LA FIBRA EN LOS RUMIANTES: ¿QUÍMICA O FÍSICA?

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LA FIBRA EN LOS RUMIANTES 

 

Àlex Bach 1 y Sergio Calsamiglia 2 Grupo de Investigación en Nutrición, Manejo, y Bienestar Animal 1 2 IRTA-Unidad de Rumiantes. Universidad Autónoma de Barcelona

1.- INTRODUCCIÓN

La fibra engloba un conjunto de compuestos que son indigestibles por los enzimas del tubo digestivo secretados por los mamíferos. Sin embargo, algunos de los componentes de la fibra son digestibles por enzimas producidos por bacterias del tubo digestivo. En concreto, la fibra está integrada por glucanos, ramnoglalacturanos, arabinanos, arabinogalactanos, glucomananos, galactoglucomananos, xylanos, glucuronomanos, ácidos fenólicos y lignina. La lignina es el único compuesto de la fibra que es totalmente indigestible en el tracto digestivo de los rumiantes, puesto que su digestión necesita la presencia de oxígeno.

Con la excepción del vacuno de engorde intensivo, las raciones de rumiantes suelen tener un contenido elevado de fibra, especialmente las del vacuno lechero. Por ello, este artículo se centrará básicamente en el vacuno lechero. Los sistemas de alimentación de los rumiantes han ido disminuyendo progresivamente la proporción de fibra en las raciones con el fin de maximizar los aportes energéticos al animal; sin embargo, los modelos actuales de alimentación recomiendan un mínimo de fibra para asegurar un correcto funcionamiento ruminal. Las recomendaciones de inclusión de fibra en la ración del vacuno lechero marcadas por el NRC (2001) introdujeron una diferenciación química (porcentaje de fibra en la ración) y otra física (porcentaje de fibra procedente del forraje en la ración) en un intento de englobar las acciones de la fibra en el rumiante. Por un lado, la fibra fermenta lentamente, por lo que aporta relativamente poca energía al animal y genera poca cantidad de ácido en el rumen, por otro aporta una textura física al contenido ruminal que estimula la rumia, la masticación y la secreción salivar, y regula el ritmo de paso.

Este artículo revisará las dos funciones principales, químicas y físicas, de la fibra y su relación con la salud ruminal y el contenido de grasa en leche (como posible indicador de la salud ruminal).

2.- ESTRUCTURA Y REPERCUSIONES DE LA QUÍMICA DE LA FIBRA

La fibra incluye compuestos que forman parte de la pared celular de los vegetales. Los principales compuestos de la fibra son:

2.1.- Celulosa

Está formada por moléculas de glucosa unidas por mediante enlaces tipo ß. En los rumiantes, la celulosa suele digerirse mejor que la hemicelulosa.

2.2.- Hemicelulosa

Engloba a un grupo de polisacáridos solubles en soluciones básicas y capaces de unirse a la celulosa a través de puentes de hidrógeno. En las gramíneas, la mayoría de la hemicelulosa son xylanos (con ramificaciones de arabinosa y ácidos glucurónicos). En los monogástricos, la hemicelulosa suele ser más digestible que la celulosa (pues la celulosa apenas se digiere en los monogástricos), pero en los rumiantes la celulosa suele ser más digestible que la hemicelulosa.

2.3.- Pectinas

Son ácidos urónicos (ácido galacturónico, ramnosa…). Se encuentran en cantidades elevadas en las leguminosas. La unión entre los polisacáridos que integran la pectina son del tipo α (como los del almidón) y por tanto las pectinas son casi totalmente degradadas en el rumen. Las pectinas se digieren más rápidamente que la celulosa o la hemicelulosa (Marounek et al., 1985), pero a diferencia de lo que ocurre con la rápida fermentación del almidón, la fermentación de las pectinas no disminuye el pH ruminal, básicamente porque las bacterias que degradan las pectinas son sensibles a pH ácidos (Marounek et al., 1985). Por tanto, la suplementación de pectinas en las raciones de rumiantes se considera una práctica segura para aportar energía.

2.4.- ß-glucanos

Son polisacáridos de glucosa unidos mediante enlaces ß, como la celulosa, pero que son fermentados rápidamente en el rumen. Se encuentran principalmente en las gramíneas y en la fibra de los granos de cereal.

2.5.- Lignina

Es un polímero de alcoholes de hidroxicinamil que es totalmente indigestible en el tubo digestivo de los rumiantes. La lignina ejerce un efecto negativo directo sobre la digestión total y un efecto indirecto consecuencia de impedimentos físicos que limitan el acceso de las bacterias a las zonas degradables de la fibra. Este efecto indirecto es más evidente en las gramíneas que en las leguminosas, pues las gramíneas tienen un mayor contenido de ácidos fenólicos. La concentración de lignina depende de la especie de forraje, siendo mayor en las leguminosas que en las gramíneas, y del estado vegetativo (a mayor madurez más lignina).

2.6.- Ácidos fenólicos

Los ácidos fenólicos (ferúlico y cumárico) inicialmente habían sido considerados tóxicos para las bacterias ruminales (Akin, 1982), pero más tarde (Deetz et al., 1993) se demostró que las bacterias pueden degradar estos ácidos. Sin embargo, la concentración de los ácidos fenólicos está negativamente correlacionada con la degradación de la fibra en el rumen, siendo el ácido cumárico más potente que el ferúlico en la depresión de la degradación. De todas formas, la mayoría del ácido cumárico está unido a la lignina y no al arabinoxylano. Los ácidos ferúlicos disminuyen, mayoritariamente, el ritmo de digestión de la fibra mientas que el ácido cumárico disminuye, mayoritariamente, la digestión total debido a una limitación física del acceso microbiano a la fibra. Las gramíneas son más ricas que las leguminosas en ácidos fenólicos (sobretodo en los que se unen a la lignina mediante enlaces éster), y por ello su ritmo de degradación ruminal es inferior al de las leguminosas.

En los rumiantes, la fibra se determina mediante el uso de 3 soluciones; la neutro detergente, la ácido detergente, y una solución ácida para la determinación de la lignina. En otras especies, y en los rumiantes por motivos legales de etiquetado, la fibra también se determina usando el método de Weende, pero sus valores no son lo suficientemente descriptivos para su uso nutricional en los rumiantes. La fibra neutro detergente (FND) representa el residuo que se obtiene tras un lavado del ingrediente usando una solución neutro detergente. La FND incluye celulosa, hemicelulosa, y lignina (además de residuos de nitrógeno y minerales). El análisis de FND es, probablemente, el más variable y conflictivo, ya que no todos los laboratorios utilizan las mismas técnicas. El método original (Van Soest y Wine, 1967; Goering y Van Soest, 1970) utiliza el sulfito de sodio para eliminar los residuos proteicos adheridos a la fibra. Este método, sin embargo, no elimina completamente los residuos de almidón de los cereales y del silo de maíz. Van Soest et al. (1991) modificaron el método con la inclusión de una amilasa estable a la temperatura, que junto con el sulfito sódico reduce la cantidad de residuos en la FND.

La fibra ácido detergente (FAD) representa el residuo que se obtiene tras un lavado del ingrediente usando una solución ácido detergente. La FAD incluye la celulosa y la lignina (además de residuos de nitrógeno y minerales). El análisis de la FAD es más preciso que el de la FND. Es importante que la determinación de la FAD se realice sobre el residuo de la FND, es decir, de forma secuencial (Van Soest et al., 1991). De lo contrario los valores de la FAD pueden estar sobreestimados debido a la presencia de residuos de pectinas y otros compuestos que son solubilizados en la FND pero no en la FAD.

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