Valoración proteica Sistemas de valoración de alimentos

Transcripción

1 NUTRICIÓN Y ALIMENTACIÓN ANIMAL Dr. Andrés L. Martínez Marín Departamento de Producción Animal Universidad de Córdoba correo electrónico: pa1martm@uco.es Valoración proteica Sistemas de valoración de alimentos 1

2 Índice Valoración proteica Valoración de minerales Valoración de carbohidratos Sistemas de valoración de energía Sistemas de valoración de proteína Tablas de composición de alimentos 2

3 Valoración proteica Valoración de minerales Valoración de carbohidratos Sistemas de valoración de energía Sistemas de valoración de proteína Tablas de composición de alimentos 3

4 VALORACIÓN PROTEICA * Proteína bruta (Nx6,25) + El contenido de proteína bruta de los alimentos no es un índice preciso de su capacidad para satisfacer las necesidades nitrogenadas de los animales. La PB incluye N proteico y compuestos de NNP, y de estos solamente una parte puede ser utilizada por los animales monogástricos. + Los animales tienen necesidades de aminoácidos esenciales, aunque también deben consumir una cantidad extra de aminoácidos, esenciales o no, para la síntesis endógena de aminoácidos no esenciales y otros compuestos nitrogenados. * Proteína bruta digestible + Pueden obtenerse coeficientes de digestibilidad de la proteína de los alimentos mediante pruebas de digestibilidad, pero el valor obtenido no indica la calidad de la proteína para el animal ( su aporte de aaee). + El valor de PB digestible es poco últil en rumiantes por dos motivos principales: - La elevada degradación de todos los compuestos N en el rumen para la síntesis de proteína microbiana y la relación de esta con la energía disponible. - Las elevadas pérdidas endógenas fecales. + La medida puede hacerse por recogida de muestras en íleon (digestibilidad ileal) para evitar la contaminación con N microbiano, aunque hay que tener en cuenta el N de origen endógeno (secreciones, células de descamación del epitelio). 4

5 * Valor Biológico y Utilización Proteica Neta + La prueba del valor biológico es una determinación directa de la proporción de proteína de los alimentos que puede ser utilizada por los animales para las distintas funciones corporales proporción del N ingerido que es retenido por el organismo. + Es una prueba de balance en que se mide el nitrógeno consumido y la excreción en heces y orina teniendo en cuenta las pérdidas endógenas. Cálculo: BV = 100 x [( Ni (Nf NMF) (Nu NEU)] / (Ni Nf NMF) Donde: Ni = N ingerido, Nf = N excretado en heces, NMF = N (metabólico) fecal de origen endógeno, Un = N excretado en orina, NEU = N endógeno urinario. El NMF y el NEU proceden de las pérdidas irreversibles correspondientes a las secreciones, renovación celular, etc. Por tanto, son una fracción del N absorbido y utilizado por el animal, no son pérdidas por falta de utilización. + El VB multiplicado por la digestibilidad se denomina utilización proteica neta (NPU) y representa la fracción del N digerido que es retenido por el animal. + El NPU es una medida precisa de la proteína aportada por un alimento que es realmente utilizada por el animal, en función de su digestibilidad, contenido de aaee y proporciones entre ellos baja digestibilidad, bajo contenido en aaee y exceso o deficiencias de aa resultarán en bajo NPU. Permite categorizar los alimentos, pero no es aplicable en cálculo 5 de raciones.

6 Sistemas de valoración proteica en monogástricos + En el racionamiento, la forma más precisa de valorar la capacidad de los alimentos para satisfacer las necesidades nitrogenadas de los animales es la determinación del contenido y la digestibilidad de los aminoácidos que aportan. + La digestibilidad ileal estandarizada o real son más precisas que la digestibilidad aparente porque tiene en cuenta las pérdidas endógenas basales. + La cantidad de cada aminoácido que puede ser absorbida en intestino depende de la especie y del alimento es necesario establecer coeficientes de digestibilidad para cada aminoácido dentro de un alimento, y para cada especie. aa Coeficientes digestibilidad Maíz Soja 44 aves cerdos aves cerdos Lys 0,85 0,80 0,91 0,90 Met+Cys 0,93 0,90 0,88 0,89 Thr 0,88 0,83 0,89 0,86 AJINOMOTO EUROLYSINE + La proteína ideal de las necesidades animales y de los alimentos puede calcularse como aa digestibles, lo que aumenta aún más la precisión en la formulación de raciones (Proteína Ideal = balance exacto de los aminoácidos esenciales, sin deficiencias ni excesos, para satisfacer las necesidades de mantenimiento y producción; ver lección Principios Nutritivos). 6

7 * Valoración de la proteína en rumiantes + La proteína que llega al intestino de los rumiantes está compuesta mayoritariamente por: - proteína microbiana: sintetizada en el rumen a partir de la proteína bruta de la ración (proteína verdadera y NNP) en función de la energía disponible (fermentescible, la grasa no es útil) para los microbios. - proteína bruta dietaria no degradada en el rumen. + La proteína microbiana tiene un elevado valor biológico para el animal: aporta cantidades elevadas de aminoácidos esenciales, en proporción similar a la de la proteína de los tejidos y productos de los rumiantes, y su digestibilidad es elevada (0,64) e independiente de la calidad de la proteína de ración. + La proteína dietaria no degradada en el rumen tiene valores de digestibilidad intestinal variables en función de la materia prima considerada, de forma análoga a lo que ocurre en los monogástricos. Cálculo: Proteína no degradada digestible = 0,9 x (Proteína no deg NIDA x 6,25). NIDA es N insoluble en detergente ácido. El valor medio es de 0,80. + La suma de la proteína digestible microbiana y la proteína no degradada digestible se denomina proteína metabolizable y representa la cantidad de aminoácidos que pueden ser absorbidos y utilizados por el rumiante. + La valoración de los aportes de proteína en rumiantes requiere tener en cuenta: - degradabilidad de la proteína en el rumen: deg proteína alimentaria en duodeno - el ritmo de paso de los alimentos por el rumen: ritmo paso deg - eficacia de captación del N de la proteína degradada por los microorganismos: fracción rápidamente degradable (NNP) eficacia de captación. - producción de proteína microbiana: N y energía deben estar presentes a la vez en cantidad suficiente. - digestibilidad de la proteína que llega al duodeno: cte en proteína mic. pero variable proteína no deg. - eficiencia de utilización de los aa absorbidos: depende del los porcentajes entre los diferentes aaee (igual 7 a monogástricos).

8 Destino de la proteína de la ración en rumiantes Proteína Degradable Proteína No Degradable Proteína no degradable = PB A B (variable según la cantidad de B, e incluye una fracción C que nunca es degradable ni digestible) A = cte B = variable Usando energía x 0,64 Proteína metabolizable x dig. Faeces La fracción A es nitrógeno no proteico y se degrada siempre de forma completa e instantánea. La fracción B es proteína verdadera. Toda es potencialmente degradable si permanece suficiente tiempo en el rumen. Sin embargo, debido a que el tiempo de permanencia en el rumen de los alimentos es generalmente inferior al tiempo necesario para que se complete la degradación, una parte de ella escapa sin degradar al intestino grueso. Por tanto, la fracción B contribuye tanto a la proteína degradable como a la no degradable. La cantidad de B realmente degradada depende de su constante de degradación (característica de cada alimento) y de la velocidad de tránsito, que a su vez depende del nivel de alimentación. La proteína no degradable incluye a la parte de B que no ha sido degradada y a una parte denominada C que no es ni degradable en rumen ni digestible en intestino delgado en ninguna 8 circunstancia.

9 Cinética de degradación ruminal de tres ingredientes proveedores de proteína en las raciones de rumiantes proteína bruta g/kg A % PB B % PB Kd %/h Degradabilidad (%) cuando la velocidad de tránsito es: Proteína degradada (g/kg) cuando la velocidad de tránsito es: 2%/h 5%/h 8%/h 2%/h 5%/h 8%/h harina de girasol harina de soja , urea r = 2%/h (mantenimiento) r = 5%/h (crecimiento y gestación) r = 8%/h (producción de leche) Proteína degradada = Proteína bruta x Degradabilidad/100 Degradabilidad = A + [(B x kd) / (kd + r)]; kd y r en tanto por uno. Proteína no degradable = Proteína bruta proteína degradada

10 Degradabilidad de la proteína bruta de los alimentos B Se determina con pruebas in vivo (marcadores y cánula en duodeno) o in situ (bolsas de nylon a través de cánula en rumen). En el primer caso, se estima la proteína microbiana (MN) a partir del contenido de ácido diaminopimélico. Es una técnica poco fiable. La segunda técnica mide la desaparición de la proteína de la muestra introducida en el rumen tras un tiempo de incubación. NAN = N no amoniacal MN = N microbiano EN = N endógeno B A La degradabilidad efectiva depende de la velocidad de tránsito ruminal que a su vez es función del nivel de alimentación (ver lección Digestión y Metabolismo). A mayor nivel de alimentación, mayor velocidad de tránsito y menor degradación de la fracción B. Deg efectiva = A + [(B x kd) / (kd + r)] kd = tasa de degradación (h -1 )para cada alimento r = tasa de vaciado ruminal, 0,03-0,08 10 h -1

11 + La energía disponible en rumen para la síntesis de proteína microbiana se expresa como: - Energía metabolizable fermentescible = EM EM grasa EM productos fermentación - Materia orgánica fermentable = materia orgánica digestible grasa proteína no degradable productos de fermentación. + La captación microbiana del N de la fracción B puede ser igual a 1, pero la fracción A se utiliza con un valor de 0,8. El valor medio cuando no se distinguen A y B es 0,9. + La producción de proteína bruta microbiana (si el N no es limitante) es función de la energía: - 9 a 11 g por MJ EMF (más a mayor nivel de alimentación por mayor crecimiento microbiano) g por kg MOF + Si el N es limitante, la producción de proteína microbiana será igual a la proteína degradada. Si la energía es limitante, la producción de proteína microbiana será igual a la máxima que permita la energía disponible. + La proteína metabolizable se utiliza con diferente eficiencia para los distintas funciones corporales. El perfil de aa de la proteína microbiana es muy similar al de la proteína de los rumiantes alto VB. Eficiencia de utilización de la proteína metabolizable en AFRC (1992) NRC (2001) INRA (1990) 0,67 0,67 0,67-0,30* 0,68-0,40* 0,33 0,60 0,67 0,64 *Menor a más edad 11

12 Satisfacción de las necesidades de aminoácidos en rumiantes % de aa en la proteína tisular y láctea de los rumiantes en comparación con la proteína microbiana Tissue Milk Microbes También se aplica el concepto de Proteína Ideal: cuando el perfil de los aaee absorbidos es igual al de los requeridos por el animal, las necesidades totales disminuyen y aumenta la eficacia de su utilización para la síntesis proteica. Lysine Methionine Arginine Valine Isoleucine Leucine

13 Respuesta del contenido de proteína láctea al aumento del contenido de lisina en la proteína metabolizable (NRC, 2001) Respuesta del contenido de proteína láctea al aumento del contenido de metionina en la proteína metabolizable (NRC, 2001) 13

14 Valoración proteica Valoración de minerales Valoración de carbohidratos Sistemas de valoración de energía Sistemas de valoración de proteína Tablas de composición de alimentos 14

15 VALORACIÓN MINERAL Fósforo en aves y cerdos + El fósforo unido a inositol (fósforo fítico) que está presente en las materias primas vegetales es prácticamente no utilizable por los cerdos y aves, es parcialmente utilizable por los caballos y conejos, y es completamente utilizable por los rumiantes. + El contenido de fósforo de los cereales y leguminosas y sus productos es elevado. La fracción teóricamente utilizable por los animales es de media un 30%. Este valor es algo mayor en aquellas materias primas que contienen fitasas endógenas, como el trigo. + Dos formas de expresión: P digestible = balance digestivo. Consumo total de fósforo - excreción de fósforo en heces. P disponible = slope-ratio. Valores de mineralización ósea ( retención) obtenidos con la materia prima evaluada. Se comparan con los obtenidos con una materia prima de referencia, normalmente fosfato monosódico al que se le asigna una disponibilidad del 100%. Parámetro estudiado ej. contenido de cenizas de la tibia P base P base + X a b P base + Y Respuesta a la fuente de referencia Respuesta a la fuente estudiada Dieta basal deficitaria en P % P P disponible en fuente estudiada = %P x b/a 15

16 Valoración del P de los alimentos en cerdos Cálculo de la digestibilidad 16

17 Valoración del P de los alimentos en aves P total P fítico P no P fítico Digestibilidad dig Disponibilidad P disp Cálculo de la digestibilidad 17

18 Valoración proteica Valoración de minerales Valoración de carbohidratos Sistemas de valoración de energía Sistemas de valoración de proteína Tablas de composición de alimentos 18

19 Fraccionamiento de los carbohidratos Lignina Hall (2003) Water soluble NSP 19

20 Fracciones de carbohidratos desde un punto de vista nutricional Rumiantes Caballos (y conejos) Cerdos, perros y gatos A partir de Hoffman (2001) 20

21 Valoración proteica Valoración de minerales Valoración de carbohidratos Sistemas de valoración de energía Sistemas de valoración de proteína Tablas de composición de alimentos 21

22 SISTEMAS DE VALORACIÓN NUTRITIVA * Las etapas del racionamiento incluyen: 1. Determinación de las necesidades nutritivas de los animales 2. La selección de los alimentos, que por sus cualidades y características, cubran dichas necesidades. * Para un consumo determinado, el equilibrio de las necesidades y los aportes de cada nutriente se realiza de forma independiente. * Sin embargo, la energía es el primer nutriente considerado en el ajuste por varios motivos: a. Los nutrientes que aportan energía son el componente mayoritario de los raciones, por lo que los alimentos que los aportan requieren mayor nivel de ajuste cuantitativo durante el proceso de formulación una deficiencia en energía requerirá mayores cambios en la composición de la ración que una deficiencia de vitaminas o minerales. b. Es directamente responsable del consumo de alimentos los demás nutrientes de la ración suelen ajustarse a su contenido energético para evitar desequilibrios. c. Los animales responden al aumento del consumo de energía por encima de sus necesidades con cambios en la producción o en el contenido de grasa corporal mientras que la respuesta al exceso, dentro de ciertos límites, de otros nutrientes es mucho menos clara. * Por otra parte, la satisfacción de las necesidades proteicas de los animales es un coste importante de las raciones. Además, la nutrición nitrogenada de los animales tiene repercusión medio ambiental ( contaminación por N de excretas). Los modernos sistemas de valoración proteica para animales han permitido una mayor precisión de las raciones a la hora de cubrir los requerimientos de los animales, lo que ha ayudado a reducir la contaminación derivada de la producción animal. * Por todo lo anterior, el conocimiento de los sistemas de valoración de energía y proteína para animales es fundamental. 22

23 * Sistemas de valoración vs. modelos + Desde un punto de vista histórico, los sistemas de racionamiento han ido aumentando de complejidad de forma paralela al conocimiento de los procesos digestivos y metabólicos y la determinación más exacta de los componentes de los alimentos. + En los sistemas modernos de valoración, el mayor grado de precisión alcanzado corresponde a la valoración de la eficiencia con que se utiliza la energía metabolizable para las diferentes funciones corporales (esto su conversión a energía neta), separando incluso la energía utilizada para la síntesis de grasa y proteína como p.ej. en cerdos. En el caso de la alimentación nitrogenada de los rumiantes, se han establecido valiosas relaciones entre la energía y el N disponibles en rumen para estimar el flujo de proteína metabolizable al duodeno. Estos sistemas se denominan sistemas empíricos porque derivan de pruebas experimentales. + Más allá de los puntos indicados, podrían establecerse relaciones entre los componentes de la ración, la digestión y las rutas metabólicas de utilización. En el caso de los rumiantes, se podría fraccionar los componentes de los alimentos que proveen energía y N según su velocidad de degradación y la utilización por las diferentes especies de microorganismos ruminales. En este caso hablamos de modelos de alimentación. Los modelos de alimentación son mecanicistas, su objetivo es integrar la información obtenida en pruebas experimentales con el conocimiento de los principios digestivos y metabólicos subyacentes. Estos modelos no dan valores fijos para los aportes de energía y proteína de los alimentos y funcionan por iteración (ej. CNCPS v.6; FIM, 2004; Molly, 2007; NorFor, 2007, para rumiantes). 23

24 MODELO NORFOR PARA VACUNO LECHERO 24

25 MODELO NORFOR PARA VACUNO LECHERO (detalle) 25

26 * Para aplicar cualquier sistema de valoración es preciso tener presente tres puntos: 1. Los sistemas de valoración destinados a rumiantes son mucho más complejos que los de monogástricos por la complejidad digestiva de aquellos y la diversidad de alimentos posibles en sus raciones. 2. La valoración del contenido energético y proteico de los alimentos suele hacerse por predicción mediante coeficientes o por ecuaciones de regresión debido a lo costoso y laborioso de las determinaciones in vivo (ver lección anterior). En el caso de la energía: - La predicción parte del contenido de EB o de la materia orgánica digestible conocida para calcular la energía digestible. - La energía metabolizable se calcula a partir de la ED o de los componentes digestibles del alimento aplicando factores apropiados. Las ecuaciones de regresión tienen normalmente en cuenta los contenidos de fibra y proteína de los alimentos. En las aves, la EM se calcula en un único paso a partir de los componentes brutos o por regresión desde aquellos. - La energía neta se calcula a partir de la EM aplicando valores k de eficiencia. En el caso de la proteína: - Los aa digestibles en monogástricos se calcular por coeficientes de digestibilidad. - La proteína metabolizable en rumiantes se calcula a partir de las fracciones degradable y no degradable de la proteína bruta de los alimentos y de la energía disponible en rumen. 3. Las raciones diseñadas son para un grupo de animales normalmente por lo que hay que tener en cuenta la aplicación de márgenes de seguridad en la estimación de las necesidades (p.ej. +5%) 26

27 SISTEMAS DE VALORACIÓN ENERGÉTICA MATERIA ORGANICA DIGESTIBLE x factor > Rumiantes > Cerdos > Aves > Conejos > Perros y gatos ENERGÍA BRUTA x factor ENERGÍA DIGESTIBLE x factor ENERGÍA METABOLIZABLE x k ENERGÍA NETA > Caballos (USA) > Cerdos > Conejos TDN x factor (USA) desuso > Rumiantes > Cerdos > Caballos ENERGÍA NETA CABALLOS ENERGÍA NETA CERDOS/AS ENERGÍA NETA LACTACIÓN Rumiantes ENERGÍA NETA MANTENIMIENTO + PRODUCCIÓN Rumiantes UFCAB (Francia) > Separados (Francia) > Juntos (USA, Holanda) > UFL (Francia) > ENl (USA, solo vacas) > UFC (Francia) > ENm+ENg (USA, solo vacuno) 27

28 SISTEMAS DE VALORACIÓN ENERGÉTICA DE ALIMENTOS PARA RUMIANTES Sistema Francés de Unidades Forrajeras Leche y Unidades Forrajeras Carne (INRA, 2007) + El sistema francés es muy similar al sistema holandés. + Es un sistema de energía neta en el que el contenido energético de los alimentos se expresa en relación con la energía neta de la cebada de referencia, dando dos valores separados para cada alimento, uno cuando el alimento se destina a animales lecheros o en crecimiento (reposición) ( UFL) y otro cuando se destina a animales en engorde ( UFC). Principio de la valoración: EN = EB x de x EM/ED x k (valores de composición química expresados en % sobre la materia seca) Cálculo del valor energético del maíz. Composición analítica (%). Entre paréntesis, valores en materia seca. Materia seca: 86,4 Proteína bruta: 8,1 (9,4) Fibra bruta: 2,2 (2,6) Grasa bruta: 3,7 (4,3) Cenizas: 1,2 (1,4) FND: 10,4 (12,0) Valor energético de la cebada de referencia ENl (kcal/kg) = 1700 ENmg (kcal/kg) =

29 Primer paso: EB (kcal/kg MS) = ,73 x PB + 52,39 x GB + 9,25 x FB 44,60 x CENIZAS + FACTOR Maíz EB (kcal/kg/ms) = ,73 x 9,4 + 52,39 x 4,3 + 9,25 x 2,6 44,60 x 1,4 + 0 = 4459 Segundo paso: ED = de x EB de (%) = dmo 3,94 + 0,104 x PB + 0,149 x GB + 0,022 x FND 0,244 x CENIZAS dmo (%) = 95,81 1,911 x FB + factor Maíz ED (kcal/kg MS) = (86/100) x 4459 = 3835 de (%) = 88 3,94 + 0,104 x 9,4 + 0,149 x 4,3 + 0,022 x 12-0,244 x 1,4 = 86 dmo (%) = 95,81 1,911 x 2,6 2,54 = 88 Tercer paso: EM = ED x EM/ED EM/ED (%) = 86,38-0,099 x FBo - 0,196 x PBo FBo y PBo = % de FB y PB en la materia orgánica. Maíz EM/ED (%) = 86,38 0,099 x 2,6-0,196 x 9,5 = 84,3 EM (kcal/kg MS) = 3835 x (84,3/100) =

30 Cuarto paso: EN = k x EM kl = 0,24 x Qm + 0,46 km = 0,287 x Qm 0,554 kg = 0,78 x Qm 0,006 kmg =(km x kg x 1,5)/(kg + 0,5 x km); asume que el Nivel de Producción medio es 1,5. Nivel de Producción = (ENm + ENg)/ENm Qm = EM/EB Maíz ENl (kcal/kg MS) = EM x kl = 3235 x 0,64 = 2070 ENmg (kcal/kg MS) = EM x kmg = 3235 x 0,69 = 2232 kl = 0,24 x 0,73 + 0,463 = 0,64 km = 0,287 x 0,73 + 0,554 = 0,76 kg = 0,78 x 0,73 0,006 = 0,58 kmg =(0,76 x 0,58 x 1,5)/(0,58 + 0,5 x 0,76) = 0,69 Qm = 3235/4459 = 0,73 Quinto paso: ENl y ENm+ENg a UFL y UFC UFL = ENl/1700 UFC = ENmg/1820 Maíz UFL/kg MS = 2070/1700 =1,22 UFC/kg MS = 2232/1820 = 1,23 30

31 SISTEMAS DE VALORACIÓN ENERGÉTICA DE ALIMENTOS PARA CERDOS Sistema Francés de Energía para Cerdos y Cerdas (INRA, 2002) + Se basa en la observación de que la digestibilidad de la energía es más elevada en los adultos (por mayor digestión de la fibra en intestino grueso) que en los animales en crecimiento diferencias en el valor de la ED. La ED en los adultos puede expresarse como una proporción de la ED de los cerdos en crecimiento que depende de unos coeficientes denominados a y b que varían para cada alimento. + La EM puede derivarse de la ED mediante el cálculo de las pérdidas de energía en la orina y por los gases de fermentación. Ambas pérdidas son mayores en los adultos que en los cerdos en crecimiento. Los cálculos requieren conocer la cantidad de N digestible (porque las pérdidas urinarias de N son equivalentes al 50% de N digestible) y la fracción del alimento fermentada en intestino grueso ( residuo digestible = diferencia entre la materia orgánica digestible y los componentes digestibles del alimento: proteína, grasa y almidón+azúcares). El almidón y los azúcares se consideran 100% digestibles. + La EN se calcula a partir de los componentes digestibles, de la ED o de la EM mediante ecuaciones de regresión. Para cada alimento hay dos valores de ED, EM y EN para cerdos en crecimiento y para cerdas adultas. Los valores de las tablas son la media de tres ecuaciones. EN (kcal/kg MS) = 28,9 x PBd + 83,7 x GBd + 34,2 x ALM + 28,5 x AZU + 20,6 x RESd EN (kcal/kg MS) = 0,703 x ED + 15,8 GB + 4,9 x ALM 9,8 PB 9,8 x FB; (ED cerdos o cerdas). EN (kcal/kg MS) = 0,730 x EM + 13,1 x GB + 3,6 x ALM 6,7 x PB 9,8 x FB; (EM cerdos o cerdas). + Otros cálculos: Grasas y aceites: ED = 0,85 x EB; EM = ED; EN = 0,9 x EM Aminoácidos sintéticos: ED = EB; EN = (0,85 x 0,65 x ED) + (0,6 x 0,35 x ED) 31

32 El sistema requiere numerosos cálculos sucesivos para la estimación del valor energético en cerdos y cerdas. Para hacerlo más fácil se ha propuesto un método simplificado en el que para cada materia prima se asignan coeficientes medios de conversión como se muestra en la tabla siguiente. Alimento EB decerdos EDcerdas/ EDcerdos EMcerdos/ Edcerdos ENcerdos/ EMcerdos EMcerdas/ EDcerdas ENcerdas/ EMcerdas a b dn Cebada ,6 102,7 96,8 76,7 96,1 76,8 0,60 1,04 75,0 Salvado trigo ,4 112,3 94,9 72,5 93,8 71,5 0,72 1,08 62,0 Harina soja ,0 106,3 91,4 60,5 90,3 62,0 1,91 1,01 86,6 P. remolacha ,0 112,9 94,3 60,2 91,2 63,4 1,67 1,05 49,8 Alfalfa desh ,6 118,3 92,8 54,5 90,2 56,3 0,72 1,10 35,3 Har. pescado ,0 100,0 90,5 65,0 90,3 64,8 0,00 1,00 85,0 Grasas y aceites ,0 100,0 99,4 89,7 99,3 89,8 0,00 1,00-32

33 Cálculo de los valores energéticos del maíz Pasos para el cálculo simplificado CERDO CRECIMIENTO CERDA ADULTA EB (kcal/kg MS) 4459 Paso 1º decerdos (%) 87,9 - EDcerdos (kcal/kg MS) = EB x decerdos / EDcerdas/EDcerdos (%) = a x 10 x (100 Cenizas) x (100 b x decerdos) / EDcerdos Paso 2º Paso 3º a = 1,67 b = 1,03 EDcerdas (kcal/kg MS) = EDcerdos x (EDcerdas/EDcerdos) / Paso 4ª EMcerdos/EDcerdos ó EMcerdas/EDcerdas (%) 97,6 97,1 EM (kcal/kg MS) = ED x (EM/ED) / ENcerdos/EMcerdos ó ENcerdas/EMcerdas (%) 80,1 79,6 EN (kcal/kg MS) = EM x (EN/EM) / Paso 5º Paso 6º 33

34 SISTEMAS DE VALORACIÓN ENERGÉTICA DE ALIMENTOS PARA CABALLOS Sistema Francés de Unidades Forrajeras Caballo (INRA, 1990) + Es un sistema de energía neta en el que el contenido energético de los alimentos se expresa en relación con la energía neta de la cebada de referencia. Principio de la valoración: EN = EB x de x EM/ED x k ó Ecuaciones de regresión para grupos de alimentos basadas exclusivamente en componentes del alimento, o incluyendo además valores de materia orgánica digestible, energía digestible o energía metabolizable para aumentar la precisión. El cálculo de la ED requiere buscar la digestibilidad de la materia orgánica en tablas. Si no está disponible se utilizan a valores de dmo de cerdos (si FB < 15%) y rumiantes (si FB > 15%) Valor energético de la cebada de referencia: EN (kcal/kg) = 2250 = 1 UFCAB Sistema Americano de Energía Digestible (NRC, 2007) + El valor de los alimentos se expresa en energía digestible calculada a partir de ecuaciones de regresión, una para concentrados, otra para forrajes y otra para grasas, todas basadas en la composición química. 34

35 Sistema francés ej. de algunas ecuaciones para el cálculo directo de UFCAB. 1. Forrajes UFCAB = - 0, ,0056 x GC + 0,0619 x (ED/238,9) (r2 = 0,996) UFCAB = 0,825 0,0011 x FB + 0,0006 x PB (r2 = 0,69) 2. Otras materias primas UFCAB = -0, ,0027 x FB - 0,0036 x FB + 0,0032 x GC + 0,0755 x (ED/238,9) (r2 = 0,99) UFCAB = 0,815 0,00942 x FB + 0,00035 x PB + 0,0058 x GC (r2 = 0,96) 3. Grasas y aceites UFCAB = EB x 0,88 x 0,9/2250 Sistema americano: tres ecuaciones 1. Forrajes ED (kcal/kg MS) = ,18 x PB 9,37 x FAD - 3,83 x (FND-FAD) + 47,18 X GB + 20,35 x CNF 26,2 x CENIZAS 2. Otras materias primas ED (kcal/kg MS) = x FAD 3. Grasas y aceites ED (kcal/kg MS) = ,6 x GB Nota: todos los valores expresados sobre materia seca, los componentes químicos en % y la ED en kcal/kg. GC = almidón + azúcares. 35

36 Alimentos Valores de energía de algunos alimentos para caballos según el sistema francés y el sistema americano % MS UFCAB kcal/kg MS CENIZAS PB EE FB FND FAD CNF GC /kg MS EN ED EN/ED AVENA 3,2 9,7 5,4 14,0 34,9 19,3 46,8 42,3 0, ,70 CEBADA 2,6 10,8 2,0 5,3 19,0 5,9 65,6 61,1 1, ,68 SALVADO TRIGO 5,7 17,2 4,0 11,2 43,9 13,9 29,2 26,1 0, ,59 HNA.GIRASOL 28 6,8 31,3 1,7 28,5 47,5 30,7 12,7 6,6 0, ,56 ALFALFA GRANULADA 12,2 16,6 2,5 28,6 51,8 40,2 16,8 2,6 0, ,58 PAJA DE CEREALES 7,9 4,0 1,7 39,3 78,5 50,6 7,9 2,2 0, ,58 ACEITE SOJA 0,0 0, ,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2, ,72 36

37 SISTEMAS DE VALORACIÓN ENERGÉTICA DE ALIMENTOS PARA AVES Sistema de Energía Metabolizable Aparente Corregida por Nitrógeno (CVB, 2000) + Es un sistema de energía metabolizable no corregida por las pérdidas fecales y que tiene en cuenta la retención de N en el organismo. + La corrección por el balance de N a la EMA es de 8,22 kcal por g de N retenido. La corrección es negativa en aves adultas no productoras porque la retención de N es cero. En ponedoras y pollos > 21 días, la retención se estima en 30% del N ingerido. En pollos < 21 días, la retención se estima en 40% del N ingerido. En ambos casos, la corrección es positiva. + Los valores de EM aparente y verdadera son muy similares en la mayoría de los alimentos (diferencia < 5%) cuando el suministro es a libre consumo (como es común en avicultura). Por ese motivo, no se ha extendido el uso de la EMVn como medida del valor energético para aves. 37

38 Principio de la valoración El contenido en EM de las materias primas se calcula a partir de su composición química, multiplicando el contenido en proteína bruta, grasa bruta y extractivos libres de N por su coeficiente de digestibilidad y por un factor que representa la eficacia de conversión de la ED en EM. Se supone que la contribución energética de la fibra bruta es nula, al no poder ser digerida ni fermentada por las aves. Se tiene en cuenta la menor capacidad de los pollos jóvenes para digerir la grasa y otros componentes del alimento y la mayor capacidad de las ponedoras y los pollos > 21 días para digerir la grasa ó ecuaciones de regresión para alimentos individuales o grupos de alimentos, basadas en uno o varios componentes analíticos. Para cada alimento, existen tres valores de EMAn: gallos adultos, gallinas ponedoras y pollos > 21 días, y pollos < 21 días. En general, los valores de gallos adultos pueden usarse en los cálculos de raciones. 38

39 Ejemplo de cálculo de la EMAn a partir de coeficientes de digestibilidad Nota: cd = coeficiente de digestibilidad del componente, valores de los componentes en % MS Gallos adultos EM (kcal/kg MS) = (0,431 x cd x PB + 0,928 x cd x GB + 0,414 x cd x ELN) x 100 Ponedoras y pollos > 21 días EM (kcal/kg MS) = (0,431 x cd x PB + 1,067 x cd x GB + 0,414 x cd x ELN) x 100 Pollos < 21 días EM (kcal/kg MS) = (0,372 x cd x PB + 0,928 x cd x GB + 0,414 x cd x ELN) x 100 Composición de los alimentos, % MS PB EE ELN Gallos EMAn kcal/kg MS Ponedoras y pollos > 21 d Pollos > 21 d Maíz 9,84 4,40 81, Harina soja 48,52 2,17 34, COEFICIENTES DE DIGESTIBILIDAD Gallos, ponedoras y pollos > 21 dias Pollos < 21 dias Maíz 0,83 0,84 0,91 Harina soja 0,85 0,28 0,34 Maíz 0,81 0,93 0,88 Harina soja 0,83 0,50 0,26 39

40 SISTEMAS DE VALORACIÓN ENERGÉTICA DE ALIMENTOS PARA CONEJOS Sistema de Energía Metabolizable Aparente Corregida por Nitrógeno (CVB, 2000) + Es un sistema de energía metabolizable no corregida por las pérdidas fecales y que tiene en cuenta la retención de N en el organismo. + La corrección por el balance de N es 1,15 kcal por g de N digestible. El fundamento es que 1 g de N digestible resulta en 0,16 g de N urinario. El valor energético del N urinario es 7,2 kcal/g. Luego: 1 g N digestible 0,16 g N urinario x 7,2 kcal/g = 1,15 kcal/g N digestible. Principio de la valoración El contenido en EM de las materias primas se calcula a partir de su composición química, multiplicando el contenido en proteína bruta, grasa bruta, fibra bruta y extractivos libres de N por su coeficiente de digestibilidad (cd) y por un factor que representa la eficacia de conversión de la ED en EM EM (kcal/kg MS) = 0,454 x cd x PB + 0,090 x cd x GB + 0,039 x cd x GB + 0,0409 x cd x ELN (1) ó se puede calcular la ED multiplicando los componentes del alimento por sus coeficientes de digestibilidad y luego corregir por las pérdidas gaseosas y urinarias según la fórmula: EM = ED x EM/ED (2); donde EM/ED = 0,995 1,15 *PBD/ED; donde PBD es g y ED son kcal CEBADA PB EE FB ELN ED kcal/kg MS PBD g/kg MS EM kcal/kg MS Composición, % MS 10,8 2,0 5,3 79, (1) ,2 Coeficientes de digestibilidad 0,65 0,85 0,15 0, (2) Diferencia 6% 40

41 SISTEMAS DE VALORACIÓN ENERGÉTICA DE ALIMENTOS PARA PERROS Y GATOS Sistema Americano de Energía Metabolizable Aparente Corregida por Nitrógeno (NRC, 2004) + Es un sistema de energía metabolizable no corregida por las pérdidas fecales y que tiene en cuenta la retención de N en el organismo. Principio de la valoración: Alimentos con digestibilidad > 90% (caseros tipo carne y cereales cocinados): cálculo a partir de los factores de Atwater sin modificaciones: - 4 kcal por gramo de proteína - 9 kcal por gramo de grasa - 4 kcal por gramo de ELN EM (kcal/kg MS) = 40 x PB + 90 x GB + 40 x ELN (los componentes en % MS) Estos factores son comunes a alimentos de perros y gatos. Alimento comerciales: ecuaciones de regresión a partir de la digestibilidad de la energía bruta. La digestibilidad se calcula en función del contenido en FB. Posteriormente se corrige la energía digestible por las pérdidas de N en la orina para calcular la energía metabolizable. Las ecuaciones son diferentes para perros y gatos. Cuando la fibra bruta es > 8%, la EM se subestima en aquellos alimentos en que contiene un fracción fibrosa fermentable importante. 41

42 Perros Paso 1º Cálculo de la EB (valores en % MS) Paso 2º Cálculo de la digestibilidad de la EB (FB en % MS) Paso 3º Cálculo de la ED Paso 4º Cálculo de la EM (PB en % MS) Gatos Paso 1º Cálculo de la EB (valores en % MS) Paso 2º Cálculo de la digestibilidad de la EB (FB en % MS) Paso 3º Cálculo de la ED Paso 4º Cálculo de la EM (PB en % MS) Ej. Composición del alimento en MS: 35% PB, 20% GB, 5% FB, 25% ELN EB (kcal/kg MS) = 57 x PB + 94 x GB + 41 x (FB + ELN) 5105 deb = 91,2 1,43 x FB 84,05 ED (kcal/kg MS) = EB x deb/ EM = ED 10,4 x PB 3927 Ej. Composición del alimento en MS: 35% PB, 20% GB, 5% FB, 25% ELN EB (kcal/kg MS) = 57 x PB + 94 x GB + 41 x (FB + ELN) 5105 deb = 87,9 0,88 x FB 83,5 ED (kcal/kg MS) = EB x deb/ EM (kcal/kg MS) = ED 7,7 x PB

43 Valoración proteica Valoración de minerales Valoración de carbohidratos Sistemas de valoración de energía Sistemas de valoración de proteína Tablas de composición de alimentos 43

44 SISTEMAS DE VALORACIÓN PROTEICA DE ALIMENTOS PARA RUMIANTES Sistema Francés de Proteína Digestible en Intestino (PDI) (INRA, 2007) Datos previos variables para cada alimento, obtenidos de las tablas o calculados por ecuaciones Constantes Paso 1º Cálculo de la proteína no degradable digestible en intestino Paso 2º Cálculo de la proteína microbiana sintetizada en rumen con el N disponible (energía no limitante) Paso 3º Cálculo de la proteína microbiana sintetizada en rumen con la energía disponible (N no limitante) Paso 4º El valor de PDI es: Degradabilidad teórica (DT) en rumen para velocidad de tránsito = 6%/h Digestibilidad real en intestino delgado (dr) Materia orgánica fermentable en rumen (MOF) Contenido de proteína verdadera en la proteína microbiana = 80% Digestibilidad de la proteína verdadera microbiana = 80% Síntesis de proteína microbiana por kg de MOF = 145 gramos PDIA (g/kg MS) = PB x [1,11 x (1 DT)] x dr PDIMN (g/kg MS) = PB x [1-1,11 x (1 DT)] x 0,9 x 0,8 x 0,8 PDIME (g/kg MS) = MOF x 0,145 x 0,8 x 0,8 PDIE = PDIA + PDIME Valor a utilizar en la ración si PDIMN > PDIME (energía limitante) PDIN = PDIA + PDIMN Valor a utilizar en la ración si PDIME > PDIMN (N limitante) Ejemplo: harina de soja. PB = 494 g/kg MS; DT = 63%; dr = 95%; MOF = 669 g/kg MS PDIA (g/kg MS) = 193 PDIMN (g/kg MS) = 168 PDIN (g/kg MS) = 361 PDIME (g/kg MS) = 62 PDIE (g/kg MS) =

45 SISTEMAS DE VALORACIÓN PROTEICA DE ALIMENTOS PARA CABALLOS Sistema Francés de Materias Nitrogenadas Digestibles para Caballos (INRA, 1990) + Es un sistema que pretende ajustar los aportes nitrogenados a los caballos en función de la digestibilidad aparente de la proteína bruta y de la proporción de aminoácidos realmente absorbidos en intestino delgado. El procedimiento es: MNDCAB (g/kg MS) = PB x cd x k donde PB se expresa en g/kg MS, cd es el coeficiente de digestibilidad de la proteína bruta, y k es un factor que depende del tipo de materia prima concentrados, k = 1; forrajes deshidratados, k = 0,85; pajas y alimentos ricos en lignina, k = 0,80. Ejemplo: Alfalfa deshidratada PB = 174 g/kg MS; cd = 0,70; k = 0,85 MNDCAB (g/kg MS) = 174 x 0,87 x 0,85 =

46 Valoración proteica Valoración de minerales Valoración de carbohidratos Sistemas de valoración de energía Sistemas de valoración de proteína Tablas de composición de alimentos 46

47 TABLAS DE COMPOSICIÓN DE MATERIAS PRIMAS Las tablas de composición de materias primas recopilan la información disponible sobre la composición química y nutricional de aquellas. La información presentada por las tablas depende básicamente de: 1.- El país de origen: la cantidad y los tipos de materias primas incluidos en las tablas varían de país a país; además, muchos países expresan los valores nutritivos en unidades características de los sistemas de valoración nutritiva de alimentos que han desarrollado. 2.- El número de especies animales consideradas: las tablas pueden ser temáticas o contener información para múltiples especies. En general, las tablas multiespecíficas no incluyen información referente a la composición y valoración de las materias primas usadas en la alimentación de los carnívoros domésticos porque son muy específicas. En España no existe un sistema nacional de valoración de materias primas pero FEDNA recopila información de la composición química de las materias primas usadas en nuestro país y presenta datos de sus valores nutritivos derivados de aquella.

48 COMPOSICIÓN QUÍMICA (%) Humedad Cenizas PB EE Grasa verd. (%EE) =99.0 FB FND FAD LAD Almidón Azúcares Ácidos grasos C 14:0 C 16:0 C 16:1 C 18:0 C 18:1 C 18:2 MAIZ NACIONAL Tablas FEDNA, 3ª edición C 18:3 C 20 % Grasa verd % Alimento Macrominerales (%) Ca P Pfítico Pdisp. Pdig. Av Pdig. Porc Na Cl Mg K S Microminerales y vitaminas (mg/kg) Cu Fe Mn Zn Vit. E Biotina Colina

49 VALOR ENERGÉTICO (kcal/kg) RUMIANTES EM UFI UFc ENI ENm ENc PORCINO AVES CONEJOS CABALLOS Crecimiento ED EM EN EN Cerdas pollitos <20 d EMAn broilers/ ponedoras ED ED Almidón rumen- (%) Soluble Degradable VALOR PROTEICO Coeficiente de digestibilidad de la proteína (%) Rumiantes Porcino Aves Conejos Caballos

50 VALOR PROTEICO RUMIANTES Degradación ruminal N (%) PDIA PDIE PDIN Lys Met a b kd (%/h) DT dr (%) (%PDIE) PORCINO AVES AAs Composición (%PB) (%) DIA 1 (%PB) (%) DIS 2 (%PB) (%) DR 3 (%PB) (%) Lys Met Met + Cys Tre Trp Ile Val Arg Digestibilidad ileal aparente; 2Digestibilidad ileal estandarizada; 3Digestibilidad real