200/220 FIBER ANALYZER
Balanza de precisión.
Bolsitas filtrantes - ANKON Technology F57 filter bags
Desecador.
Sellador por calor.
Reactivos
a. Solución de Detergente Ácido (SDA): por cada litro de solución
•
20 g bromuro de cetil trimetilamonio (CTAB o Cetrimida)
•
27.7 ml ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado.
b. Acetona. Use un grado que esté libre de colores y que no tenga niveles elevados de
evaporación.
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Procedimiento
1. Preparación de la muestra
a. En caso de utilizar el procedimiento secuencial para la determinación seguir el
protocolo desde el punto siguiente "g")
b. Rotular debidamente la bolsitas filtrantes (2 por cada muestra a analizar y 2
para los blancos).
c. Pesar la bolsa de filtro (T1) y llevar a cero la balanza.
d. Pesar 0,5g (+/- 0,05 g) de la muestra molida y secada a 65ºC (MH1), Pesar
una bolsa de filtro y digerirla para determinar el blanco (Tbco1).
e. Sellar por calor las bolsas cercano al borde (c.a. 4 mm) cuidando que el lado
interno de las mismas estén bien limpios para garantizar el sellado.
f.
Distribuya la muestra uniformemente dentro de las bolsas.
g. Pueden procesarse un máximo de 24 bolsas por vez.
2. Para procesar las 24 bolsas se agregan 2000 ml de solución de Detergente Ácido
dentro del vaso de digestión. Si se procesan menos de 20 bolsas se agrega la solución
SDA a razón de 100 ml/bolsa. El volumen mínimo de solución es de 1500 ml.
3. Calentar hasta 90-100°C la solución de detergente dentro del vaso digestor antes de
colocar las muestras.
4. Poner las bolsas con las muestras en la gradilla y una vez caliente la solución, colocar
en el vaso digestor. Cerrar y sellar el vaso de digestión.
5. Después de 60 minutos interrumpir la agitación y el calentamiento, abrir la válvula y
dejar salir la solución. Precaución: la solución dentro del vaso está bajo presión. La
válvula se abre primero para liberar la presión, para luego abrir la tapa del vaso. Una
vez liberada la solución se debe volver a cerrar la válvula.
6. Después que la solución ha salido del vaso se abre la tapa del mismo. Se agrega
aproximadamente 2000 ml de agua destilada a 70-90°C. Se cierra el vaso y se prende
el agitador por 5 minutos. Luego se libera el agua y se repite el procedimiento dos
veces más o hasta obtener pH neutro en el agua de lavado descartada.
7. Sacar las bolsas del digestor y sacar el exceso de agua de las mismas presionando
con los dedos. Lavar las bolsitas con acetona por inmersión durante tres minutos.
Remover el exceso de acetona por presión.
8. Dejar secar las bolsas a temperatura ambiente. Completar el secado a 105°C durante
4 horas. Enfriar en desecador y pesar las muestras (T1+FDA) y los blancos (Tbco2)
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Programa para el Mejoramiento de la Evaluación de Forrajes y Alimentos
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Cálculos
FDA (%bs) = 100 x {(T1+FDA) - [T1 x (Tbco2/Tbco1)] / (MH1 x MS105)}
Donde,
%bs:
Porcentaje sobre base seca.
MH1 (g):
peso de la muestra
MS105 (g/g) :
coeficiente de materia seca a 105°C.
T1 (g):
peso de tara de la bolsa
T1+FDA (g):
peso final de la bolsa con la fibra.
Tbco1 (g):
Promedio de pesos de bolsas para blanco inicial
(previo a la digestión con el detergente).
Tbco2 (g):
Promedio de pesos de bolsas para blanco final (luego
de la digestión con el detergente)
Referencias
Ankon, 2005. Acid detergent fiber in feeds. Filter bag technique (ANKOM200). Ankon
Technoligy.
Van Soest, P. J. 1982. Nutritional Ecology of the Ruminant. O and B Brooks, Inc., Corvallis,
OR.
Goering, H. K. and Van Soest, P. J. 1970. Forage fiber analices. Agric. Handbook No 379.
ARS, USDA.
Van Soest P. J. 1975. Physio-chemical aspects of fiber digestion in I. W. McDonald and A. C.
I Warner (Eds.), Digestion and Metabolism in the Ruminant. The Univ. New England
Publ. Unit., Armidale, Australia.
AOAC International (formerly the Association of Official Analytical Chemists). Official Methods
of Analysis. Arlington, VA: AOAC International, 1990. Nro. 973.18. Pag. 82.
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Recuperación de N (AOAC, 1996 – 4.2.09) – v5
Recopilación: G. Jaurena y M. Wawrzkiewicz
Alimentos de aplicación
Sólo aplicable sobre los estándares apropiados.
Principios
Se emplean lisina, sulfato de amonio o fosfato diácido de amonio para chequear el
proceso completo de digestión y destilación. Dado que la cantidad de N puesta a digestar es
conocida se espera recuperar el 100%.
Se asume que la técnica es satisfactoria si se recupera más del 98% del N.
Precauciones
Hay que ser especialmente cuidadoso en la manipulación de los digestores y el ácido
sulfúrico concentrado, utilizar lentes protectores y guantes resistentes al calor.
Se trata de materiales higroscópicos, por lo que es necesario manipularlos con los
recaudos correspondientes.
Equipamiento
•
•
•
•
•
Balanza analítica
Tubos de digestión
Erlenmeyers
Equipo digestor y destilador para Kjeldahl
Bureta
Reactivos
Usar NH4H2PO4 certificado (12.15% N) o Lisina clorhidrato de alta pureza (e.g. L-lisina
Sigma Nr. Catalogo L-5626: C6H14N2O2.HCl, PM = 182.6; 15.33% N; pureza mínima 98%).
Para chequear el método completo estándar de referencia consultar NIST Nº194 (National
Institut of Standards and Technology).
El resto de los reactivos son los mismos de la determinación de N por Kjedahl (Prtcl NT
01).
Características de los patrones provistos por el Promefa:
• Sulfato de amonio (Art. 961506, Biopack, Argentina), H8N2O4S, PM: 132.14, 21.2%N;
pureza: 99.9%.
•
Lisina (Art. 971106, Biopack, Argentina), L-Lisina monoclorhidrato (C6H14N2O2HCl, PM:
182.65; 15.3%N; pureza: 99.9%.
Procedimiento
Pesar una alícuota de la muestra y registrar el peso (MH1; c.a. 0.1 g de NH4H2PO4 o
lisina).
Proceder de acuerdo a las determinaciónes de N por Kjedahl (Prtcl NT 01) o por
método de Dumas (Prtcl NT 02).
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Cálculos
(T1 – Tbco.) x 1.4 x N(SO4H2)
NT (%, bs) = -----------------------------------------------MH1 x MS105
% Recuperación de N = NT (%, bs) / NTE (%, bs) × 100
Donde,
NTE (H8N2O4S, %, bs) = 21.2 x MS105 × 0.999
NTE (Lisina, C6H14N2O2HCl, %, bs) = 15.3 × MS105 × 0.999
T1 (ml):
Tbco. (ml):
N(SO4H2)(N):
NTE (%, bs):
NT (%, bs):
MH1 (g):
MS105 (g/g):
Titulación con SO4H2 de la muestra
Titulación con SO4H2 del blanco
Normalidad del SO4H2 de titulación
N total esperado para los reactivos provistos
N total medido en la alícuota ensayada
Peso de la muestra
Coeficiente de materia seca a 105ºC
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Determinación del porcentaje de materia seca de los patrones
Se realizará la determinación del porcentaje de materia seca de los patrones (sulfato
de amonio y lisina) para luego realizar las correcciones necesarias.
Alimentos de aplicación
Sólo aplicable sobre los estándares apropiados.
Principios
El agua se evapora por encima de los 100ºC, consecuentemente el residuo remanente
permite estimar gravimétricamente el contenido de materia seca (MS105) del material puesto
a secar inicialmente.
Precauciones
Básicas relacionadas con el manejo de equipos eléctricos y con actividades de
laboratorio.
Prestar atención al manejo de las estufas para evitar el ingreso de muestras húmedas
nuevas en momentos cercanos a la finalización del secado, dado que pueden afectar la
determinación.
Equipamiento
•
•
•
•
Balanza de precisión.
Estufa termorregulada a 105ºC.
Desecador.
Cápsulas de porcelana, aluminio o acero inoxidable.
Reactivos
No hay.
Procedimiento
9. Se debe realizar una determinación en duplicado para cada uno de los patrones.
10. Las
cápsulas
de
porcelana
utilizadas
en
este
procedimiento
deben
estar
completamente secas. Para ello deben permanecer en la estufa a 105°C por lo menos
desde la tarde anterior.
11. Retirar las cápsulas de la estufa en desecador y dejar enfriar (aprox. 15-30 min.).
12. Registrar el peso de la cápsula en una balanza analítica. Para ello se debe retirar la
cápsula del desecador con pinza y colocarla sobre el plato de la balanza con cuidado
(T1)
13. Colocar en la cápsula una alícuota del patrón de peso conocido (aproximadamente 500
miligramos; MH1)
14. Poner las cápsulas con muestra en una estufa regulada a 105°C y dejar durante 4
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horas o hasta peso constante (recomendable durante toda una noche, no más).
15. Retirar de la estufa en desecador, dejar enfriar (hasta temperatura ambiente) y pesar
(T1+MS1).
Cálculos
MS105 (%) = [((T1+MS1) – T1) / MH1] × 100
MST (%)
= MS105 (%)
MH1 (g):
MS105 (%):
MS1 (g):
MST (%)
T1 (g):
Material tal cual.
MS secada a 105ºC.
MS obtenida luego de secar a 105ºC.
Materia seca total (%)
Peso del recipiente empleado para el secado a 105ºC.
Referencias
AOAC International (formerly the Association of Official Analytical Chemists). Official Methods
of Analysis. Arlington, VA: AOAC International, 1995.
Bradstreet, R. B. The Kjeldahl Method for Organic Nitrogen. New York, NY: Academic Press
Incorporated, 1965.
Jones, J. Benton. Kjeldahl Method for Nitrogen Determination. Athens, GA: Micro-Macro
Publishing, 1991.
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Lignina en detergente ácido con ácido sulfurico (LDAAS) – v2
Por equipo ANKOM
Alimentos de aplicación
Todo tipo de forrajes y alimentos.
Principios
El residuo de la fibra ácido detergente consiste principalmente de lignocelulosa, la
solución de ácido sulfúrico (72%) disuelve la celulosa, quedando la lignina y la ceniza
insoluble en ácido en el residuo final recuperado. La cutina también es retenida y
consecuentemente se toma como si fuera parte de la lignina.
Precauciones
•
La acetona es altamente inflamable. Manipular la acetona con la campana funcionando
evitar la inhalación y el contacto con la piel.
•
Usar guantes y la campana cuando manipule el ácido sulfúrico. Sea muy cuidadoso
cuando agregue el ácido sulfúrico al agua. “Al sulfúrico no le gusta que lo mojen”.
Equipamiento
•
Balanza de precisión.
•
Estufa de secado regulada a 105ºC.
•
Bolsitas filtrantes—ANKON F57 Filter bags
•
Desecador
•
Vasos de precipitado
Reactivos
16. Ácido sulfúrico (72% peso en peso)
a. Mezclar manualmente para estandarizar el reactivo. El grado del ácido sulfúrico
es de 1,634 g/l (a 20°C) o 24,00 N. Agregar 1200 g de ácido sulfúrico a 440 ml
de agua destilada.
17. Acetona
a. Use un grado que esté libre de colores y que no tenga niveles elevados de
evaporación
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Procedimiento
18. Preparación de la muestra
a. En caso de utilizar el procedimiento secuencial seguir el protocolo desde el
punto "b)" del procedimiento para determinar FDA (Prtcl FDA 01).
b. Rotular debidamente la bolsitas filtrantes (2 por cada muestra a analizar y 2
para los blancos).
c. Pesar la bolsa de filtro (T1) y llevar a cero la balanza.
d. Pesar 0,5g (+/- 0,05 g) de la muestra molida y secada a temperatura ambiente
(MH1). Pesar una bolsa de filtro vacía para usar como blanco e incorporarla en
el procedimiento junto con las muestras.
e. Sellar por calor las bolsas cercano al borde (c.a. 4 mm) cuidando que el lado
interno de las mismas estén bien limpios para garantizar el sellado.
f.
Distribuya la muestra uniformemente dentro de las bolsas.
g. Pueden procesarse un máximo de 24 bolsas por vez.
h. Determinar FDA con el “ANKON Fiber analyzer” (Prtcl FDA 01 desde el punto
“2” al “7”).
19. Poner las 24 bolsas con muestra digerida en solución DA y las bolsas “blanco” dentro
de un vaso de precipitados de 1 litro y agregar suficiente cantidad (aprox. 250 ml) de
H2SO4 al 72 % p/v. Importante: las bolsas deben estar completamente secas y a
temperatura ambiente antes de agregar el ácido.
20. Poner un vaso de 500 ml dentro del vaso de 1 l para que las muestras queden
sumergidas en el ácido sulfúrico. Agitar 30 veces cada 30 min presionando con el vaso
de precipitado de 500 ml.
21. Después de tres horas sacar el ácido sulfúrico y enjuagar con agua destilada (90100ºC1) para remover los restos del ácido. Repita este procedimiento hasta que el pH
esté neutro.
22. Enjuagar con acetona durante 3 min para luego secar las bolsas a temperatura
ambiente.
23. Complete el secado a 105 °C durante 4 horas. Enfriar en desecador y pesar la bolsa
(T1+LDAyCen). Luego poner la bolsa en una cápsula previamente pesada (T2) y llevar
a 525°C en la mufla durante 3 horas, luego pesar (T2+Cen). Pesar los crisoles para los
blancos (T3) y llevar a la mufla junto con las muestras, luego registrar el peso
(T3+Cen).
1
En el protocolo sugerido por ANKOM Technology (2005) indica emplear “agua de grifo” sin indicación de
temperatura. Considerando la variabilidad en calidad de agua disponible entre los laboratorios participantes
pareció mas conveniente utilizar el procedimiento anterior.
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Cálculos
LDA (%bs) = 100 x {T1+LDAyCen – [T1 x (Tbco2/Tbco1) – A] / (MH1 x MS105)}
A = (T2+Cen – T2) – [T1 x (T3+Cen – T3) / Tbco.1)]
Donde,
A (g):
cenizas insolubles de la muestra
MH1 (g):
peso de la muestra
MS105 (g/g):
coeficiente de materia seca a 105°C
T1 (g):
tara del sobre para muestras
T1+LDAyCen (g):
peso final de la bolsa con la lignina y las cenizas
T2 (g):
tara del crisol para muestras
T2+Cen (g)
peso final del crisol mas las cenizas de la muestra
T3 (g):
tara del crisol para blancos
T3+Cen (g)
peso final del crisol mas las cenizas del blanco
Tbco1 (g):
tara del sobre en blanco inicial
Tbco2 (g):
tara del sobre en blanco final.
Referencias
Ankom, 2005. Method for determining acid detergent lignin in beakers. ANKOM Technology.
Van Soest, P. J. 1982. Nutritional Ecology of the Ruminant. O and B Brooks, Inc., Corvallis,
OR.
Goering, H. K. and Van Soest, P. J. 1970. Forage fiber analices. Agric. Handbook No 379.
ARS, USDA.
Van Soest P. J. 1975. Physio-chemical aspects of fiber digestion in I. W. McDonald and A. C.
I Warner (Eds.), Digestion and Metabolism in the Ruminant. The Univ. New England
Publ. Unit., Armidale, Australia.
AOAC International (formerly the Association of Official Analytical Chemists). Official Methods
of Analysis. Arlington, VA: AOAC International, 1990. Nro. 973.18. Pag. 82.
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Materia seca parcial – v2
Alimentos de aplicación
Forrajes y alimentos con más de un 20% de humedad.
En alimentos con alto contenido de sustancias volátiles (e.g. silajes), el secado en
estufa eliminará los compuestos volátiles junto con el agua y consecuentemente la
determinación de humedad por esta vía estará sobrestimada.
Principios
Este procedimiento se utiliza para preparar las muestras con alto contenidos de
humedad (>20%) y dado que en general tiene un mínimo efecto sobre la composición química
permite almacenar las muestras y efectuar posteriormente los análisis necesarios.
Dado que el agua se evapora a 100°C, ésta técnica no elimina toda el agua contenida
en la muestra y consecuentemente se trata de una MS parcial que elimina aproximadamente
el 95% de la humedad (Harris, 1970).
El contenido de materia seca parcial (MSp) de la muestra se obtiene luego de haber
eliminado por evaporación parcialmente el agua y equilibrado dicha muestra con la humedad
ambiente.
Precauciones
Básicas relacionadas con el manejo de equipos eléctricos y con actividades de
laboratorio.
Equipamiento
•
•
•
Balanza de precisión.
Estufa con termorregulación a 65ºC.
Bandejas de aluminio.
Reactivos
No hay.
Procedimiento
24. Registrar el peso del recipiente en el cual se colocará la muestra a secar (T1)
25. Colocar una alícuota de la muestra en el recipiente previamente pesado y registrar el
peso de la misma habiendo llevado a cero la balanza con el recipiente (MH1). La
muestra debe quedar uniformemente esparcida sobre el recipiente para permitir una
rápida evaporación del agua.
26. Llevar a estufa a una temperatura de 65ºC durante 48 h o hasta peso constante.
27. Retirar las muestras de la estufa, dejarlas enfriar sobre una mesada hasta que se
equilibren con el ambiente y pesarlas (T1+MS1).
28. La muestra así secada debe ser molida y preservada en un envase de vidrio o plástico
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con un cierre que no permita la entrada de aire.
Cálculos
MS65 (%) = [((T1+MS1) – T1) / MH1] × 100
Donde,
T1 (g):
MH1 (g):
MS1 (g)
MS65 (%):
Peso del recipiente vacío.
Material húmedo o tal cual (g).
MS obtenida luego de secar a 65ºC por 48 h (g)
Estimación del contenido de MS parcial luego de eliminar el agua
en estufa a 65ºC.
Referencias
Harris, L. E. 1970. Compilación de datos analíticos y biológicos en la preparación de cuadros
de composición de alimentos para uso en los trópicos de America Latina. University of
Florida, Gainesville, Fl (USA).
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Materia Seca Total – v2
Alimentos de aplicación
Todo tipo de forrajes y alimentos con bajo contenido de humedad (<20%) y aquellos
previamente acondicionados por secado parcial (Prtcl – MS Parcial 01).
El material una vez sometido al secado en estufa a 105ºC no es apropiado para
efectuar determinaciones analíticas adicionales, a excepción de cenizas.
Principios
El agua contenida en los alimentos se evapora por encima de los 100ºC,
consecuentemente el residuo remanente permite estimar gravimétricamente el contenido de
materia seca (MS105) del material puesto a secar inicialmente.
Ésta determinación permite estimar el contenido de agua del alimento, siendo
complementaria a la de 65°C efectuada sobre las muestras húmedas.
Para el caso de muestras secas (humedad <20%) es la única determinación que se
requiere para estimar el contenido de materia seca total (MST). En forma similar se procesan
las muestras de forraje fresco o conservado húmedo que se muelan con hielo seco y que
ingresen a la secuencia de análisis como material fresco (e.g. almidón, N soluble).
Precauciones
Básicas relacionadas con el manejo de equipos eléctricos y con actividades de
laboratorio.
Prestar atención al manejo de las estufas para evitar el ingreso de muestras húmedas
nuevas en momentos cercanos a la finalización del secado, dado que pueden afectar la
determinación.
Equipamiento
•
•
•
•
Balanza de precisión.
Estufa termorregulada a 105ºC.
Desecador.
Cápsulas de porcelana, aluminio o acero inoxidable.
Reactivos
No hay.
Procedimiento
29. Se debe realizar por duplicado para cada una de las muestras.
30. Las
cápsulas
de
porcelana
utilizadas
en
este
procedimiento
deben
estar
completamente secas. Para ello deben permanecer en la estufa a 105°C por lo menos
desde la tarde anterior.
31. Retirar las cápsulas de la estufa en desecador y dejar enfriar (aprox. 15-30 min.).
32. Registrar el peso de la cápsula en una balanza analítica. Para ello se debe retirar la
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cápsula del desecador con pinza y colocarla sobre el plato de la balanza con cuidado
(T2)
33. Colocar en la cápsula una alícuota de la muestra de peso conocido (aproximadamente
2 g; MH2)
34. Poner las cápsulas con muestra en una estufa regulada a 105°C y dejar durante 4
horas o hasta peso constante (recomendable durante toda una noche, no más).
35. Retirar de la estufa en desecador, dejar enfriar (hasta temperatura ambiente) y pesar
(T2+MS2).
Cálculos
MS105 (%) = [((T2+MS2) – T2) / MH2] × 100
MST (%)
= MS65 (%) × MS105 (%) / 100
Donde,
MS65 (%) = {(T1+MS1) – T1] / MH1} × 100
MH1 (g):
MH2 (g):
MS1 (g):
MS105 (%):
MS2 (g):
MS65 (%):
MST (%)
T1 (g):
T2 (g):
Materia húmeda o tal cual
Material tal cual o muestra de material húmedo previamente secado
a 65ºC.
MS obtenida luego de secar a 65ºC por 48 h
MS secada a 105ºC
MS obtenida luego de secar a 105ºC
Estimación del contenido de MS luego de eliminar el agua en estufa
a 65ºC.
materia seca total (%)
Peso del recipiente empleado para el secado a 65ºC.
Peso del recipiente empleado para el secado a 105ºC.
Referencias
AOAC International (formerly the Association of Official Analytical Chemists). Official Methods
of Analysis. Arlington, VA: AOAC International, 1990. Nro. 130.15.
AOAC International (formerly the Association of Official Analytical Chemists). Official Methods
of Analysis. Arlington, VA: AOAC International, 1990. Nro. 167.03. 15th Edition.
Correcciones
2007 Mayo.
Shirley Furtado y Gabriela Arias
Bollati, G.
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Nitrógeno Total (Kjeldahl) – v1
Alimentos de aplicación
Todo tipo de forrajes y alimentos.
Principios
En este paso se oxida la materia orgánica a CO2 y H2O, mientras se reduce el N a
amonio. Una vez finalizada la digestión, se tiene en solución:
MO
CO2 + H2O
N
(NH4)2SO4
El éxito de la técnica de determinación de nitrógeno puede controlarse mediante el uso
de sustancias patrón de concentración conocida de nitrógeno. Una sal de amonio puede ser
usada para testar el proceso de destilación de la técnica, mientras que la lisina y el ácido
nicotínico son usados para chequear el proceso de digestión. La recuperación porcentual del
nitrógeno agregado en el patrón indica la eficiencia de la técnica (se esperan valores de
recuperación mayores al 98%). Este procedimiento debe ser incorporado como rutina a modo
de control del funcionamiento de la técnica.
Se deberán realizar blancos para determinar posibles aportes de nitrógeno por los
reactivos y materiales empleados. El procedimiento para la determinación de los blancos es
igual a la de las muestras pero sin la colocación de la misma y debe ser reconfirmada
frecuentemente.
Precauciones
Básicas relacionadas con el manejo de equipos eléctricos y con actividades de
laboratorio.
Hay que ser especialmente cuidadoso en la manipulación de los digestores y el ácido
sulfúrico concentrado, utilizar lentes protectores y guantes resistentes al calor.
Equipamiento
•
•
•
•
•
Balanza analítica
Tubos de digestión
Erlenmeyers
Equipo digestor y destilador para Kjeldahl
Bureta
Reactivos
Ácido Bórico al 2%:
a) Hervir 20 g de ácido bórico en 500 ml de agua destilada para solubilizarlo
b) Agregar 250 ml de agua fría
c) Cuando llega a temperatura ambiente agregar:
i) 10 ml de Verde de Bromocresol (100 mg / 100 ml etanol)
ii) 7 ml de Rojo de Metilo (100 mg / 100 ml etanol)
d) Llevar a 1 litro en matraz con agua destilada
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Hidróxido de Sodio:
a) 40 g NaOH (grado reactivo) / 100 ml agua :::: 800 g / 2000 ml ::: 1600 g / 4000 ml
Acido sulfúrico 0.1 N
Se emplean 6 ml SO4H2 (96-98% grado reactivo)/ 2000 ml agua destilada
Valoración con Biftalato de potasio
i) Preparar 3 erlenmeyers con:
(1) 200 mg de Biftalato de potasio (registrar el peso exacto PBif)
(2) agregar 30 ml agua destilada
(3) agregar 3 gotas de fenolftaleina
(4) titular con NaOH 0.1 N valorado o comprado (T1)
ii) Preparar 3 erlenmeyers con:
(1) 10 ml SO4H2 a valorar
(2) agregar 30 ml agua destilada
(3) agregar 3 gotas de fenolftaleina
(4) titular con NaOH 0.1 N valorado o comprado (T2)
iii) Cálculo de la valoración:
ml (T2) x mg (PBif)
N (SO4H2) = ----------------------------------------ml (T1) x 204,23 x 10
Valoración con patrón primario (Trometamina, tris PM: 121.14)
Usar verde de bromocresol como indicador (azul en medio básico, amarillo en medio
ácido).
a) Disolver el patrón primario en agua y agregar 2 o 3 gotas del indicador.
b) Titular el ácido a valorar.
mg Trometamina (mg)
N (SO4H2) = ------------------------------------121.14 × SO4H2 (ml)
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Procedimiento
Digestión
1) Pesar un alícuota de la muestra y registrar el peso (MH1) (0.5 g MS 65°C forrajes y
0.1 g MS 65°C carne)2
2) Colocar la muestra en tubos de digestión
3) Agregar 15 g de Sulfato de potasio (SO4K2)
4) Agregar 1 ml de Sulfato de cobre 10% (SO4Cu 10%)
5) Agregar 25 ml de ácido Sulfúrico concentrado (SO4H2 concentrado)
6) Encender el digestor a 400°C
7) Activar el mecanismo necesario para evitar el escape de vapores al ambiente.
8) La digestión de las muestras se llevará a cabo hasta que la solución dentro de los
tubos quede de color verde translúcido (dependiendo de las muestras y equipo,
puede tomar entre 30 min a 4 h).
9) Retirar los tubos con la gradilla del block digestor y dejar enfriar sin retirar la tapa
recolectora de vapores. Al enfriarse la solución se torna incolora y translúcida
10) Agregar 20 ml de agua destilada en cada tubo y dejar enfriar agitar 2 ó 3 veces
cada 5 minutos para evitar que se formen cristales grandes de Sulfato de potasio.
11) Dejar enfriar para comenzar la destilación
Destilación
1) Preparar tantos erlenmeyer como tubos para destilar haya preparados con 25 ml de
Ácido Bórico 2%
2) Colocar un erlenmeyer con ácido bórico 2% en la salida del refrigerante del equipo
con el final del tubo de vidrio sumergido en la solución (así quedará hasta
inmediatamente antes de apagar la bomba generadora de vapor para concluir el
destilado)
3) Colocar el tubo con la muestra digestada en el destilador asegurándose que el
cierre superior con la goma sea completo (se recomienda presionar en sentido
ascendente desde el tubo)
4) Dosificar el Hidróxido de Sodio 40% hasta neutralizar la solución del tubo (el color
del la solución del tubo pasa de incoloro-blanco a marrón o celeste en caso de
exceso de NaOH)
2
En caso de ser muestras líquidas o de elevado contenido de agua (>30% de humedad, se debe elevar la
temperatura del digestor a razón de 100°C cada 30 minutos hasta los 400°C y a partir de entonces contar las 2
horas de digestión.
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5) Destilar hasta recoger c.a. 150 ml en el erlenmeyer.
6) Apagar la bomba generadora de vapor.
7) Retirar el tubo del equipo cuidando los goteos de solución desde la goma y el
erlenmeyer
8) Una vez destilados todos los tubos se debe lavar el frente del equipo de las
salpicaduras de NaOH y vaciar y enjuagar la bomba generadora de vapor desde el
robinete superior y descargando la suciedad hacia la canaleta trasera de la
mesada.
Titulación
•
Con Ácido Sulfúrico 0,1 N hasta cambio de color verde a rosa intenso (mantener
siempre el mismo criterio de color final en la titulación de todas las muestras). (T1)
Cálculos
(T1 – Tbco.) x 1.4 x N SO4H2
Nt (%bs) = -----------------------------------------------MH1 x MS105
PB (%bs) = Nt (%bs) x 6,25*
Donde,
T1 (ml):
Tbco. (ml):
N SO4H2 (N):
MH1 (g):
MS105
(g/g):
*
6.25
Titulación con SO4H2 de la muestra
Titulación con SO4H2 del blanco
Normalidad del SO4H2 de titulación
Peso de la muestra
Coeficiente de materia seca a 105ºC
El valor asume que todo el nitrógeno del alimento se encuentra en
forma de proteína y que está presente en ella en un 16%
Referencias
AOAC International (formerly the Association of Official Analytical Chemists). Official Methods
of Analysis. Arlington, VA: AOAC International, 1995.
Bradstreet, R. B. The Kjeldahl Method for Organic Nitrogen. New York, NY: Academic Press
Incorporated, 1965.
Jones, J. Benton. Kjeldahl Method for Nitrogen Determination. Athens, GA: Micro-Macro
Publishing, 1991.
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Protocolos misceláneos
Corrección de los resultados analíticos por Materia Seca Total – v2
Alimentos de aplicación
Todas las muestras de las pruebas interlaboratorios del Promefa (previamente secadas
a 65ºC).
Principios
Las muestras de alimento, establecen un equilibrio con la humedad ambiente, por lo
que el contenido de agua puede variar entre laboratorios y aún para un mismo laboratorio a lo
largo del tiempo.
Los resultados analíticos se deben reportar sobre base seca total para evitar las
variaciones debidas a la humedad residual contenidas en las muestras.
Procedimiento
A partir de los procedimientos explicados en el Prtcl MS Total 01 se puede estimar la
materia seca obtenida por secado a 105ºC (MS105) de cada muestra con la cual se
procederá a corregir los valores analíticos obtenidos sobre las muestras parcialmente secas
(MS 65º y equilibradas con la humedad ambiente del laboratorio).
Los análisis (e.g. aFDN, PB) se llevan a cabo sobre las muestras parcialmente secas
(base parcialmente seca [bps]; i.e. 65ºC o en el caso de las muestras del Promefa tal como
llegan al laboratorio).
Una alícuota de la muestra recibida se usará para estimar la MS105 (secando a 105ºC)
Una vez obtenidos los resultados analíticos y la MS105 se procederá a efectuar la
corrección, aplicando la siguiente fórmula (ejemplificado para aFDN):
aFDN (g/kg MS bs) = aFDN (g/kg MS bps) / MS105 (g/kg MH2) / 1000
donde:
aFDN (g/kg MS bs): contenido de aFDN expresado en base seca (bs)
aFDN (g/kg MS bps): contenido de aFDN expresado sobre base parcialmente
seca (bps)
MS105 (%): materia seca obtenida luego de secar la muestra a 105ºC de
acuerdo al Prtcl MS Total 01
Ejemplo
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1. Se toma una alícuota de la muestra a analizar y se procede de acuerdo al Prtcl MS Total
01
Repetición
r1
r2
T2 (g)
8.002
7.988
MH2 (g)
2.014
2.034
MS2 + T2 (g)
9.918
9.941
MS2 (g)
1.916
1.953
MS105 (g/g)
0.9513
0.9602
T2: tara
MH2: peso de la muestra parcialmente seca
MS2: peso de la muestra luego de haber sido secada a 105ºC.
2. Cálculo de la materia seca a 105ºC promedio, i.e. 0.9558 g/g MH2 (parcialmente seca).
3. Simultáneamente con lo hecho en el punto 1, se inicia una corrida analítica para
determinar el contenido de aFDN. Consecuentemente se pesan aproximadamente 500 mg
de la muestra parcialmente seca (base parcialmente seca, bps) y el resultado es 450 g de
aFDN por kg de muestra parcialmente seca (bps).
4. Se corrige el resultado analítico (bps) por el contenido de MS105 para obtener el valor en
base seca total (bst), del siguiente modo:
450 (g aFDN/kg MS bps) / 0.9558 (g/g bps) = 470.8 (g aFDN /kg MS bst)
5. Resultados:
MST = MS65 × MS105
Si MS65 fuese 870 g/kg MH
MST = 870 × 0.9558 = 831 g/kg MH
Entonces:
aFDN (g/kg MS bst) = 470.8
aFDN (g/kg MS bps) = 450.0
aFDN (g/kg MH)
= 391.2
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Modelos propuestos para predecir la concentración energética de los
alimentos para rumiantes – v1
Introducción
Un objetivo primordial de los sistemas de evaluación de alimentos para animales es
predecir con razonable exactitud la producción animal a partir del suministro de los alimentos
analizados. Es aceptado que la productividad animal lograda como consecuencia del
suministro de un dado alimento constituye el criterio último para valorar un alimento, pero esta
situación de valoración ideal está estrictamente circunscripta al trabajo de investigación
desarrollado en instituciones especializadas.
La valoración comercial de los alimentos para animales requiere de métodos objetivos,
repetibles y económicos que permitan efectuar predicciones sobre la capacidad de los
alimentos para suministrar los nutrientes y la energía necesarios para cubrir los distintos
procesos vitales de los animales y preservar su estado de salud y la calidad de los productos
obtenidos a partir de ellos.
El valor nutritivo (VN, entendido como la combinación de consumo, digestibilidad y
eficiencia en el uso de los nutrientes) se relaciona estrechamente con la producción animal y
es sobre este principio (y sobre las asociaciones empíricas descritas entre los componentes
del VN y las determinaciones efectuadas en el laboratorio) que se basa el funcionamiento de
los sistemas de alimentación animal (congruencia entre la valoración de alimentos y la
predicción de los requerimientos animales).
Por las razones antes expuestas, es que la predicción de la concentración energética
de los alimentos es un paso crítico del sistema de valoración de alimentos.
Existen dos alternativas para predecir el aporte energético de los alimentos a partir de
muestras en el laboratorio: sistemas de valoración in vitro y análisis químicos. Los primeros
en sus distintas variantes presentan buenas asociaciones con los valores obtenidos a partir
de ensayos in vivo. Las determinaciones químicas del laboratorio son empleadas para
predecir la digestibilidad de los alimentos en base a relaciones empíricas descritas por
ecuaciones que suelen basarse en las asociaciones negativas de la digestibilidad con el
contenido de la fibra de los alimentos. Las ecuaciones son específicas para cada tipo de
alimento y su exactitud es función de la de los análisis de los laboratorios y de los
experimentos in vivo sobre los cuales fueron ajustadas.
La aplicación de estas ecuaciones presenta varias limitaciones que deben ser tenidas
en cuenta:
• Aún cuando se trate de alimentos similares, su aplicación no deja de ser una
extrapolación respecto a los datos originales sobre los cuales se ajustaron.
• En las mayoría de los casos no hay evidencia de valoraciones independientes
de las mismas.
•
En su gran mayoría se trata de ecuaciones obtenidas por instituciones
extranjeras en condiciones no necesariamente comparables.
•
No siempre está específicamente establecido en que forma se obtuvieron los
datos analíticos para su calibración (e.g. FDN o FDNMO) o bajo que condiciones
de manejo se efectuaron los experimentos de calibración in vivo.
No es sencillo realizar constataciones respecto a valores de referencia
publicados (e.g. Tablas del NRC) dado que éstos tampoco está claramente
explicado como fueron obtenidos.
•
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No obstante lo anterior la falta de normalización respecto al uso de éstas formulas ha
llevado a que distintos laboratorios suelan emplear fórmulas diferentes para predecir el valor
energético de alimentos similares llevando en consecuencia a introducir una fuente de error
adicional y espuria.
Con el objeto de evitar esta fuente de error es que en este documento se proponen
una serie de ecuaciones que fueron seleccionadas en base al consenso de los participantes
del PROMEFA. Es deseable que en el futuro cercano se cuenten con validaciones
experimentales de las mismas o desarrollo de ecuaciones específicas para nuestras
condiciones.
Ecuaciones de predicción para las distintas clases de alimentos
Los alimentos se clasifican en base a su composición (fundamentalmente por su
contenido de fibra y proteína) y uso en la formulación de dietas (Jaurena and Danelón, 2001).
Como en cualquier clasificación, las “clases” pueden resultar arbitrarias y en ciertos casos un
alimento es asignado a una clase de acuerdo a su uso en la práctica corriente.
En las secciones que siguen se presentan las definiciones de las categorías de
alimentos que aportan energía junto con las ecuaciones propuestas para estimar el contenido
de EM (Mcal/kg MS) de los alimentos.
Para las conversiones de las unidades de energía se emplearon los siguientes
supuestos:
DMS = TND
ED = DMS × 4.4 Mcal/kg MSD
EM = ED × 0.82
EM = 3.6 × TND o DMS
Donde
%FDA:
%FDN:
%LDA:
%TND:
DMS:
ED:
EM:
MS:
MSD:
fibra insoluble en detergente ácido expresada en g/100 g MS
fibra insoluble en detergente neutro expresada en g/100 g MS
lignina detergente ácido expresada en g/100 g MS
total de nutrientes digestibles expresada en g/100 g TND
Digestibilidad de la materia seca (kg/kg MS)
Energía digestible (Mcal/kg MS)
Energía metabolizable (Mcal/kg MS)
Materia seca
Materia seca digestible.
Clase I - Forrajes secos y alimentos groseros
Todos los forrajes y materiales groseros cortados y secados, así como otros productos
con más de 18% de fibra cruda o más de 35% de pared celular (FDN, sobre base seca). En
general, son alimentos con baja concentración energética. Ejemplo de forrajes secos: heno,
paja, rastrojos. Ejemplo de alimentos groseros: cáscaras, vainas.
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De uso general
Ecuación Ia (Sumativa de Van Soest, (Goering and Van Soest, 1970)
EM (Mcal/kg MS) = 3.6 / 100 × {(100 - %FDN) × 0.98 + %FDN ×
× (1.473 – 0.789 Log10 [LDA/FDA×100]) – 12.9}
Gramíneas y leguminosas
Ecuación Ib (Rohweder, et al.))
EM (Mcal/kg MS) = 3.20 – 0.028 x %FDA
Leguminosas
Ecuación Ic (McLeod and Minson, 1976)
EM (Mcal/kg MS) = 3.6 × [92.3 – 0.91 × %FDA]
Clase II - Pasturas y forrajes frescos
Agrupa a todos los alimentos forrajeros consumidos en forma directa (pasturas y
verdeos) o cortados y suministrados en fresco.
Se sugieren las mismas ecuaciones que las presentadas para la Clase I.
Clase III - Silajes
Esta clase agrupa a los forrajes ensilados: maíz, sorgo, alfalfa, praderas, etc.,
excluyendo a los silajes de pescado, vísceras, granos o raíces.
Silaje de planta entera de maíz
Ecuación IIIa (Schmidt, et al., 1976)
EM (Mcal/kg MS) = 3.16 – (0.025 × %FDA
Clase IV - Alimentos energéticos
Alimentos con menos de 20% de proteína bruta (PB) y 18% de fibra cruda (FC) o 35%
de FDN (sobre MS); por ejemplo granos, subproductos de molienda, frutas y tubérculos, aún
cuando estos productos se encuentren ensilados.
Grano de maíz entero
Ecuación IVa (Pennsylvania State)
EM (Mcal/kg MS) = 3.32 – 0.055 × %FDA
Concentrados
Ecuación IVb (Menke and Steingass, 1988)
EM (Mcal/Kg MS) = 3,50 - 0,035 × %FDA
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Mezcla de granos
Ecuación IVc (New York State Pred. Eq.; Hach, 1987))
EM (Mcal/Kg MS) = 3.6 × [81.41 – 0.48 × %FDA]
Referencias
Goering, H. K. and P. J. Van Soest. 1970. Forage Fiber Analysis. 379. USDA, ARS.
Hach. 1987. Feed analysis manual. Hach Co.,
Ames, Iowa., Ames, Iowa (USA).
Jaurena, G. and J. L. Danelón. 2001. Tabla de composicion de alimentos para rumiantes de la
region pampeana Argentina. Hemisferio Sur, Buenos Aires.
McLeod, M. N. and D. J. Minson. 1976. The analystical and biological accuracyof estimating
the dry mater digestibility of different legume species. Animal Feed Sci. and Technol.
1:61-72.
Menke, K. H. and H. Steingass. 1988. Estimation of the energetic feed value obtained from
chemical analysis and in vitro gas production using rumen fluid. Anim. ßes. Dev.
28:209-221.
Rohweder, Barnes, and H. Jorgensen. Journal of Anim. Sci. 68:403-.
Schmidt, A. R., R. D. Goodrich, R. M. Jordon, G. C. Marten, and J. C. M. . 1976. Relationships
among agronomic characteristics of corn and sorghum cultivars and silage quality.
Agronomy Journal. 68:403-406.
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Procesamiento estadístico de los resultados analíticos – v2
Principios
Los resultados analíticos no deberán sufrir selección alguna y se reportarán sobre base
seca total (Prtcl MS 105 01). Sin embargo cabe considerar algunas situaciones excepcionales
por las cuales puede ser necesario reemplazar un resultado:
• Medición perdida (resultado extraviado), se deberá repetir la determinación
inmediatamente para reemplazar el resultado
• Razón a priori debidamente fundamentada (e.g. pérdida de material durante el
procedimiento, falla fehaciente del equipo)
• En el caso de resultados sospechosos de “outliers” se aplicará el test de Dixon
(Q test; α = 0.01).
Ámbito de apicación del Test de Dixon
El test de Dixon (Dixon, 1951) permite aplicar un criterio de discriminación de datos
“outliers” a nivel del operador del laboratorio, previo al envío de los resultados al coordinador
del programa interlaboratorio.
Este test se deberá aplicar una sola vez por conjunto de repeticiones para una misma
determinación (e.g. aFDN) y sólo se permite reemplazar un dato (“outlier” confirmado) por
conjunto de repeticiones. En el caso de rechazar el resultado, la muestra será analizada
nuevamente por la misma característica y se reportarán ambos valores (el “outlier” en el lugar
consignado en la planilla para tal fin).
Procedimiento
1. Calcular el parámetro q, i.e. (para n < 7):
q = (D – N)/R
Donde
D: valor sospechoso,
N: valor mas cercano al valor sospechoso,
R: rango total
2. Comparar el valor q contra el Q tabulado (α = 0.01; Tabla 1)
Tabla 1. Valores para aplicar el test de Dixon (Q) para outliers
Nr. de repeticiones
Valor Q para α = 0.01
3
0.994
4
0.926
5
0.821
3. Regla de decisión, el valor sospechoso será descartado si supera el Q tabulado (α =
0.01 para el número de repeticiones especificado).
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4. Inmediatamente luego de tomada la decisión de descartar un dato, se deberá proceder
a reemplazar el dato por uno nuevo.
Ejemplo
6. Resultados analíticos
Repeticiones analíticas
r1
r2
r3
r4
Resultado (g/kg MS)
560
580
570
610
Valor mínimo
Valor máximo
7. Cálculo de q
El resultado sospechoso es r4, por lo tanto
D = 610
N = 580
R = 610 – 560 = 50
q = (610 – 580)/ 50 = 30/50 = 0.60
q < Qn=4; 1% no se rechaza el valor bajo sospecha (D)
Téngase en cuenta que para fallar éste test el valor D debería ser superior a 626.3.
Referencias
Dixon, W. J. 1951. Ratios involving extreme values. J. Ann. Math. Stat. 22(1):68-78.