Determinación de los coeficientes de digestibilidad ileal aparente y estandarizada de la proteína y aminoácidos de la torta de canola en lechones recién destetados¶≠
Determination of standardized and apparent ileal digestibility coefficients of protein and amino acids from canola meal in weaned piglets.
Estimação dos coeficientes de digestibilidade ileal aparente das proteínas e aminoácidos do torta de canola em leitões recém-desmamados
Gerardo Mariscal1, MV, PhD; Tércia C Reis2, MV, PhD; Jaime E Parra3*, Zoot, MS.
]]> 1Centro Nacional de Investigación en Fisiología Animal, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (CENID Fisiología-INIFAP), Km 1 Carretera a Colón, Ajuchitlán Colón, Querétaro, México.2 Facultad de Ciencias Naturales, Universidad Autónoma de Querétaro. Querétaro, México.
3Grupo BIOGEM, Departamento de Producción Animal, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín. AA 1779, Medellín, Colombia.
(Recibido: 14 enero, 2008; aceptado: 28 mayo, 2008)
Resumen
Para obtener los coeficientes de digestibilidad ileal aparente (CDIA) y estandarizada (CDIE) de la proteína y aminoácidos de pasta de canola (PC), se realizó un experimento en el que se utilizaron 24 lechones destetados a los 17 días de edad con un peso de 5.5 kg, a los cuales se les fijó una cánula simple en "T" al final del íleon distal. Los lechones recibieron uno de los tratamientos: Dieta de Referencia (DR) elaborada con caseína como única fuente de proteína y almidón de maíz, dietas CTC (caseína 10% de torta de canola) y CTCP (caseína- 10% de torta de canola peletizada). Los resultados mostraron que los CDIA de la DR fueron superiores (p<0.05) a los de la dieta CTCP y estos a los de la dieta CTC. Los CDIE fueron superiores en torta de canola paletizada (TCP) e inferiores en torta de canola (TC). Se concluye que la TCP puede utilizarse a un nivel de inclusión máximo del 10% en el alimento de lechones recién destetados, ya que el peletizado mejoró significativamente la digestibilidad ileal de proteína y aminoácidos.
Palabras clave: aminoácido lisina, aminoácido metionina, cánula T, digestión en monogástrico, evaluación de alimentos
]]>Summary
To obtain the coefficients of apparent ileal digestibility (CAID) and standardized ileal digestibility (CSID) of protein and amino acid from canola, one experiment was carried out using 24 piglets weaned at 17 days of age, weighing 5.5 kg. Piglets were fitted with a simple "T" cannula at terminal ileum and were fed with one of three treatments: (RD) reference diet elaborated with casein as unique protein source and corn starch; casein-canola meal (CCM) and casein-peletized canola meal (CPCM) diets. In those diets 10% CM or PCM was included. CAID were higher (p<0.05) in RD than in CPCM diet and these than in CCM. CSID were ranked in the same way, PCM had higher CSID than CM. It was concluded that PCM can be useful at maximum level inclusion of 10% in weaned piglet food, because the peletized food significantly improve ileal digestibility of protein and amino acids.
Key words: food evaluation, lysine aminoacid, methionine aminoacid, monogastric digestion, T cannula
Resumo
Para obter os coeficientes de digestibilidade ileal aparente (CDI) e padronizados (CDI) das proteínas e aminoácidos massas canola (PC), foi conduzido um experimento no qual foram utilizados 24 leitões desmamados aos 17 dias de idade com um peso de 5,5 kg, que são fixadas uma cânula simples "T" no final do íleo distal. Os leitões foram um dos tratamentos: Dieta Referência (DR) desenvolvido com caseína como única fonte de proteína e de amido de milho, rações CTC (caseína-10% do bolo canola) e CTCP (caseína-10% do bolo canola pellets). Os resultados mostram que o CDI do DR foram superiores (p<0.05) para a dieta destes CTCP e aqueles na dieta CTC. CDI foram superiores e inferiores TCP CT. Concluímos que o TCP pode ser utilizado ao nivel máximo de 10% no alimentos de leitões, devido a que o alimento pellets melhora sustancialmente a digestibilidade de proteínas e aminoácidos.
Palavras chave: aminoácido lisina, aminoácido metionina, avaliação dos alimentos, cânula T, digestão em monogástricos
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Introducción
La canola o colza 00 se desarrolló a partir de la colza (Brassica napus y Brassica campestris/rapa) con el fin de obtener menores niveles de ácido eurúcico (<2%) en la porción aceitosa y bajos niveles de glucosinolatos (<30 µmol/g) en la porción de la pasta (6). La torta de canola después de la extracción del aceite queda con un porcentaje alto (35-40%) de proteína cruda (32), la cual se caracteriza por tener un menor contenido de lisina y un mayor contenido de aminoácidos azufrados (metionina y cistina) que el de la torta de soya (10); y su utilización se vuelve estratégica cuando los precios de la pasta de soya son altos. Su contenido de fibra en detergente neutro (FDN) es mayor que el de la torta de soya, debido a que la cascarilla de la semilla está presente en la torta, representando casi el 30% de la misma; lo que ocasiona que el contenido de energía digestible de la torta de canola sea menor (2.6 vs 3.4 Mcal/kg) que el de la torta de soya (7).
La torta de canola es una fuente proteica que se utiliza ampliamente en la alimentación del cerdo en crecimiento (30, 32, 41) y su empleo está apoyado en la publicación de los coeficientes de digestibilidad ileal de la proteína (14, 36, 43). La torta de canola también puede ser utilizada en la alimentación de lechones recién destetados (40); sin embargo, en la actualidad no existen reportes de la digestibilidad de su proteína en lechones destetos, por lo que los objetivos del presente trabajo fueron determinar los coeficientes de digestibilidad ileal aparente (CDIA) y estandarizada (CDIE) de la proteína (PC) y aminoácidos (AA) de torta de canola, en lechones recién destetados y poder estimar la viabilidad de su empleo en esa fase de alimentación.
Materiales y métodos
Aval de Comité de ética
Los animales utilizados en el experimento fueron ubicados en unidades metabólicas en la granja experimental del Centro Nacional de Investigaciones Disciplinarias en Fisiología Animal, México (CENID-Fisiología) de acuerdo con las normas "The Guidelines of the International Guiding Principles for Biomedical Research Involving Animals", y a la "Norma Oficial Mexicana para la Producción, Protección y uso de los Animales de Laboratorio" (12).
Tipo de estudio
El experimento se realizó en la unidad metabólica de la granja experimental del CENID-Fisiología. Como fuentes de proteína se emplearon caseína (proteína de referencia) y torta de canola, la cual se obtuvo de un lote de semilla procesado por la empresa "Fábrica de Jabón La Corona". Una parte de la torta de canola se peletizó en la planta de la Unión Ganadera Regional de Porcicultores del Estado de Guanajuato (UGRPEG). Finalmente la torta de canola (TC) y torta de canola paletizada (TCP) se molieron en un molino de martillos utilizando una criba de 3 mm. La composición química de la caseína y de las tortas de canola se muestra en la tabla 1.
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Población y muestra
En el estudio se utilizaron lechones duroc x landrace destetados a los 17 ± 0.5 días de edad, con un peso de 5.5 ± 0.9 kg (n = 24). Los lechones se alojaron individualmente en unidades metabólicas provistas de comedero de tolva y bebedero de chupón localizadas en un cuarto con temperatura controlada a 26 ± 2 °C. Entre los días 17 y 20 de edad, con la finalidad de que los lechones comenzaran a comer alimento sólido y se modificará lo menos posible su perfil enzimático de animal lactante, se les proporcionó tres veces al día (0800, 1300 y 1800 h) una mezcla de leche en polvo (80%) y almidón de maíz (20%). El día 21 de edad se les implantó quirúrgicamente una cánula simple en "T" en el íleon distal (39). A partir del día posterior a la cirugía se les proporcionó uno de tres tratamientos (véase Tabla 2), los cuales fueron: dieta de referencia (DR) con 200 g de PC/kg de alimento, utilizando caseína como única fuente de proteína y lactosa cristalina como fuente de lactosa; dieta caseína-torta de canola (CTC) y dieta caseína-torta de canola peletizada (CTCP). Estas dietas se conformaron con la dieta de referencia, en la cual se incluyeron 100 g de torta de canola que sustituyeron 100 g de caseína y almidón de maíz. La relación de caseína a sustituir se estableció en función del aporte de proteína de la torta de canola.
El grado de inclusión de torta de canola (100 g/kg de alimento) se determinó en función de lo reportado por Baidoo et al (4), quienes mencionan que con grados mayores de inclusión se afecta negativamente el consumo de alimento en lechones. Todas las dietas contenían almidón y aceite de maíz, carbonato de calcio, ortofosfato, sal y premezcla de vitaminas y minerales. El óxido de cromo se utilizó como marcador de digestibilidad (a razón de 3 g/kg), y el óxido de zinc se incluyó como promotor de crecimiento (4 g/kg de alimento). Las dietas experimentales se proporcionaron durante catorce días a partir del día 22 en los horarios previamente descritos. El agua se proporcionó a libertad a través de un bebedero de chupón localizado en la pared de la jaula metabólica. Los periodos de obtención de la digesta ileal fueron: periodo 1 (P1), los días 28 y 29 de edad; y periodo 2 (P2), los días 35 y 36 de edad.
Preparación de muestras y análisis químicos
Las muestras de digesta del experimento se liofilizaron y posteriormente se molieron a través de una malla de 0.5 mm en un molino de laboratorio (Arthur H. Thomas Co. Philadelphia, PA). Los análisis que se realizaron en las dietas experimentales y en las muestras de digesta ileal fueron: MS (materia seca) y PC de acuerdo a los métodos 934.01 y 976.05 del AOAC (3), y óxido de cromo según Fenton y Fenton (16). La preparación de las muestras para la determinación de AA se realizó según el método 994.12 del AOAC (3), el cual consiste en hidrolizar las muestras a 110 °C/24 h en HCl 6N; en el caso de metionina y cisteína se realizó una oxidación previa con ácido perfórmico. Los análisis de AA se realizaron por medio de cromatografía en fase reversa según el método descrito por Henderson et al (21), en un HPLC de marca Hewlett Packard, modelo 1100.
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Procesamiento y análisis de los datos
Cálculos para estimar los CDIA de la PC y AA de las dietas experimentales. Los CDIA de PC y AA de las dietas experimentales se calcularon empleando la siguiente ecuación:
CDIA = 1 - ((ID x AF )/(AD x IF ))
Donde: CDIA es el coeficiente de digestibilidad ileal aparente de un nutrimento en la dieta, ID es la concentración del indicador en la dieta (mg/kg de MS), AF es la concentración del nutrimento en la digesta ileal (mg/kg de MS), AD es la concentración del nutrimento en la dieta (mg/kg de MS), e IF es la concentración del indicador en la digesta ileal (mg/kg de MS).
Cálculos para estimar los CDIA de la PC y AA de las tortas de canola. La caseína se utilizó como ingrediente basal para estimar por el método de diferencia los CDIA de las tortas de canola (ingredientes ensayo), según el método propuesto por Fan y Sauer (14):
CDIANA = (CDIADA - (CDIADB x LNB))/LNA
Donde: CDIANA es el coeficiente de digestibilidad ileal aparente de un nutrimento en el ingrediente ensayo, CDIADA es el coeficiente de digestibilidad ileal aparente de la dieta ensayo, CDIADB es el coeficiente de digestibilidad ileal aparente de la dieta basal, LNB es el nivel de contribución de un nutrimento del ingrediente basal a la dieta ensayo (en proporción decimal), y LNA es el nivel de contribución de un nutrimento del ingrediente ensayo a la dieta ensayo (en proporción decimal).
Cálculos para estimar los CDIE de la PC y AA de las tortas de canola. Los coeficientes de digestibilidad ileal estandarizada (CDIE) de PC y AA de las materias primas se calcularon utilizando los valores de proteína endógena reportados por Aguilera et al (1), empleando la fórmula propuesta por Furuya y Kaji (18):
CDIEN = CDIAN + (EndoN /ConsN )
]]> Donde: CDIEN es el coeficiente de digestibilidad ileal estandarizada de un nutrimento; CDIAN es el coeficiente de digestibilidad ileal aparente de un nutrimento; EndoN es la cantidad endógena excretada del nutrimento en mg/kg de MS consumida; y ConsN es la cantidad de nutrimento consumido en mg/kg de materia seca consumida.Análisis estadístico
Los datos de los CDIA y CDIE del N y AA del experimento se analizaron de acuerdo con un modelo en parcelas divididas en el tiempo. Las medias de tratamientos se compararon empleando el método de Tukey (47).
Resultados
Como se puede apreciar en la tabla 3, los CDIA de PC y AA de DR fueron superiores (p<0.05) a los de las dietas CTC y CTCP, con excepción de cistina en la dieta CPCP que tuvo un CDIA superior (p<0.05) que en las otras dietas (0.845 vs. 0.762 y 0.756 para las dietas CTCP, DR y CTC, respectivamente), y de los AA arginina, treonina, ácido aspártico, glicina y alanina los cuales tuvieron CDIA similares (p>0.05) a los de la dieta de referencia. Con excepción de metionina que tuvo un menor CDIA en P2 (0.894 vs 0.904 para P2 y P1, respectivamente), no se observó un efecto (p>0.05) del periodo (tiempo posdestete) sobre los CDIA de la proteína y aminoácidos. Los CDIA y CDIE de la proteína y aminoácidos de la TCP fueron superiores (p<0.05) a los de TC (véase Tabla 4), con excepción de cistina, aminoácido en el que no se observaron diferencias (p>0.05).
Discusión
Digestibilidad ileal aparente de las dietas experimentales
La disminución en la digestibilidad ileal aparente de la PC y AA de las diferentes dietas experimentales (véase Tabla 3), es el resultado directo de sustituir una fuente de proteína altamente digestible (caseína) con una de menor digestibilidad (torta de canola). La reducción en los CDIA de PC y AA cuando TC y TCP fueron incluidas en las dietas experimentales puede ser atribuida a la alta cantidad de fibra (28). Esta característica ha sido asociada con altas pérdidas de compuestos nitrogenados en cerdos (37). de Lange et al (11) y Grala et al (19) demostraron que la fibra (FDN) de la canola, afecta considerablemente las pérdidas ileales de nitrógeno dietario y endógeno en cerdos, ya que estos compuestos no son digeridos por la enzimas intestinales (5). Los animales jóvenes son más susceptibles a estos factores y muestran depresiones más severas cuando son expuestos a ellos.
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La inclusión de pectinas en la dieta disminuye los valores de digestibilidad ileal aparente de AA, debido a que sus propiedades de viscosidad y gelificación disminuyen la digestión y absorción de nutrientes por reducir la mezcla de los contenidos intestinales, interfiriendo con la unión de enzima-sustrato y por formar una capa de agua estática, que crea una barrera física a la absorción de nutrientes (2). Además, estos componentes pueden interactuar con los AA liberados durante la hidrólisis de la proteína, favoreciendo que algunos AA puedan escapar a la absorción en el intestino delgado llegando al íleon distal y luego al intestino grueso (18). Debido a lo anterior, estos componentes pueden disminuir los CDIA de los AA (8, 29) por aumentar los niveles de PC y AA endógenos en íleon distal (13), incrementando la descamación y pérdida de células de la mucosa (27), y la proliferación de células epiteliales y de la mucosa (8, 23).
Algunos factores antinutricionales presentes en la cáscara de la canola, en especial taninos (6), pueden disminuir los CDIA de la torta de canola, como lo mencionan para el caso del sorgo y del fríjol. Los taninos dietarios pueden disminuir la digestibilidad de la PC y AA a través de diferentes mecanismos, incluyendo la formación de puentes de hidrógeno e interacciones hidrofóbicas de su grupos hidróxilos con los grupos carbonilo de las proteínas dietarias, disminuyendo la actividad de la pepsina gástrica, la tripsina y la quimotripsina pancreática, y de las peptidasas intestinales del borde en cepillo, cambiando la morfología de la mucosa gastrointestinal, disminuyendo la absorción transmembranal de nutrientes, e incrementando las secreciones endógenas de proteína (22).
Al igual que en esta prueba, Nyachoti et al (35) encontraron que la glicina obtuvo los menores CDIA, debido posiblemente a sus bajos contenidos en la caseína (38). La diferencia en el efecto período encontrada en los CDIA de metionina puede deberse a un incremento en las secreciones endógenas, lo que corresponde a un aumento en el consumo (9). Estudios realizados por Souffrant (46) muestran que la proteína secretada en los jugos pancreáticos e intestinales contiene una alta concentración de ácido aspártico, ácido glutámico, leucina y treonina, aunque los contenidos de aminoácidos azufrados en los jugos pancreáticos y en las mucinas son usualmente inferiores (33).
Digestibilidad ileal estandarizada de las tortas de canola
La TC presentó los menores CDIE de PC y AA (véase Tabla 4), esto puede deberse al contenido de proteína que se encuentra dentro de la fracción de fibra (componentes de la pared celular), ya que la cáscara de canola contiene aproximadamente 22.5% de PC (7), donde las enzimas digestivas tienen acceso restringido para la digestión (8). La mayor digestibilidad ileal estandarizada de la PC y AA de la TCP puede deberse a que el peletizado (tratamiento térmico y proceso hidrotermal), pudo romper la matriz de las paredes celulares y modificar la estructura química de sus constituyentes, volviéndolos más susceptibles a la degradación enzimática en el intestino delgado, mejorando la digestibilidad y la utilización de los nutrientes, especialmente la de los AA (31).
]]> Los bajos CDIE de algunos AA de la TC como glicina, treonina y serina, se debe principalmente a sus concentraciones relativamente altas en las secreciones endógenas. La glicina es el mayor constituyente (ácido glicocólico) de las sales biliares, conformando más del 90% del contenido total de AA secretados en el jugo biliar de porcinos; las sales biliares son degradadas en el íleon distal por las bacterias intestinales y aproximadamente el 90% es reabsorbida vía transporte activo, entrando a la circulación entero-hepática (46). Sin embargo, la glicina deconjugada escapa a esta reabsorción (15). La baja digestibilidad de treonina, puede deberse en parte, a su baja tasa de absorción en el intestino delgado; además, basados en la especificidad de proteasas y peptidasas endógenas, treonina es el último AA liberado por la hidrólisis enzimática en la proteína (26). El nivel y tipo de fibra afectan la digestibilidad aparente de AA, ya que incrementan sus pérdidas endógenas. La adición de altos contenidos de FDN al alimento, incrementa la descamación de las células de la mucosa intestinal y aumenta la producción de mucinas. En lechones las pérdidas de nitrógeno endógeno por descamación son altas al destete y cuando comienzan a consumir alimentos secos (20, 48). Las mucinas representan cerca de un 95% de las glucoproteínas encontradas en íleon, las cuales son ricas en treonina, serina y prolina (33). Todos estos factores pueden tener grandes repercusiones en los lechones, ya que estos tienen una baja absorción en esta área (20). Esto podría explicar los altos CDIE de TCP sobre la TC observados en lechones, ya que el paletizado puede mejorar la matriz fibrosa de la TC, y reducir las pérdidas de nitrógeno endógeno (25). Un efecto similar fue observado cuando la TC fue descascarillada (24). No es posible hacer comparaciones entre los CDIE de pasta de canola y pasta de canola peletizada reportados en este trabajo con los coeficientes de digestibilidad ileal de pasta de soya reportados en lechones destetados (17, 42, 44, 45, 49), ya que estos son CDIA de las dietas experimentales y no de la materia prima y la digestibilidad de la dieta está influenciada por el nivel de inclusión de la pasta y por la composición de la dieta de referencia (14).En conclusión, los resultados del presente trabajo permiten concluir que la torta de canola tiene una baja digestibilidad en los lechones recién destetados, sin embargo, el peletizado mejora sustancialmente la digestibilidad ileal de la proteína y aminoácidos de esta, pero teniendo en cuenta que estos resultados se obtuvieron con un nivel de inclusión de 10% de torta de canola peletizada en el alimento de los lechones, se recomienda que este sea el máximo nivel de inclusión y que se empleen los coeficientes reportados en este trabajo para formular el alimento bajo el concepto de proteína ideal en base digestible.
Agradecimientos
Los autores expresan sus agradecimientos a la MS. Mariela Camacho, por los análisis específicos de aminoácidos; al Químico Juan Guillermo Cervantes Huerta, por los análisis generales de laboratorio; a la "Unión Ganadera Regional de Porcicultores del Estado de Guanajuato (UGRPEG)"; al Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP); y al Concejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México, por el apoyo financiero ofrecido.
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¶ Para citar este artículo: Mariscal G, Reis TC, Parra JE. Determinación de los coeficientes de digestibilidad ileal aparente y estandarizada de la proteína y aminoácidos de la torta de canola en lechones recién destetados. Rev Coloma Cienc Pecu 2008; 21:201-209.
≠ Este trabajo obtuvo el primer puesto al mejor trabajo de investigación en la convocatoria internacional del IX ENICIP, celebrado en la ciudad de Medellín del 1 al 3 de noviembre de 2007.
* Autor para el envío de la correspondencia y la solicitud de reimpresos: Grupo BIOGEM, Departamento de Producción Animal, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín. AA 1779, Medellín, Colombia. E-mail: jeparrasu@unal.edu.co
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