Variación en la digestibilidad de la dieta del ganado vacuno de carne en relación con el nivel de proteína bruta de la dieta, la solubilidad y el contenido de nitrógeno no proteico

Introducción

Las dietas que se administran actualmente al ganado vacuno, con el objeto de producir carne de altacalidad, se caracterizan por altas concentraciones de carbohidratos no fibrosos (CNF) y, como consecuenciadirecta a nivel de rumen, se produce la proliferación activa de bacterias amilolíticas capaces de degradardichos sustratos. Estas bacterias son capaces de desaminar los aminoácidos de las proteínas de la alimentación para obtener amoníaco y luego sintetizar nuevos aminoácidos necesarios para su desarrollo y multiplicación. Otras bacterias, como las bacterias celulolíticas, no tienen esta capacidad y necesitan amoníaco ruminal libre para la síntesis microbiana (Russell et al., 1992). Esta diferencia en la capacidad defermentar carbohidratos no fibrosos y carbohidratos estructurales, entre poblaciones bacterianas, evita la competencia entre ellas con respecto a los aminoácidos vegetales como fuente de amoníaco (Griswold et al., 2003).

Teniendo en cuenta que las principales fuentes de energía, en la dieta del ganado, son la harina de maíz, el grano húmedo y el ensilado de maíz con tasas medias y altas de degradación ruminal del almidón, la adiciónde fuentes de nitrógeno no proteico (NNP), ayuda a las bacterias ruminales a producir aminoácidosutilizando las cadenas de carbono procedentes de la rápida fermentación del almidón, pero también del crecimiento y la actividad de las bacterias celulolíticas.

Esta disponibilidad de nitrógeno no proteico es indispensable para las poblaciones bacterianasresponsables de la degradación de los carbohidratos estructurales (celulolíticas), ya que tienen una malacapacidad para desaminar los aminoácidos disponibles (Boucher et al., 2007). El amoníaco juega un papel clave en el metabolismo ruminal como lo confirman muchos estudios in vitro. Reynal y Broderick (2005) mostraron un incremento gradual en el crecimiento microbiano con valores de amoníaco, a nivel de rumen,hasta 12,3 mg/100 ml. Esto también fue confirmado por Boucher et al. (2007), quienes encontraron una síntesis microbiana óptima con valores entre 11 y 13 mg/100 ml de amoniaco. Los animales alimentados con un mayor nivel de proteína degradable en rumen, junto con harina de maíz y copos de maíz como principales fuentes de energía, incrementan la síntesis proteica, junto con el efecto tampón de la urea yotras fuentes de NNP, y mejoran el rendimiento (Di Costanzo et al., 2007).

La adición de nitrógeno no proteico en las dietas de rumiantes, con niveles altos o bajos de proteínadegradable de rumen (PDR), conduce a un aumento de la digestibilidad in vitro de la materia seca, materiaorgánica, FND, FAD y CNF. Esta mejora proviene de la optimización del crecimiento de la poblaciónmicrobiana ruminal y su mejor utilización del nitrógeno dietético para la síntesis de proteínas (Griswold et al., 2003). La urea (NNP) en forma protegida (recubierta con grasa), ralentiza su alta solubilidad en elrumen y reduce los efectos negativos debido a un nivel alto de amoniaco disponible durante mas tiempo(Huntington et al.,2006), optimizando la actividad de las bacterias de carbohidratos no estructurales(amilolíticas) y estructurales (celulolíticas) y luego la digestibilidad.

Análisis estadístico
Los datos se analizaron con el procedimiento GLM (General Lineal Modelo) de SAS. El nivel de significancia para indicar lasdiferencias indicadas en el modelo ANOVA fue P<0.05.

Resultados 

Los valores medios de las características de las 4 dietas se indican en la tabla 2. Los datos mostraron un excelenteacuerdo con la proyección de software de las 4 dietas experimentales. En línea con el objetivo del estudio, la proteína bruta resultó significativamente más alta en dietas suplementadas con nitrógeno no proteico y harina de soja (2,3 y 4) que la dieta control (1), mientras que el nitrógeno no proteico fue significativamente mayor en las dietas suplementadas con las dos formulaciones de nitrógeno no proteico (3 y 4) más que la dieta control (1) y la dieta suplementada conharina de soja (2).

Los resultados mostraron que, en comparación con el control, el aumento del contenido de proteína bruta de la dieta de 14,5 a 16,0% sobre la base de la materia seca, utilizando una fuente de proteína caracterizada por una fracción de proteína soluble baja como la harina de soja, aumenta significativamente la cantidad de proteína verdadera excretado en las heces. Contrariamente, la utilización de nitrógeno no proteico para aumentar el contenido de proteína bruta de la dieta de 14,5 a 16,0% sobre la base de la materia seca, no cambia el contenido de heces de la proteína verdadera. Este hallazgo parece mostrar que, con dietas de alto nivel energético, el aumento del contenido de proteína bruta de la dietamediante la adicción de proteína soluble evita el aumento de la excreción de proteína verdadera al medio ambiente,gracias a su utilización más eficiente a nivel ruminal.

Estas consideraciones se confirman por la digestibilidad significativamente mayor de la proteína verdadera y delnitrógeno no proteico, observando mejoras en el contenido de proteína bruta de la dieta con nitrógeno no proteico (Tabla 4). El aumento de la proteína soluble, a través del nitrógeno no proteico, dio lugar a una reducción del contenido de FND de heces (Tabla 3), debido a una mejor digestibilidad de la celulosa, como se indica en la tabla 4.

Los estudios mostraron cómo las bacterias ruminales que degradan los carbohidratos estructurales tienen pocacapacidad para desaminar la proteína de alimentación, y cómo necesitan libre disponibilidad de nitrógeno a nivel de rumen para optimizar su crecimiento y actividad. Autores (Reynal y Broderick, 2005; Boucher et al., 2007), destacan que esta cantidad debe ser de al menos 12 mg/100 ml de contenido ruminal. Los microorganismos ruminales están equipados con ureasa, una enzima que hidroliza la urea a CO2 y dos moléculas de amoníaco. Ese amoníaco se fija a losesqueletos de las cadenas de carbono, un producto de la fermentación de los carbohidratos, para sintetizar aminoácidos.

Varios estudios (Zhao et al., 2015) han demostrado que el aumento del nitrógeno no proteico afecta a la microbiota del rumen, promoviendo el desarrollo de colonias bacterianas como Ruminococcus flavefaciens, Ruminococcus albus y Fibrobacter succinogenes, y desfavoreciendo a otros, como las bacterias metanogénicas. De hecho, la presencia de nitrógeno fácilmente disponible a nivel del rumen, permite el uso del ion hidrógeno, derivado de fermentacionesbacterianas, para la reducción de nitratos a amoníaco. Esta vía es más ventajosa energéticamente que el uso del ionhidrógeno para la producción de metano. En consecuencia, existe una modulación del número y la actividad de las bacterias metanogénicas (Leng et al., 2008, Nolan et al., 2010). El papel positivo del nitrógeno no proteico se hace aún más evidente en las dietas caracterizadas por un alto nivel de energía, donde el pH del rumen permanece durante períodos más largos a valores inferiores a 5,8. Penalizando el desarrollo y la actividad de las poblaciones microbianascelulolíticas. Además, el nitrógeno no proteico ayuda a amortiguar el pH del rumen.

Un suministro óptimo de proteína soluble, utilizando fuentes de nitrógeno no proteico, también puede promover lacoincidencia entre las cadenas de carbono de carbohidratos no estructurales y nitrógeno, mejorando la digestibilidad del almidón, como parece mostrar en la tabla 4.

El diferente contenido de grasa y ceniza observado en las heces (Tabla 3) es, en cambio, una consecuencia simple de suconcentración, ya que no se han observado diferencias significativas en la digestibilidad (Tabla 4).