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Extracto de polifenoles como modificador digestivo para controlar
acidosis y mejorar la utilización de la urea por ovinos de engorda
(Polyphenol extract as digestive modifier for acidosis control and to improve
urea nitrogen utilization by lambs fed feedlot diets)
J.J. Nava-Cabello y J.R. Kawas2
2
Universidad Autónoma de Nuevo León, Posgrado Conjunto AgronomíaVeterinaria, Avenida Francisco Villa S/N, Colonia Ex-hacienda El Canadá,
Escobedo, Nuevo León, México CP 66050
Introducción
Los rumiantes son capaz de sintetizar en el rumen muchas de las
vitaminas, especialmente las del complejo B y vitamina K, en cantidades
superiores a las requeridas por los microorganismos del rumen (Kawas et al.,
2011). En el rumen también se sintetiza proteína. El crecimiento microbiano del
rumen depende de la disponibilidad de N en la forma de péptidos, AA, y NH3
(Russell et al., 1992). Las proteínas de los alimentos son parcialmente degradadas
en el rumen a amoniaco (NH3), y están disponibles para su utilización por los
microorganismos del rumen y para la síntesis de proteína microbiana. Para
satisfacer las demandas de N de los microbios del rumen, el NRC (1989)
recomienda 60 a 65% de la PC como proteína degradable en el rumen.
La urea se utiliza comúnmente como una fuente económica de nitrógeno
no-proteínico para su inclusión en los alimentos para rumiantes. El nitrógeno de la
urea se utiliza para la síntesis de proteína microbiana. La urea, es la fuente más
comúnmente utilizada de NNP, es muy soluble en agua y se hidroliza rápidamente
a NH3 dentro del rumen. Esto puede conducir a la toxicidad de NH3 si la urea se
consume en grandes cantidades dentro de un corto período de tiempo (Bartley et
al., 1976). La urea se hidroliza rápidamente a la entrada del rumen, lo que resulta
en un pico rápido de las concentraciones de amoníaco en la primera hora después
de su consumo. La degradación de carbohidratos en el rumen y el crecimiento
microbiano subsiguiente es un proceso mucho más lento. Una mayor sincronía de
estos procesos puede mejorar la eficiencia de incorporación NNP en proteína
microbiana y de ese modo mejorar la eficacia global de utilización del N.
Por otro lado, los taninos son compuestos polifenolicos heterogeneous que
varían en su peso molecular, con la habilidad de formar complejos con proteínas y
otros nutrientes debido a las propiedades ligantes de sus grupos hidroxilo y
carboxilo (Makkar, 2003; Silanikove, 2000). Indirectamente, los taninos
condensados pueden mejorar la utilización de las proteínas mediante la formación
de complejos con proteínas de las plantas en el rumen, previniendo la degradación
microbial, y consecuentemente, aumentando el flujo de aminoácidos al duodeno.
Los taninos condensados ligan proteínas y otras moléculas a un pH del rumen
ligeramente ácido, disociándose en el pH ácido del abomaso, permitiendo que
sean digeridas (Min and Hart, 2003). Otro efecto de los taninos es el de inhibir la
actividad proteolítica y la degradación en el rumen, mejorando la utilización del
nitrógeno en el rumiante (Driedger y Hatfield, 1972; Rooney y Pflugfelder, 1986;
Makkar, 2003). Los taninos de la dieta redujeron el nitrógeno amoniacal en rumen
y el nitrógeno ureico en plasma (Puchala et al., 2005). Además, la suplementación
de taninos condensados redujo la producción de gas en rumen, inhibió el
timpanismo y mejoró la ganancia de peso de novillos en pastoreo (Min et al.,
2006).
El objetivo de este estudio será determinar el efecto de un extracto de
compuestos polifenólicos en dietas a base de pasta de soya y con varios niveles de
urea, en la utilización del nitrógeno y el desempeño de corderos Saint Croix.
ANTECEDENTES
Clasificación de los taninos. Los taninos son compuestos polifenólicos
heterogéneos que varían en su peso molecular, siendo generalmente clasificados
como taninos hidrolizables o taninos condensados; los últimos también conocidos
como proantocianidinas, en base a su estructura molecular (Min y Hart, 2003).
Los taninos hidrolizables contienen un carbohidrato (generalmente
D-
glucose) como su base central. Los grupos hidroxilo de estos carbohidratos están
esterificados con grupos fenolicos, tales como el ácido elagico o el ácido galico.
Los taninos hydrolizables pueden ser posteriormente metabolizados por las
bacterias del rumen involucradas en pasos degradativos, en compuestos tales
como pirogalol, el cual es potencialmente tóxico para los rumiantes (Min and
Hart, 2003). Sin embargo, parece que los caprinos y los venados pueden adaptarse
a consumos de grandes cantidades de taninos sin sufrir algún malestar (Silanikove
et al., 1996).
Los taninos condensados son el tipo de mas común de taninos en
leguminosas forrajeras, árboles y arbustos (Barry and McNabb, 1999).
Estructuralmente, los taninos condensados son complejos de oligomeros y
polímeros de unidades flavonoides ligadas por enlaces carbono–carbono. Los
taninos condensados existen como oligomeros de flavano-3-ols (catequinas) o
flavano-3,4-dioles (epicatequina), y aquellas que ocurren en forrajes de clima
templado tienen una masa molecular relativa de 2000 a 4000 y contienen de 10 a
12 oligomeros de taninos condensados (Foo et al., 1986). En conjunto, estas
diferencias pueden producir una variedad infinita de estructuras químicas, las que
en cambio pueden afectar propiedades físicas y biológicas de los taninos
condensados. Los taninos condensados se acumulan en las vacuolas de las células
de varios tejidos de muchas especies forrajeras. Las diferentes estructuras y
rangos de pesos moleculares de los taninos condensados de los forrajes han sido
reportados (Min and Hart, 2003).
Efecto nutricional. La disponibilidad de los nutrientes y la palatabilidad
de ciertas especies de plantas parecen ser afectados por compuestos antinutricionales, también como compuestos secundarios de las plantas (PSM; siglas
en inglés), tales como los taninos, los ácidos fenólicos y lo alcaloides (Malechek
and Provenza, 1983; Pfister, 1983; Lu, 1992), los cuales se encuentran en altas
concentraciones en la dieta de vendados y caprinos que ramonean en agostaderos
que en otras especies de rumiantes (Silanikove, 2000; Nantoumé et al., 2001). Los
taninos tienen la habilidad de formar complejos con proteínas y otros nutrientes
debido a las propiedades ligantes de sus grupos hidroxilo y carboxilo (Makkar,
2003; Silanikove, 2000).
Efecto antiparasitario. Estrategias alternativas de manejo parasitario
usando forrajes que contengan taninos condensados han sido sugeridas (Niezen et
al., 1995; Barry et al., 2001; Min and Hart, 2003). Se ha reportado que el consume
de taninos condensados redujo la carga de parásitos gastrointesintales de caprinos
al reducir la fertilidad de las lombrices, eliminar a lombrices adultas, y retardar el
establecimiento de las larvas (Min and Hart, 2003; Waller & Thamsborg, 2004;
Knox et al., 2006; Waller, 2006). Estos compuestos pueden ser encontrados en
plantas leguminosas y ramoneo. Parece posible que el consumo de taninos
condensados de forrajes pueda reducir la cantidad de parásitos gastrointestinales y
mejorar el desempeño animal a través de mecanismos directos e indirectos. Los
efectos directos de los taninos condensados pueden ser mediados a través de
interacciones tanino condensado-parasito, afectando el funcionamiento fisiológico
de los parásitos gastrointestinales. Los taninos condensados extraídos de varios
forrajes han reducido notablemente la viabilidad de los estados de las larvas de
varios nematodos. Los taninos condensados pueden reaccionar directamente
mediante su interferencia con la oclusión de los huevos de los parásitos y el
desarrollo del estado infeccioso de las larvas. Sin embargo, los taninos
condensados de algunas plantas parecen ser efectivas contra parásitos que afectan
al intestino delgado y no aquellos que se encuentran en el abomaso.
MATERIALES Y MÉTODOS
3.1. Ubicación e instalaciones
Un estudio de desempeño se llevará a cabo en las instalaciones del Centro
de Acopio de la Asociación Mexicana de Criadores de Ovinos del Estado de
Nuevo León (AMCO-Nuevo León), en colaboración con la Facultad de
Agronomía de la Universidad Autónoma de Nuevo León, Monterrey, Nuevo
León.
3.2. Características de los animales y diseño experimental
El estudio constará de tres etapas: (1) fase de adaptación; (2) fase de
colección de muestras y datos; y (3) evaluación estadística e interpretación de la
información. Cuarenta y ocho corderos machos Saint Croix enteros de 3 a 4 meses
de edad (peso aproximado de 20 kg), serán asignados aleatoriamente a 5 grupos
en un diseño completamente al azar. La prueba de desempeño tendrá una duración
de 105 días, 15 días para adaptación de los corderos a los corrales y a las raciones,
y 90 días para registrar datos de peso corporal, consumo y ganancia de peso.
3.3. Manejo de los animales
Los corderos se confinarán individualmente en corraletas de 1 x 2 m. Los
corderos serán vacunados contra problemas clostridiales y se les inyectará
vitaminas A, D y E. Agua será ofrecida a libre acceso. Los corderos no serán
desparasitados para comprobar si hay algún beneficio de la suplementación de
taninos en la carga parasitarias de los corderos.
Durante el estudio de desempeño, los corderos se pesarán al llegar al
centro de acopio (peso de llegada), al iniciar el estudio (peso inicial; día 15), y a
los 45 y 90 días. La ganancia diaria de peso se calculará para cada uno de los dos
períodos (0 a 45 días y 45 a 90 días), después de los 15 días de adaptación de los
corderos a las corraletas y alimentos. La conversión alimenticia se calculará como
el consumo de materia seca total de cada cordero durante el período, dividido
entre la ganancia total de peso durante el mismo período.
3.4. Preparación de alimentos y manejo de la alimentación
Las dietas utilizadas en este estudio, se presentan en el Cuadro 1. Las dietas
serán formuladas usando sorgo molido, pasta de soya, melaza, una mezcla base de
minerales y vitaminas, y un extracto de polifenoles (EP). Los tratamientos (dietas
iso-proteicas; 16% proteína cruda) serán los siguientes: (1) dieta control negativa sin urea o EP; (2) dieta control positiva - sin urea, con 0.3% EP; (3) dieta con
0.3% EP y 0.4% de urea; (4) dieta con 0.3% EP y 0.8% de urea; y (5) dieta con
0.3% EP y 1.2% urea. Las dietas con urea serán formuladas para substituir
parcialmente el nitrógeno de la proteína de la soya con nitrógeno no-proteíco
proveniente de la urea. Los contenidos de urea y EP de las dietas se presentan en
base húmeda.
Cuadro 1. Composición de dietas para finalización de corderos, sin extrcto de
polifenoles (EP) o urea (control negativo), o con TC y cuatro niveles de urea.
Control
Ingredientes
Urea (base húmeda), %
Negativo
0
0.4
0.8
1.2
Cascarilla de soya
50
50
50
50
50
Sorgo, grano
710
706
724
749
775
Pasta de soya
160
161
137
110
80
Melaza
60
60
60
60
60
Urea
---
---
4
8
12
TC-Silvafeed
---
3
3
3
3
Mezcla base
20
20
20
20
20
1
2
Grano: 50% entero y 50% molido.
Premezcla: cloruro de amonio (500 g/kg), minerales traza (Fe, 4,000 mg/kg; Mn,
4,800 mg/kg; Zn, 5,460 mg/kg; Cu, 1,000 mg/kg; I, 140 mg/kg; Co, 16.6 mg/kg;
Se, 16.4 mg/kg); vitamina A (12,000,000 U.I/ton) y vitamina E (1,200,000
U.I./ton).
La cantidad total de alimento se ofrecerá en dos porciones durante el día (8
a.m. y 3 p.m.). Los consumos de alimento se registraran diariamente. El alimento
rechazado se colectará todas las mañanas para calcular el consumo diario. Un 10%
adicional de alimento consumido el día anterior se ofrecerá para reducir la
selección de los componentes de las raciones por los corderos.
3.5. Análisis de muestras de alimento
Muestras de alimento ofrecido y alimento rechazado serán secadas a 55°C
para su posterior análisis. Las muestras de alimento ofrecido y rechazado serán
molidas a través de un molino Wiley con una criba de 1 mm, preparándolas para
los análisis químicos por duplicado, repitiéndose el análisis en aquellas muestras
donde la diferencia en determinaciones fue mayor al 5%.
Para cada animal, muestras compuestas de alimento ofrecido y alimento
rechazado, serán secadas en una estufa a 105°C (AOAC, 1997) para determinar el
contenido de materia seca (MS) residual. Extracto etéreo (EE) será determinado
mediante el método Goldfisch (AOAC, 1997). El contenido de cenizas será
determinado después de la combustión en una estufa a 600°C, durante 3 horas. El
contenido de nitrógeno en alimento ofrecido y rechazado será determinado usando
el método micro-Kjeldahl (AOAC, 1997). El contenido de proteína cruda será
calculado como N x 6.25.
La fibra en detergente neutro (FDN; constituyentes de la pared celular)
será analizada en muestras de alimentos de acuerdo al procedimiento de Goering y
Van Soest (1970), con las modificaciones propuestas por Harris (1970). Las
determinaciones se llevarán a cabo utilizando un analizador de fibra marca
Ankom, modelo A200, de Ankon Technology usando bolsas de filtración.
3.6. Metabolitos de sangre
Una muestra sangre de cada cordero se obtendrá los días 45 y 90 del estudio.
Todas las muestras se dejarán coagular durante 30 minutos a temperatura
ambiente y posteriormente se centrifugaran a 1,000 x g durante 15 minutos. El
suero se separará y almacenará a -72 °C en un congelador de baja temperatura,
hasta su análisis para determinar las concentraciones de nitrógeno ureico en
plasma. Las pruebas colorimétricas para determinar las concentraciones de urea en
sangre se llevaron a cabo usando kits comerciales (Idexx Laboratories Inc.,
Westbrook, Maine).
3.7. Conteo fecal de huevos de parásitos
El conteo fecal de huevos de parásitos se determinará usando la técnica
modificada de McMaster (Whitlock, 1948), antes de iniciar el estudio y a los 45 y
90 días.
3.8. Muestreo y análisis de fluido ruminal
El día 90 del estudio, después de pesar a los corderos y dos horas después
de la comida de la mañana, muestras de fluido ruminal serán obtenidas con un
tubo estomacal. El pH del fluido ruminal será medido inmediatamente después del
muestreo usando un potencionmetro Beckman model 390. El fluido ruminal será
rápidamente congelado para parar la fermentación y centrifugado a 10,000×g por
10 minutos. Cinco milliliters del supernadante serán mezclados con 1 ml ácido
metafosfórico al 25% (peso/volumen) que contiene un estándar interno (2 g of
ácido etilbutiric), y centrifugado a 10,000×g durante 10 min (Goetsch and
Galyean, 1983). Alicuotas del supernadante serán analizadas para determinar la
concentración de ácidos grasos volatiles (acético, propionico y butírico) usando un
cromatografo de gases Varian Star 3400.
3.9. Análisis estadístico
Los datos colectados y los resultados de análisis serán evaluados mediante
un análisis de varianza para un diseño completamente al azar. Polinomios
ortogonales serán utilizados para determinar si hubo efectos lineal y cuadrático de
la urea en las variables de desempeño, concentración de urea en sangre, y análisis
de amoniaco y ácidos grasos volátiles en fluido ruminal (Steel y Torrie, 1980).
Bibliografía
AOAC, 1997. Official Methods of Analysis, 16th ed. Association of Official
Analytical Chemists, Washington, D. C.
Barry, T.N. and W.C. McNabb, 1999. The implications of condensed tannins on
the nutritive value of temperate forages fed to ruminants. British Journal of
Nutrition 81:263-272.
Barry, T.N., D.M. McNeill, W.C. and McNabb, 2001. Plant secondary
compounds: their impact on nutritive value and upon animal production.
In: Proceedings of the International Grassland Conference, Sao Paulo,
Brazil, pp. 445-452.
Bartley, E. E., A. D. Davidovich, G. W. Barr, G. W. Griffel, A. D. Dayton, C. W.
Deyoe, and R. M. Bechtle. 1976. Ammonia toxicity in cattle. I. Rumen and
blood changes associated with toxicity and treatment methods. J. Anim.
Sci. 43:835-841.
Driedger, A. and E.E. Hatfield. 1972. Influence of tannins on the nutritive value of
soybean meal for ruminants. J. Anim. Sci. 34:465-468.
Foo, L.Y., W.T. Jones, L.J. Porter, and V.N. Williams, 1986. Proanthrocyanidin
polymers of fodder legumes. Phytochemistry 21:933-935.
Goetsch, A.L., and M.L. Galyean, 1983. Influence of feeding frequency on
passages of fluid and particulatemarkers in steers fed a concentrate diet.
Can. J. Anim. Sci. 63:727-730.
Kawas, J. R., O.Mahgoub and C. D. Lu. 2011. Chapter 6. Nutrition of the meat
goat. In: Goat Meat Production and Quality. Eds. O. Mahgoub, I.T. Kadim
and E. Webb. CAB International, GPI Group, UK.
Knox, M.R., J.F.J. Torres-Acosta, and A.J. Aguilar-Caballero, 2006. Exploiting
the effect of dietary supplementation of small ruminants on resilience and
resistance against gastrointestinal nematodes. Veterinary Parasitology
139:385-393.
Lu, C.D., 1992. Effect of antiquality substances on utilization of leave protein by
animals. World Review of Animal Production 26:29-35.
Makkar, H.P.S., 2003. Effects and fate of tannins in ruminant animals, adaptation
to tannins, and strategies to overcome detrimental effects of feeding tanninrich feeds. Small Ruminant Research 49: 241-256.
Malechek, J.C. and F.D. Provenza, 1983. Feeding behaviour and nutrition of goats
in rangelands. World Animal Review 47:38-48.
Min, B.R. and S.P. Hart, 2003. Tannins for suppression of intestinal parasites.
Journal of Animal Science 81:102-109.
Min, B.R., W.E. Pinchak, R.C., Anderson, J.D. Fulford, and R. Puchala. 2006.
Effects of condensed tannins supplementation level on wight gain and in
vitro and in vivo bloat precursors in steers grazing winter wheat. Journal
Animal Science 84:2546-2554.
Nantoumé, H., T.D.A. Forbes, C.M. Hensarling, and S.S. Sieckenius, 2001.
Nutritive value and palatability of guajillo (Acacia berlandieri) as a
component of goat diets. Small Ruminant Research 40:139-148.
Niezen, J.H., T.S. Waghorn, W.A. Charleston, G.C. and Waghorn, 1995. Growth
and gastrointestinal parasitism in lambs grazing one of seven herbages and
dosed with larvae for six weeks. Journal of Agricultural Science 125:281288.
NRC. 1989. Nutritional Requirements of Dairy Cattle, 6th ed. Natl. Acad. Press.
Washington, DC.
Pfister, J.A., 1983. Nutrition and feeding behavior of goats and sheep grazing
deciduous shrub-woodland in northeastern Brazil. PhD thesis, Utah State
University, Logan, UT, USA.
Puchala, R., B.R. Min, A.L. Goetsch, and T. Sahiu. 2005. The effect of a
condensed tannin-containing forage on methane emission by goats. J. Anim.
Sci. 83:182-186.
Rooney, L.W. and R.L. Pflugfelder. 1986. Factors affecting starch digestibility
with special emphasis on sorghum and corn. Journal of Animal Science
63:1607-1623.
Russell, J. B., J. D. O’Connor, D. G. Fox, P. J. Van Soest, and C. J.Sniffen. 1992.
A net carbohydrate and protein system for evaluating cattle diets: I.
Ruminal fermentation. Journal of Animal Science 70:3551-3561.
Silanikove, N., 2000. The physiological basis of adaptation in goats to harsh
environments. Small Ruminant Research 35, 181-193.
Silanikove, N., N. Gilboa, A. Perevolotsky, and Z. Nitsan, 1996. Goats fed tannincontaining leaves do not exhibit toxic syndromes. Small Ruminant Research
21:195-201.
Waller, P.J., 2006. Sustainable nematode parasite control strategies for ruminant
livestock by grazing management and biological control. Animal Feed
Science Technology 126:277-289.
Waller, P.J. and S.M. Thramsborg. 2004. Nematode control in green ruminant
production systems. Trends in Parasitology 20:493-497.
18-20 kg animales
0-1
15 dias 44-45
45dias
89-90