Valoración Energética del Maíz en Dietas de Aves Diego Chaves P. Médico Veterinario Zootecnista dchaves@pronaca.com INTRODUCCIÓN A nivel mundial el maíz es el cereal mas utilizado en la alimentación animal, la mayoría del grano empleado en dietas para animales es grado US#2 o de menor calidad (Cuadro # 1). El maíz participa entre el 60 a 75% de las dietas y contribuye con un importante aporte de energía y un moderado aporte de proteína, en una dieta que contienen un 65% de maíz aproximadamente el 30% de la proteína total está aportada por esta materia prima, cuando hablamos de aporte energético en dietas de aves podríamos considerar que el maíz aporta entre el 65 a 70% de la energía contenida en la dieta. Al ser una materia prima de alta participación de nutrientes la valoración de los mismos es un tema de suma importancia. En la actualidad el acceso a una análisis proximal por Química Húmeda es factible para la mayoría de empresas fabricantes de alimentos balanceados, incluso de está volviendo cada vez más común encontrar equipos NIR (Espectroscopia de Infrarrojo Cercano) para determinación de los nutrientes. Cuadro #1. Clasificación del maíz según sus grados US (Adaptado de Nutrición Aviar Comercial Lesson & Summer, 2000) Grado Peso del Bushel Granos Dañados Granos Partidos y # Kg/Bushel Kg/Hectolitro (%) Material Extraño (%) 1 25.4 72.2 3 2 2 24.5 69.6 5 3 3 23.6 67.0 7 4 4 22.2 63.2 10 5 5 20.9 59.3 15 7 Para el caso de aminoácidos y energía la determinación de las mismas en las materias primas esta en función de que requerimientos estemos considerando de las aves, a partir de esto decidiremos el tipo de formulación ha hacer. Si formulamos las dietas en base de aminoácidos totales posiblemente una análisis de aminoácidos en las materias primas nos permitirá ajustar la formula a los requerimientos deseados. Si consideramos formular a base de aminoácidos digestibles estaremos considerando la capacidad digestiva del ave. Para esto no basta con un análisis simple de nutrientes sino que debemos estimar o evaluar la digestibilidad de materias primas, de ser así es muy probable que debamos hacer estudio con animales o pruebas de laboratorio que estimen de la mejor manera las condiciones del tracto digestivo de las aves donde podamos determinar la digestibilidad para las materias primas que participarán en la dieta. Para el caso de energía, no se considera un nutriente como tal y es más bien una condición que tienen los materiales y en este caso las materias primas. Al elaborar una dieta deseamos conocer cuanta cantidad de energía las aves pueden aprovechar de las materias primas que están en la dieta. El concepto suena simple sin embargo existen otros factores que complican esta presunción ya que no es tan simple como asignar un valor de energía a las materias primas y que esta se cumpla de forma idéntica en todo tipo de aves y frente a todas las condiciones. Los factores que pueden determinar diferencias en la cantidad de energía que un ave puede obtener a partir de la dieta serían:
La edad de las aves y su capacidad digestiva (Actividad Enzimática), temperatura ambiental, tipo de ingredientes en la dieta y el nivel de participación de los mismos. En el cuadro #2, se muestra de forma esquemática la utilización de la energía por parte de las aves. Cuadro #2. Utilización de Energía en Aves Energía Bruta Calor de Combustión Energía Heces Energía Digestible Energía Orina y Metano Energía Metabolizable Incremento Calórico Efecto Calorigénico del Alimento Energía Neta La energía bruta es el calor de combustión de las materias primas contenidas en la dieta, Los ingredientes son combustionados y se transforman en CO 2 y H 2 O, la cantidad de calor que se genera en la combustión es medido y se llama energía bruta o combustible energético. La energía digestible es la diferencia entre la energía bruta y la energía que aparece en las heces. Cuando un ave es alimentada parte del alimento no es diferido ni tampoco absorbido, el alimento pasa a través del tracto gastro intestinal y sale conjuntamente con las heces. Adicional a esto una parte de energía es perdida en forma de gas metano proveniente de la fermentación microbiana, generalmente esta cantidad de energía que se pierde en forma de gas no es considerada en las aves o en los monogástricos en general ya que es pequeña y puede pasar inadvertida, y posiblemente tiene mayor relevancia en bovinos debido a la participación de fermentación bacteriana en la digestión de los nutrientes. La energía metabolizable, es la energía del alimento que no aparece en la heces ni tampoco en la orina, una parte del alimento será digerido y absorbido en el tracto intestinal pero no será disponible para que el ave lo puede metabolizar, esta energía pasará a través del riñón y se eliminara en la orina. Un ejemplo es que las aves pueden absorber el alcohol proveniente de azucares de plantas u otros carbohidratos simples, pero no tienen las enzimas para desdoblar estos nutrientes y transformarlos en energía utilizable. Si no son metabolizados, estos pasarán a la sangre y luego llegarán al riñón para ser eliminados sin modificación alguna. El incremento calórico, es el término que se utiliza para describir el efecto del alimento para generar calor luego de ser consumido. Cuando una ave consume alimento en un ambiente calido existe un consumo extra de oxigeno y una cantidad extra de calor es producida. El calor extra producido ha sido asignado al trabajo de la digestión pero últimamente se ha comprobado que la digestión como tal tiene una baja producción de calor. Si un aminoácido es inyectado directamente al torrente sanguíneo existe una generación de calor idéntica a que si este aminoácido hubiese sido administrado por vía oral. El incremento de energía es mayor cuando se desdoblan proteínas para producir energía pero menor perdida de energía ocurre cuando se obtiene energía a partir de grasas y carbohidratos El incremento calórico para proteínas está relacionado con el catabolismo de las mismas. Las proteínas del alimento que son digeridas, absorbidas como aminoácidos y depositados como tejidos corporales o en los huevos (Síntesis) no tienen un efecto calorigenico. Solo las proteínas que son catabolizadas causan un incremento calórico.
La energía neta es la energía del alimento que es disponible por el ave para formar grasa y proteína corporal y que permite ejercer trabajo. El trabajo hace referencia a todos los aspectos de mantenimiento corporal de las aves. (Regulación de Temperatura, movimiento, respiración, flujo sanguíneo, etc). La energía neta se traduce a la energía metabolizable menos el incremento calórico. La energía productiva tiene un concepto similar a la energía neta, pero hace referencia a la energía que está almacenada en tejidos y huevos. La energía neta es la energía que esta disponible para la síntesis de tejidos y para generar trabajo, la energía productiva es una medida de la energía actual almacenada en tejidos. La energía productiva es dependiente del ambiente y actividad de las aves y no exactamente en función de los ingredientes de la dieta, por esta razón es muy complicado extrapolar de una situación a otra. En el cuadro #3, se muestra la distribución de energía para el caso de Gallinas Comerciales con el objeto de aclarar el tema de reparto de energía en las aves. Cuadro #3. Distribución de la energía de la dieta en gallinas ponedoras (Adaptado de NRC, 1994) HECES ORINA INCREMENTO MANTENIMIENTO HUEVOS & CALORICO TEJIDOS CORPORAL 800 300 600 1500 800 4000 Kcal Energía Bruta 3200 Kcal Energía Digestible 2900 Kcal Energía Metabolizable 2300 Kcal Energía Neta (Mantenimiento y Producción) Sin embargo los nutricionista y productores de pollos en realidad no les gusta conocer la energía neta de los ingredientes de la dieta ya que la medición de energía neta se considera poco confiable para ser utilizada en la formulación de dietas de forma práctica, recuerde que la energía neta esta influenciada por la temperatura ambiental y a pesar que existe un patrón de temperatura deseado (Generalmente ofertado por las casas proveedoras de genética) no siempre se puede cumplir dado los diferentes pisos climáticos en los que se crían las aves. La medición de energía metabolizable es mas confiable y repetible que los valores de energía neta. Así también la energía productiva que las aves pueden obtener a partir de las dietas es mucho más difícil de medir que la energía metabolizable ya que la determinación de energía contenida en la carcasa por lo general se debe estimar. Las plumas son un problema particular cuando se desea determinar la conformación de la carcasa ya que las plumas se muelen, homogenizan y muestrean con dificultad. Por las razones expuestas anteriormente la energía metabolizable es la unidad de medida de energía que se utiliza para evaluar alimentos y fijar los requerimientos de las aves de forma general. Para optimizar el desempeño de las aves durante sus etapas de inicio, desarrollo, engorde y acabado debemos garantizar que los valores nutricionales calculados en las formulas estén próximos a los valores reales aportados a los animales a través de los alimentos. A pesar que anteriormente se anoto detalles de cómo estimar los diferentes aportes de energía en las aves, resulta poco viable debido al costo y velocidad de respuesta analizar todos los lotes de materias primas que se reciben en las plantas de alimento. Sin embargo las
investigaciones recientes han puesto a disposición ecuaciones de predicción que hacen posible de forma rápida y económica la estimación de valores nutricionales de materias primas y que basan sus estimaciones en la composición química y calidad física de los granos. El maíz es uno de los cereal que tiene las mejores características nutritivas tanto en concentración como en disponibilidad de energía, en el cuadro #4, se observa la cantidad energía bruta (Combustión) así como la energía metabolizable estimada, y en la columna derecha la disponibilidad de la energía para pollos de engorde, las diferencias radican en la capacidad digestiva del ave (Actividad enzimática) para desdoblar nutrientes contenidos en cada uno de los cereales. Un ejemplo de esto se observa en la parte final del cuadro donde se cita a la Avena que energéticamente tiene mayor contenido de Energía Bruta pero menor Energía Metabolizable que el maíz. Cuadro #4. Valoración energética de diferentes cereales en la alimentación de aves Grano Energía (Kcal/Kg) Energía (Kcal / Kg) % Disponibilidad Bruta Metabolizable Maíz 4.54 3.94 86.8 Trigo 4.46 3.52 78.9 Cebada 4.39 3.04 69.2 Avena 4.64 2.74 59.1 Para el caso especifico del maíz, la mayor cantidad de energía está aportada por el almidón el mismo que esta en el endospermo del grano y también el germen que es la fuente de grasa del mismo (Cuadro # 5), el maíz grado US#2 tiene una participación alta de almidón de tipo amilo pectina. A pesar de que el grado US#2 es el que se debería considerar para la elaboración de alimentos para animales, son los grados de inferior calidad los que frecuentemente se encuentran disponibles, la calidad puede decaer debido a condiciones adversas durante el crecimiento, la cosecha o el almacenamiento del grano. Dependiendo del motivo de perdida de calidad del grano se debe hacer correcciones en su valoración nutritiva, más adelante en este texto se sugiere una ecuación de corrección de energía en base a la calidad física del mismo. (Barbarino Jr, 2001). Cuadro #5. Composición Nutricional de Maíz de 9 diferentes Áreas de Indiana (Valores expresados con el 15% de Humedad. Promedio y Variación. (Adaptado de Maier, 1995). Proteína Grasa Almidón Densidad % Rango % Rango % Rango % Rango 7.7 5.9 a 9.7 3.3 2.6 a 4.9 61.7 59.9 a 64.8 1.26 1.20 a 1.31 Coma ya se ha indicado el maíz uno de los cereales de mayor utilización en dietas de aves y cerdos, en el cuadro #5 se observa los valores promedios para varios nutrientes del maíz así como la variación de los mismos, en varios trabajos (Jansen, 1989), (Barbarino Jr, 2001) han desarrollado estimaciones, para determinar el aporte de energía a partir de análisis químicos (Cuadro # 6), además de considerarse ecuaciones de corrección en el aporte energético en base de la calidad física del grano. (Barbarino Jr, 2001). Como un aporte adicional, en los casos en los cuales la fuente de aprovisionamiento es la misma y las condiciones de cosecha no varían entre un año y otro, existen autores, (Dale, 2003) que sugieren la posibilidad de asignar un factor para calcular la Energía Metabolizable a partir de Energía Bruta, donde no sería necesario un análisis proximal como tal para estimar la energía del maíz pero sin duda es requerido una bomba calorimétrica para determinar la Energía Bruta del mismo.
Lo importante es que existen varios trabajos con el fin de estimar la energía metabolizable por una u otra vía, lo que se traduce a que se tenga aproximaciones cada vez más cercana al verdadero valor de energía metabolizable que el ave puede obtener del maíz y que nos permitiría utilizarla de forma práctica para la formulación de sus dietas. En el cuadro # 6, se observa el análisis proximal de muestras de maíz y su valoración de energía metabolizable. Es importante citar que las estimaciones tienen un alto grado de confiabilidad, sin embargo deben ser revisadas para estimar energía de variedades con características especiales (Maíz Alto en Lisina, Maíz Dulce, Maíz tipo Pop Corn, Etc). Cuadro #6. Energía Metabolizable y composición de muestras maíz (Valores expresados con el 15% de Humedad. (Adaptado de Lesson & Summer, 1976) Bushel Met Energy Proteína Grasa Fibra Almidon Azucar Weight (lb) (Kcal/Kg) Bruta (%) Cruda (%) Bruta (%) (%) (%) 57 3300 7.6 3.4 2.7 55.3 5.1 55 3232 8.9 3.3 3.2 58.1 4.3 54 3410 8.9 4.0 3.1 57.6 4.3 49 3395 8.5 4.3 3.1 56.9 4.8 49 3247 9.1 3.7 2.2 57.9 6.8 48 3388 8.8 3.5 2.9 58.2 4.3 44 3054 9.1 3.2 3.8 56.3 6.2 42 3084 10.9 4.3 3.2 55.3 7.7 41 3051 10 4.3 2.5 56.6 6.6 A continuación se describen a manera de pasos a seguir las ecuaciones desarrolladas por (Barbarino Jr, 2001) y (Jansen, 1989) y como aplicarlas de forma práctica: Primero.- Efectuar una caracterización de las fracciones de granos de maíz considerando: A: % Granos Partidos (Partículas mayor 5mm) B: % Granos Fragmentados (Partículas menores a 5mm diámetro) C: % Granos Atacados por Hongos. D: % Granos Atacados por Insectos. E: % Granos Atacados por diversas causas. En función del análisis físico de calidad del grano se debe caracterizar el maíz como si fuese de baja o alta energía para lo cual se aplican las ecuaciones que se detallan en la parte inferior de este texto, de acuerdo al autor de las ecuaciones (Barbarino Jr, 2001) los resultados de las dos ecuaciones se comparan y el valor más alto determina a que tipo de maíz corresponde (Baja o Alta Energía). Ecuaciones para determinar el tipo de Maíz (Alta o Baja Energía) Baja FD MBEn = Alta FD MAEn = -81.40934 + 7.27092 A + 2.34127 B + 7.86361 C + 18.55977 D + 5.78943 E -56.95729 + 6.75573 A + 2.45536 B + 5.71440 C + 14.96686 D + 5.48161 E Segundo.- Una vez determinado el grupo (baja o alta energía) al que corresponde al maíz, aplicamos las ecuaciones propuestas a continuación con el fin de determinar la energía
metabolizable para el maíz. Esta estimación considera el análisis químico proximal donde son importantes los valores de EE Extracto Etéreo (EE), Proteína Bruta (PB), Azúcares y Carbohidratos (AC) expresados en porcentaje, para este fin también se pueden utilizar tablas de composición nutricional de materias primas (FeedStuffs). Ecuaciones para determinación de energía metabolizable (EM) a partir de análisis proximal. General EM = -87477 + 951,164 PB + 1022,1 EE + 1053,08 AC R 2 = 0.999 Maíz Baja Energía MBEn = -86659 + 942,920 PB + 993.469 EE + 1043,57 AC R 2 = 0.999 Maíz Alta Energía MAEn = -87979 + 965,523 PB + 1007,59 EE + 1058,86 AC R 2 = 0.999 Además de la ecuaciones sugeridas en la parte superior de este párrafo también existen las ecuaciones propuestas por (Jansen, 1989). Estas ecuaciones consideran el análisis proximal para estimar la energía metabolizable del maíz. Pueden ser una alternativa en caso de no tener la información completa para aplicar las ecuaciones propuestas por (Barbarino Jr, 2001). EM = 36.21 PB + 85.44 EE + 37.26 ELN Tercero.- Con los porcentajes de granos dañados se puede estimar la cantidad de energía perdida (EMp) de los granos de maíz, a continuación se detallan las ecuaciones para corrección de energía a partir de la calidad física del grano. Ecuaciones para determinación de energía metabolizable perdida (EMp) a partir de la calidad física de los granos. General EMp = R2 = 0.99-0.06407 + 1,6151 A + 6.9843 B + 10.0649 C + 12.2854 D + 5.8688 E Maíz Baja Energía MBEn = 4.88214 + 1,5340 A + 7.0538 B + 9.7984 C + 11.6640D + 4.6073 E R2 = 0.99 Maíz Alta Energía MAEn = 0.80983 + 1.5053 A + 6.6238 B + 10.0409 C + 12.5565 D + 6.2759 E R2 = 0.99 Cuarto.- Con el valor estimado de Energía Metabolizable perdida expresada en Kcal/Kg se puede realizar una corrección del valor de EM del grano y con esto ajustar las fórmulas a ofertar a las aves. Es importante recordar que las aves en etapas de engorde y finalización ajustan el consumo de alimento en función de la energía contenida en la dieta, de esta forma si la valoración energética de materias primas como el maíz estaría lejana a la energía real ocasionará una distorsión de la energía contenida en la dieta de las aves, es muy probable que si la variación es importante las aves compensen dicha variación ya sea aumentando o disminuyendo el consumo de alimento, lo que ocasionara un consumo inadecuado de otros nutrientes y en consecuencia reducción en el desempeño de las aves o mayor costo en el Kg de pollo producido.
Al contrario si a través de las ecuaciones antes propuestas se pudiera corregir la valoración energética asignada al maíz se podría reformular las dietas, garantizando de manera precisa, un consumo de nutrientes balanceados en función de los requerimientos de las aves, lo que en consecuencia permitirá una mayor desempeño zootécnico de los animales y un mayor retorno económico por Kg de pollo producido. Sin dejar de lado la importancia de una adecuada valoración nutricional del maíz es importante recordar aspectos como la molienda de las materias primas, donde se considera que la molienda, es la acción física sobre los granos que ocasiona una destrucción parcial de la cutícula que recubre a los cereales; dejando expuesto el interior de los mismos. El mayor número de partículas permite que exista mayor superficie de contacto con las enzimas del tracto gastro intestinal lo que favorece la digestibilidad de los nutrientes contenidos en ellos y como consecuencia mayor aprovechamiento del almidón y grasa que son fuentes importantes de energía. El efecto de reducir las partículas no solo favorece al aparato digestivo del ave sino que también permite que las características físicas de los ingredientes cambien siendo más adaptables a procesos de fabricación de los alimentos balanceados como son: el mezclado, el acondicionamiento, expandido, peletizado, transporte y oferta a las aves, lo cual de una manera directa vuelve a tener una impacto sobre las aves. Las aves miran y tocan las partículas de la dieta, tanto los pollos de engorde como las ponedoras utilizan su propia percepción sensorial de la dieta ignorando todos los esfuerzos que el nutricionista haya realizado para elaborar la dieta ofrecida a ellas, (Picard et al., 2002) por esto la percepción sensorial de las aves es crucial vinculo entre la tecnología en la elaboración de alimento y la respuesta en el comportamiento de las aves. Y podría definirse como la vía de conexión entre la planta de alimentos y las granjas. Los sentidos que el ave utiliza para consumir la dieta son la visión, el tacto (por medio de los mecano receptores del pico), el olfato y en menor grado el gusto, ya que no dispone de una alto número de papilas gustativas como las que si tiene el cerdo. Los pollitos en las primeras horas en granja tienen a buscar partículas coloreadas que brillan y tenderán a buscar partículas relativamente gruesas en lugar que partículas compatibles con polvo, de igual manera se verán atraídos por partículas novedosas sin importar el aporte nutricional de las mismas y posiblemente luego de algunas horas generarán una predisposición al consumo de partículas con un determinado aporte nutricional acorde a sus requerimientos. La Media Geométrica del Diámetro tiene un impacto directo sobre la fisiología del tracto gastro intestinal, (Nir et al., 1994) asevera que la digestibilidad de las materias primas decrece cuando se oferta partículas finamente molidas a las aves y está en estrecha relación con la atrofia que sufre la molleja y la discreta hipertrofia de las paredes del intestino generada por fermentación bacteriana. No así cuando se ofrece una dieta ligeramente gruesa donde esto estimula al peristaltismo intestinal con mejor utilización de los nutrientes de la dieta. (Cumming, 1994) asegura que dietas finamente molidas ocasionan que la molleja se transforme de un órgano de molienda en uno de transito de partículas en el intestino, lo que conlleva a que no exista el suficiente tiempo de exposición de la dieta con la enzimas del intestino en un ph bajo como el del proventrículo y molleja. Es ampliamente aceptado que el tamaño de partículas en las dietas de pollos de engorde es importante, sin embargo no existen muchos trabajos donde se haya intentado determinar el tamaño ideal de partícula para las aves en función de su edad, los primeros trabajos fuero realizados por (Davis et al, 1951) quien determino reducción de crecimiento y pobre utilización de la dieta al reemplazar parte del maíz molido por maíz finamente molido, los hallazgos los relaciono con la selección de partículas gruesas y el posible desbalance que se generó al no consumirse la dieta completa. En trabajos más recientes (Penz A. M, 2002) ha encontrado
mejoras productivas con dietas con partículas gruesas que tienen relación con la mejora en captura así como un adecuado desempeño del tracto digestivo. El tracto digestivo de las aves como se anotó anteriormente requiere de partículas gruesas para funcionar adecuadamente, estas partículas de presentación gruesa predispondrán a la buena integridad de las vellosidades intestinales y que es se generen las contracciones de perístasis y anti perístasis conocidas como reflujos. El adecuado funcionamiento del intestino asegura un mayor grado de digestión de los principios nutritivos contenidos en la dieta. Conclusiones y Recomendaciones Las ecuaciones de predicción de energía para maíz son una herramienta útil para ajustar las matrices de formulación sin la necesidad imperiosa de análisis de digestibilidad con animales o a nivel de laboratorio. El porcentaje de humedad en un buen indicativo de la cantidad de materia seca contenida en el grano y sirve como punto de partida para considerar ajustes en su valoración energética. Las características del maíz una vez transportado y almacenado en plantas de alimento deben ser analizadas para considerar ecuaciones de corrección de energía. En la elaboración de dietas para pollos o gallinas ponedoras debemos tener presente que debemos ofrecer una dieta que se ajuste a los requerimientos nutricionales y requerimientos fisiológicos en función de la edad de las aves. En las aves en general, a demás de considerar una matriz adecuadamente ajustada a la realidad, se debe prestar atención a la granulometría de la dieta. En dietas de pollos con partículas ligeramente gruesas, puede existir problemas de segregación y selección en el consumo cuando ofertamos esta misma dieta gruesa a pollitos bb en dietas iniciales, este fenómeno se ve exacerbado cuando ofrecemos dietas en forma de harina a las aves y podría generar des uniformidad en la parvada. No debemos olvidar que localmente nuestra fuente de cereales es básicamente el maíz amarillo y como ya sabemos existe una predisposición al consumo de partículas brillantes y coloreadas por parte de las aves que pueden agravar el problema de selección de partículas. Con todos los argumentos antes presentados es muy interesante prestar más atención a la adecuada utilización de cereales como el maíz al fabricar los alimentos balanceados, ya sea en su valoración para formular las dietas así como en su presentación para ofrecer a las aves. Bibliografía Barbarino, JR (2001). Avaliacao da Qualidade Nutritional do Milho pela Utilizacao de Técnicas de Análise Uni e Mutivariadas. Viçosa MG : UFV, 2001. Tese (Doutorado em Zootecnia) Universidad Federal de Viçosa. Bedford, M. R. y G.G. Partridge. Enzymes in Farm Animal Nutrition. Capitulo 3 Pag 10 a 18. Kleyn, R. (2003). The effect of Particle Size on Poultry Performance. Magro, N. y A.M. Penz. (1998) Efeito da granulometría de racao no desempenho e nas características teciduais de fragos de corte alimentados dos 21 aos 42 dias de idade. McCracken, K.J., (2002) Effect of physical processing on the nutritive valur of poultry diets. Poultry Feedstuffs.
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