Almidón: estrategias para mejorar su digestibilidad en vacas lecheras

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1 Almidón: estrategias para mejorar su digestibilidad en vacas lecheras Francisco Javier Meda Gutiérrez Gerente Técnico Rumiantes Costa Rica, 18 de Septiembre de 2012

2 Porque el (maíz) almidón es importante para las vacas lecheras? El almidón contribuye con el 50 al 75% del valor de energía, a partir del silo de maíz y del grano de maíz mejorando la utilización del almidón de maíz se pueden reducir los costos o bien incrementar la utilidad (Gencoglu, et al 2009) El almidón de maíz contribuye con el 45% del requerimiento diario de glucosa de las vacas La adición de CNF (i.e. almidón ) a la dieta de vacas lecheras puede deprimir la digestibilidad de la fibra ojala que la nueva tecnología pudiera ayudarnos al entendimiento de las interacciones nutricionales complejas. (Firkins, et al 2006)

3 El costo de alimentación es el mayor costo en los establos lecheros Agua/Electricidad 3% IA 2% Vet 4% Otros 4% Reemplazos 22% Alimento 65-70% Los elevados costos alcanzados durante los últimos 5 años de 8USD/100 kg a 14USD/100 kg. En 2011 los precios se incrementaron 20USD/100 kg,contando para el 65% del total de los costos en la producción de leche. Mejorando eficiencia en producción de leche = es uno de los factores clave para obtener mayor rentabilidad en los establos lecheros. Source: IFCN Dairy Report 2011

4 Efecto de la digestibilidad de almidón sobre la producción de leche Producción de leche, kg/d Digestión total de almidón, % Firkins, et al., 2001

5 Composición química de los principales granos (% de la materia seca) PC FDN CNE Almidón EE EM mcal Maíz Trigo Cebada Sorgo Avena NRC, 1996

6 Degradabilidad ruminal del almidón % Sorgo Maíz Cebada Trigo Avena Todos rolados Huntignton, 1997

7 Categorización por fermentación ruminal ALTA BAJA Avena hojueleada Trigo rolado húmedo Cebada rolada Cebada húmeda rolada Cebada reconstituida rolada Maíz alta humedad Maíz rehidratado Maíz quebrado Sorgo rolado / molido seco

8 Carbohidratos en la planta Contenido celular Pared celular Ácidos orgánicos Azucares Almidón Fructanos Pectinas B-glucanos Galactanos Hemicelulosa Celulosa Fibra soluble detergente neutra Lignina FDA FDN Carbohidratos solubles en detergente neutro Rápida fermentación Lenta fermentación

9 Composición química de ingredientes en base seca de acuerdo a su nivel de almidón Ingrediente Almidón % Azúcar % FDN % Grasa % PC % ENl (Mcal/kg) Maíz grano Trigo grano Ensilado maíz Salvado de trigo Gluten feed Grano de cervecería Ensilado de avena Pulpa cítrica Heno de alfalfa Soya integral Cascarilla de soya Semilla de algodón Melaza

10 METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS RUMIANTES Heces Fibra Almidón Rumen Intestino grueso AGV s Fibra Almidón AGV s Células microbianas TORRENTE SANGUINEO Glucosa Intestino delgado Rumen Tubo digestivo total Digestibilidad Fibra (FDN) Almidón 45-65% 60-90% 50-70% 85-99%

11 Factores primarios del grano que influencian la digestibilidad del almidón Procesamiento Cosecha/Almacenaje Tipo de endospermo Tamaño de particula Diferentes tratamientos Seco vs Alta humedad Tiempo de fermentación Prolaminas Matriz almidón-prolaminas

12 Cuando la mayor proporción de almidón es digerido en el rumen Ventajas potenciales Energía de los AGV s Proteína microbiana Mayor digestión en el tubo digestivo del almidón o energía total Desventajas potenciales Problemas de bajo ph en rumen Acidosis CMS Digestión de la fibra Grasa en leche Laminitis

13 Cuando la mayor proporción de almidón es digerido en el intestino delgado Ventajas potenciales Desventajas potenciales >Eficiencia energética Los beneficios en el desempeño son difíciles de documentar Uso de glucosa por el tejido intestinal < Proteína microbiana Reducción de la digestibilidad del almidón en el tubo digestivo total Menos problemas de ph en el rumen

14 Cebada vs Maíz Contenido de almidón, FDN, Proteína Cebada Base MS Almidón 56% +/- 4.9 FDN 18.9% +/- 4.5 PC 12.1% +/- 1.4 Maíz Base MS Almidón 70.7% +/- 3.2 FDN 9.5% +/- 2.3 PC 9.4% +/- 1.3

15 Cebada vs Maíz Digestión ruminal del almidón Cebada rolada Maíz seco molido % de Almidón 80.0% +/- 9.2 % de Almidón 58.9% +/- 8.8 Tasa de digestión 12.0% / hora Tasa de digestión 4.0% / hora

16 Digestibilidad total del almidón en diferentes fuentes de maíz en vacas lecheras Fuente de maíz Seco, quebrado/rolado Rolado con vapor Seco molido Seco molido fino Hojueleado con vapor Alta humedad rolado Alta humedad molido # de comparaciones Digestibilidad del almidón % Firkins, et al., JAS, 2001

17 Efecto del procesamiento sobre el sitio de digestión del almidón de maíz Maíz seco Maíz de alta humedad Ruminal Post-Ruminal Digestibilidad total Quebrado Molido proporción de almidón digerido 69% 78% 86% 21% 18% 7% 90% 96% 93% Owens, et al., 1986

18 Efecto del procesamiento de maíz sobre producción de leche, CMS y cambio de peso Tipo de maíz Quebrado Mix (50/50) Molido Leche kg/día Grasa en leche % Proteina en leche % CMS kg/día Cambio de PV (kg/día) Hutjens, et al., 1999

19 Digestibilidad del almidón de maíz Fuente de maíz Seco molido Seco rolado Alta humedad molido Alta humedad rolado MS % Tamaño medio de partícula (micras) 618 1, ,789 Digestibilidad ruminal del almidón % Digestibilidad total del almidón % Knowlton, et al., JDS, 1998

20 Digestibilidad ruminal del almidón en diferentes fuentes de maíz en vacas lecheras Fuente de maíz # de comparaciones Digestibilidad del almidón % Seco, quebrado/rolado Seco, molido Hojueleado con vapor Alta húmedad Firkins, et al., JAS, 2001

21 Factores primarios del grano que influencian la digestibilidad del almidón Procesamiento Tamaño de particula Tratamiento con vapor Cosecha/Almacenaje Seco vs Alta humedad Tiempo de fermentación Tipo de endospermo Prolaminas Matriz almidón-prolaminas

22 LA CALIDAD DEL FORRAJE, DE QUE DEPENDE. El productor de forraje EL TRIANGULO DEL SILO El nutricionista El cosechador

23 El productor de forraje Todo lo referente a agronomía Producción (planta completa y grano) Digestibilidad de fibra Leche/Ton Leche/ha El nutricionista de lechero Palatabilidad Producción de leche Eficiencia en producción de leche El que cosecha el forraje Poner tons dentro del silo en tiempo Establecer los puntos correctos del corte, picado y proceso Compactar, almacena y tapar el forraje de forma adecuada

24 ESCOGER LO MEJOR DE LO MEJOR. Relación entre producción de leche/ha y producción de leche/ton de forraje

25 Cortar alto el silo de maíz, da la opción de seleccionar la digestibilidad de la fibra El procesamiento del silo de maíz incrementa: La digestibilidad del almidón La habilidad para empacar el silo La producción de leche Potencial de cosechar partículas mas grandes Y se reduce la posibilidad de selección por las vacas

26 Dos ejemplos más de trabajos muy pobres de procesamiento El grado de disponibilidad de almidón en el ensilaje de maíz está fuertemente influenciado por el grado de disrupción del pericarpio por parte de los procesadores (molinos) en el corte El procesamiento afecta la cobertura de la semilla y la matriz proteica, incrementando la digestibilidad en 10-20%

27 PUNTOS A CONSIDERAR PARA UN BUEN ENSILADO. Evaluar el hibrido en cuanto a calidad y toneladas. Baja lignina = alta digestibilidad de FDN = incremento en el consumo de MS y producción de leche, en promedio 2.2 litros por vaca por día Permitirá a los productores dar mas silo y reducir el uso de grano de maíz 1 a 2 kg por vaca por día

28 Factores primarios del grano que influencian la digestibilidad del almidón Procesamiento Tamaño de particula Tratamiento con vapor Cosecha/Almacenaje Seco vs Alta humedad Tiempo de fermentación Tipo de endospermo Prolaminas Matriz almidón-prolaminas

29 Morfología básica en el maíz Endospermo harinoso. Mas abierto en estructura. Maíz dentado tiene iguales proporciones de almidón harinoso a vítreo (comparado con el maíz palomero con mayor almidón vítreo) Pericarpio Corona Endospermo vítreo, también llamado endospermo duro Germen scutellum y eje embrionico. Germen será mayor maíz alto en aceite a expensas del almidón. Cada 1% de incremento en aceite se espera una disminución del 1.3% en almidón Línea negra, causada por la compresión de algunas capas de células a madurez fisiológica

30 Relación entre vitreosidad y disponibilidad ruminal in situ del almidón Disponibilidad (% de almidón) Vitreosidad % Correa et al., 2002

31 Tipo de endospermo en maíz seco influencia la digestibilidad del almidón en vacas lecheras Hisogénico Harinoso Opaco Vitreosidad Proteína prolamina % MS %PC % de almidón Digestibilidad in vitro del almidón % 7-horas Lopes et al., 2009

32 Todos los granos tienen prolaminas Las prolaminas para cada grano de cereal tienen nombres específicos e históricos Grano Trigo Cebada Arroz Avena Maíz Sorgo Nombre de prolamina Gliadina Hordeina Secalina Avenina Zeina Kafirina Nivel de prolamina Medio-bajo Bajo Medio-bajo Bajo Alto Muy alto

33 El maíz alto en humedad es bajo en prolaminas Prolamina-zeina, g/100 g de almidón Larson et al., 2009

34 Matriz Almidón-Proteína Almidón vitreo Almidón harinoso

35 Factores primarios del grano que influencian la digestibilidad del almidón Procesamiento Tamaño de particula Tratamiento con vapor Cosecha/Almacenaje Seco vs Alta humedad Tiempo de fermentación Tipo de endospermo Prolaminas Matriz almidón-prolaminas Estartegias de mejora en el uso del almidón

36 Cambios en la producción de leche y sus componentes con cambios en la complementación de sucrosa y almidón % de sucrosa en la dieta % MS % de almidón en la dieta % de MS Consumo de MS, Kg Leche, Kg Grasa, Kg Proteína, Kg ph Ruminal Leche/CMS NEL/CN Broderick et al., 2000

37 Cambios en la producción de leche y sus componentes con cambios en la complementación de carbohidratos Consumo de MS, kg/día Leche, kg/día Grasa, % Proteína, % Grasa, kg/día Proteina, kg/día 60% complemento Fibra soluble Almidón % complemento Fibra soluble Almidón Sutton et al., 1987

38 Consumo de materia seca para dietas normales y reducidas en almidón Lb /vaca/ día Producción de leche para dietas normales y reducidas en almidón Almidón, normal Almidón reducido Lb /vaca/ día Almidón, normal Almidón reducido

39 Pdn Leche/CMS para dietas normales y reducidas en almidón Almidón, normal Almidón reducido

40 Cascarilla de soya en raciones para vacas lecheras Ingredientes de la ración %MS Ración control Ración con cascarilla de soya Ensilado de maíz Ensilado de alfalfa Maíz alta humedad Semilla de algodón Pasta de soya integral Soy Plus Cascarilla de soya Composición de la ración %MS PC FDN Almidón Desempeño animal-vacas multiparas CMS, kg/día Leche, kg/día Leche corregida 3.5% grasa, kg/día Grasa en leche, % Proteina en leche, % Desempeño animal-vacas primiparas CMS, kg/día Leche, kg/día Leche corregida 3.5% grasa, kg/día Grasa en leche, % Proteina en leche, %

41 Consumo de materia seca para dietas reducidas en almidón con y sin amilasa Lb /vaca/ día Producción de leche para dietas reducidas en almidón con y sin amilasa Almidón reducido (-) Almidón reducido (+) Lb /vaca/ día Almidón reducido (-) Almidón reducido (+)

42 Pdn Leche/CMS para dietas reducidas en almidón con y sin amilasa Almidón reducido (-) Almidón reducido (+)

43 Prueba en Rancho comercial en Querétaro, México, con el uso de una amilasa comercial Original Diet Ingredient DM $/Ton $/Kg (M*O) usd Silo de Maíz 8 CaraN Silo de Alfalfa Silo de alfalfa Agua Maiz rolado Sorgo rolado Aguamiel Pasta de soya Maiz molido Salvado trigo Canola Alfalfa seca Kellogs CottonseedDeLint Semilla de algodón Premix Lechero DSM Cebada paja Energivac SoybeanML44Solv Melaza AminoPlus Harina de pescado Cascarilla de soya Totals

44 Trial Diet Ingredient DM $/Ton $/Kg (E*G) usd Silo de Maíz 8 CaraN Silo de Alfalfa Silo de alfalfa Agua SoybeanML44Solv Premix Lechero DSM CottonseedDeLint Alfalfa seca Cebada paja Energivac Sorgo rolado Aguamiel Pasta de soya Maiz molido Maiz rolado Salvado trigo Canola Kellogs Semilla de algodón Melaza AminoPlus Harina de pescado Cascarilla de soya Totals

45 Leche corregida por energía CMS, kg/día Leche, kg/día Grasa en leche, % Proteina en leche, % ECM kg/d = [(0.327 kg leche) + (12.95 kg grasa) + (7.2 kg proteina)]; (Orth, 1992). ECM kg/d = [( ) + ( ) + ( )] ECM kg/d = [( ) + ( ) + ( )] ECM kg/d = ECM kg/d = [( ) + ( ) + ( )] ECM kg/d = [( ) + ( ) + ( )] ECM kg/d = CMS, kg/día Almidón, % Almidón, kg/vaca/día Leche, kg / Almidón, kg

46 Conclusiones El procesamiento del grano deber ser una practica indispensable para mejorar la digestibilidad del almidón El endospermo vítreo es un factor de detrimento de la calidad de granos al disminuir la digestibilidad del almidón Contenidos bajos de prolamina-zeina favorecen la digestibilidad del almidón El almidón debe ser fermentado en el rumen a AGV s como la mayor fuente de energía para las vacas La digestión intestinal de almidón resulta en una fuente directa de glucosa necesaria para la producción de lactosa La optima utilización del almidón es de suma importancia para mejorar la eficiencia de producción La utilización de herramientas y estrategias nutricionales que permitan maximizar la utilización del almidón, sin perjudicar la producción de leche son una opción en estos tiempos

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