Tesis doctoral de Rafael Rodríguez Hernández
El pennisetum purpureum (vc. Cuba ct-115) es la gramínea cultivada que más se extiende en la ganadería cubana, por la posibilidad de pastorearla directamente y porque permite acumular grandes cantidades de biomasa y mantener la disponibilidad de pastos durante todo el año en los sistemas ganaderos tropicales. Sin embargo, este pasto tiene una moderada calidad como alimento para rumiantes y requiere ser suplementado. Una alternativa de suplementación es el empleo de leguminosas arbustivas tropicales, con mayor proporción de proteína y digestibilidad de su fracción fibrosa pero que contienen compuestos secundarios con potenciales efectos antinutricionales. por esta razón, la presente memoria de tesis se trazó como objetivo general la caracterización del valor nutritivo y del contenido de compuestos antinutricionales de cuatro leguminosas arbóreas tropicales (leucaena leucocephala, empleada como referente, acacia cornigera, albizia lebbekoides, y enterolobium cyclocarpum) y sus efectos en indicadores de la fermentación ruminal cuando se emplean como suplementos del p. Purpureum (vc. Cuba ct-115). para ello, en una primera etapa experimental, se planificaron cuatro experimentos en condiciones in vitro para conocer el potencial nutritivo de las leguminosas arbustivas tropicales l. Leucocephala, a. Lebbekoides, a. Cornigera y e. Cyclocarpum, a partir de su composición química, cinética de fermentación, valor como fuente de n y contenido y efecto de sus compuestos secundarios. Estos trabajos implicaron valoraciones de la composición química de las leguminosas, estudios de su cinética de producción de gas, caracterización de su fracción nitrogenada y estudio del efecto de los taninos en la fermentación a partir de la incubación con y sin polietilenglicol, como agente inactivador de estos metabolitos. los análisis de composición química y la estimación del perfil de producción de gas in vitro sugirieron que el rango de valor nutricional de las cuatro leguminosas en estudio fue acacia> leucaena> enterolobium> albizia, guardando una relación negativa con los respectivos contenidos de fibra detergente neutra, fenoles totales y taninos totales, excepto en el caso de enterolobium. albizia fue la leguminosa de menor potencial de producción acumulada de gas y rindió una menor producción total de ácidos grasos volátiles y mayor relación acético/propiónico. Así, su ritmo fraccional de fermentación y la degradabilidad aparente de la materia seca fueron sólo el 50 y el 60 % del estimado para leucaena, respectivamente. Estos resultados y sus elevados contenidos de fibra, lignina y taninos permitieron aseverar el bajo valor nutritivo de esta leguminosa. no obstante, la inactivación de los taninos de albizia mediante la inclusión de polietilenglicol 6000 en el medio de incubación incrementó la producción acumulada de gas (ebgas= 2,51 a las 48 h de incubación) hasta volúmenes iguales a los de leucaena incubada con peg. Esto sugirió que el bajo potencial de fermentación de la leguminosa estuvo más relacionado con su contenido de taninos y su reactividad que con el nivel de lignificación de su pared celular. por su parte, acacia mostró la mayor producción de ácidos grasos volátiles y potencial de producción de gas in vitro, y el ritmo fraccional de producción de gas fue el doble que el de leucaena. Se evidenció que aunque acacia mostró valores de taninos totales inferiores a los niveles que se asumen como críticos para la manifestación de un efecto (30-40 g kg-1 ms), mostró una actividad negativa sobre la fermentación ruminal equivalente a un 23 %, lo cual estuvo probablemente relacionado con la reactividad de estos compuestos. enterolobium mostró un elevado ritmo fraccional de fermentación y hasta las 12 h de incubación produjo más gas que leucaena. Sin embargo, a partir de ese momento ocurrió una drástica disminución de la producción de gas, que no se puede explicar a partir de su composición química dado que su contenido de fibra, lignina y taninos condensados totales fue inferior respecto a leucaena. Parece ser que a medio plazo su fermentación se vio limitada por la acción de las saponinas. leucaena y acacia mostraron un aporte de nitrógeno proporcional a la fermentación ruminal y a la digestión intestinal. Por su parte, albizia tuvo el menor contenido de nitrógeno, del cual un 37 % estuvo ligado a la fibra y la degradabilidad y digestibilidad de su fracción nitrogenada fue baja, ambas aproximadamente un 17 % del total. Se constató que los taninos de albizia limitaron la degradabilidad del nitrógeno y la síntesis de proteína microbiana en el rumen, al igual que hicieron respecto a la producción de ácidos grasos volátiles y gas, ya que al incluir el polietilenglicol en el medio de incubación se incrementó la concentración de nh3 en un 27 % y la síntesis de proteína microbiana en un 63 %. Por el contrario, al inactivar los taninos de acacia se corrigieron sus efectos sobre estos indicadores, indicando que los taninos de acacia propiciaron una mayor síntesis microbiana sin afectar la producción total de ácidos grasos volátiles. enterolobium presentó un alto contenido de n, de una elevada disponibilidad debido a su bajo contenido de taninos condensados y fue la razón de su baja contribución en nitrógeno digestible a los tramos posteriores del tracto digestivo. en una segunda etapa experimental, se diseñaron otros cuatro experimentos in vitro para evaluar el valor potencial de las leguminosas arbustivas tropicales como suplemento del p. Purpureum (vc. Cuba ct-115) y el posible efecto de su contenido en compuestos secundarios, taninos y saponinas, en la fermentación. la suplementación del cuba ct-115 con leucaena mostró una relación lineal positiva en la producción de gas durante las primeras 5 h de la fermentación y en la digestibilidad de la materia orgánica estimada a las 24 h, en respuesta al incremento del nivel de inclusión de la leguminosa, probablemente por la contribución en materia orgánica fermentable de la leguminosa. Sin embargo, no se observaron efectos lineales en la producción de gas a las 24 y 96 h, ni se modificaron los parámetros de la cinética de fermentación del tratamiento respecto a la gramínea sin suplementar. Además, tampoco se evidenció un efecto sobre el contenido de bases púricas microbianas asociadas a la fase líquida y sólida, lo que indicó que la suplementación del cuba ct- 115 con esta leguminosa mejoró las condiciones iniciales de fermentación y propició una mayor degradabilidad de la materia orgánica incubada, pero sin afectar la partición de los nutrientes fermentados. Cuando se inactivaron los taninos de leucaena, la producción de gas del tratamiento suplementado con la leguminosa fue mayor que la gramínea sin suplementar, aunque se observó que el extracto de taninos de leucaena no afectó la producción total ni las proporciones molares de los ácidos grasos volátiles. por su parte, la suplementación del cuba ct-115 con niveles crecientes de albizia disminuyó linealmente la producción de gas desde las 24 h de incubación y afectó el potencial de producción de gas respecto a la gramínea sin suplementar. Estos efectos negativos estuvieron en correspondencia con los resultados obtenidos con la leguminosa como único sustrato y directamente relacionados con la acción de sus taninos, pues al inactivar estos compuestos con polietilenglicol se incrementó la producción de gas del cuba ct-115 suplementado con la leguminosa respecto a la gramínea sola o suplementada con leucaena. Además, al evaluar el efecto del extracto de taninos de esta leguminosa se observó que disminuyó la producción de gas, ácidos grasos volátiles y degradabilidad aparente de la materia seca respecto al cuba ct-115 incubado solo, en una magnitud mayor que los taninos de leucaena y similar a los taninos de quebracho. al suplementar el cuba ct-115 con acacia se observó una respuesta lineal positiva al nivel de inclusión de la leguminosa en la producción de gas a las 5 y 24 h de incubación. Sin embargo, el nivel de inclusión de la leguminosa no influyó en los parámetros cinéticos de la fermentación respecto al pasto base sin suplementar. Al inactivar los taninos de acacia se incrementó la producción de gas respecto a la gramínea sin suplementar. Los efectos relativamente similares de los taninos de acacia y leucaena en la producción de gas por la fermentación del cuba ct-115 indicaron que, a pesar de tener un menor contenido de fenoles y taninos totales que leucaena, el mayor índice de reactividad de acacia hizo equivalentes sus efectos, al menos en términos de producción de gas. la suplementación del cuba ct-115 con enterolobium mejoró la producción de gas durante las primeras horas de fermentación, producto de la elevada contribución en materia orgánica fácilmente fermentable de la leguminosa. Sin embargo, a medio plazo produjo menos gas que la gramínea sin suplementar, por lo que la respuesta lineal se tornó negativa a las 24 h de incubación. Las saponinas de enterolobium pudieron influir en las comunidades bacterianas y reducir la eficiencia del proceso fermentativo. En este sentido, se comprobó que las saponinas de enterolobium no afectaron la adhesión microbiana al sustrato, aunque redujeron la producción de gas y la degradabilidad. el aumento lineal del factor de partición que se apreció con el incremento del nivel de enterolobium sugirió que los nutrientes fermentados a medio plazo se destinaron más hacia la síntesis de proteína microbiana y menos hacia la producción de ácidos grasos volátiles y gas. Este efecto se confirmó cuando, al suplementar el cuba ct-115 con enterolobium con y sin saponinas, disminuyó la producción total de ácidos grasos volátiles y gas, y aumentó el factor de partición y la producción de biomasa microbiana. esto pudo estar relacionado con la elevada fermentabilidad de los componentes celulares y la disponibilidad del nitrógeno de esta leguminosa en el rumen, pero también con la acción de las saponinas, pues el mayor valor de factor de partición se obtuvo al suplementar el cuba ct-115 con la leguminosa intacta. la suplementación del cuba ct-115 con las leguminosas evaluadas disminuyó en diferente medida la producción de metano. Leucaena mostró efectos antimetanogénicos cuando se empleó como suplemento del cuba ct-115 pero éste no se pudo confirmar al incubar la gramínea con el extracto de taninos de la leguminosa. Por su parte, albizia mostró evidencias claras de que ese efecto estuvo asociado cuantitativamente a su contenido de taninos pues se apreció tanto al suplementar con la leguminosa como al incubar la gramínea con extracto de sus taninos y el efecto desapareció cuando se añadió polietilenglicol al medio de incubación. La producción de metano al suplementar con acacia respecto a la gramínea sin suplementar se redujo tanto en presencia como en ausencia de polietilenglicol y al evaluar el efecto de sus taninos extraídos se apreció una disminución de la metanogénesis respecto a la gramínea incubada sola. por su parte, la suplementación del cuba ct-115 con enterolobium redujo la producción de metano respecto a la gramínea sin suplementar o suplementada con las leguminosas taníferas. Cuando se evaluó por separado el efecto de su contribución en materia orgánica fermentable y de su contenido de saponinas, se apreció que la respuesta fue consistente cuando se suplementó con la planta intacta, por lo que probablemente hubo un efecto aditivo de la acción antimetanogénica de las saponinas y de la contribución en materia orgánica fermentable de la leguminosa, que incrementó la proporción de propiónico y redujo la de metano.
Datos académicos de la tesis doctoral «Estudio in vitro del valor nutritivo y de los efectos antinutricionales de cuatro leguminosas arbóreas tropicales con potencialidades como suplementos del pennisetum purpureum (vc. cuba ct-115)«
- Título de la tesis: Estudio in vitro del valor nutritivo y de los efectos antinutricionales de cuatro leguminosas arbóreas tropicales con potencialidades como suplementos del pennisetum purpureum (vc. cuba ct-115)
- Autor: Rafael Rodríguez Hernández
- Universidad: Zaragoza
- Fecha de lectura de la tesis: 15/10/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Manuel Fondevila Camps
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Carlos Castrillo gonzalez
- david Rafael Yañez ruiz (vocal)
- pilar De frutos fernández (vocal)
- María dolores Carro travieso (vocal)