| La fibra neutro detergente (FND) es el análisis que más comúnmente se cita en las publicaciones sobre fibra en la nutrición de rumiantes. Se utiliza como base del cálculo del consumo de materia seca en el ganado lechero (NASEM, 2021). |
La segunda ecuación de predicción de consumo que publica el NASEM, 2021, para predecir la ingestión media diaria (DMI) desarrollada por Allen et al. (2019) se basa en la composición del alimento principalmente el contenido en FND y los factores animales:
| Dt_DMIn_Lact2 = 12,0 − (0,107 × Dt_fFND) + (8,17 × Dt_FAD/Dt_FND) + (0,0253 × ForFND48_FND) − {0,328 × [(Dt_FAD/Dt_FND) − 0,602] × (ForFND48_FND − 48,3)} + (0,225 × Milk_ProdTarget) + [0,00390 × (ForFND48_FND − 48,3) × (Milk_ProdTarget − 33,1)], |
Donde:
El análisis de laboratorio es un método empírico, define el analito (Nutritional Ecology of the Ruminant, 1994 Peter J. Van Soest) por lo que debe quedar bien determinado y que se cumpla estrictamente la metodología en el laboratorio, para lograr resultados aceptables.
El método de referencia, actualmente definido, para el análisis de la FND tratada con amilasa (aFND) es el método de Mertens, 2002. Las muestras se tratan con un detergente neutro, sulfito de Na y α-amilasa termoestable.
Como todos los análisis tiene desventajas que hay que tener en cuenta:
| La degradación de la pared celular de las plantas es uno de los procesos metabólicos más complejos e importantes en la nutrición, este mecanismo biológico involucra la acción cooperativa de una amplia gama de hidrolasas, la mayoría secretadas por microorganismos como bacterias y hongos. |
Teniendo en cuenta que la pared celular de los vegetales es el mayor reservorio de energía química en la biosfera (Haynie, 2008), la fermentación ruminal de estos carbohidratos convierte a los rumiantes domésticos en agentes de transformación de esta energía, dentro del ciclo biogénico del carbono.
La característica de insolubilidad de la FND en medios neutros y acuosos le dan la capacidad de ocupar un espacio físico durante un tiempo dado dentro del rumen, por lo tanto, su efecto de llenado ruminal depende de su velocidad de degradación y de su tasa de tránsito a través del rumen.
La digestibilidad de la FND puede usarse como uno de los principales indicadores de la energía disponible de la celulosa y de las hemicelulosas, utilizable para el crecimiento microbiano del rumen y para satisfacer las necesidades de mantenimiento y producción del animal hospedador.
La cinética de degradación ruminal de la materia seca (MS), del nitrógeno (N) y de algunos constituyentes de la pared celular (FND) pueden ser descritos a través de modelos no lineales. El modelo propuesto por Orskov y McDonald ha sido el más utilizado.
| P = a + b * (1 – exp–c*t)
En donde:
|
La ecuación nos muestra la existencia de tres fracciones en el nutriente medido, una la no degradable que se calcula 1-(a+b); otra que no es soluble, pero es potencialmente degradable por los microorganismos ruminales (b); y una tercera rápidamente aprovechable de material soluble que incluye, también, pequeñas partículas que pueden salir de las “bolsitas de nylon” (a).
A estos tres parámetros le integraron la tasa de paso de la partícula a través del rumen “k” para obtener la degradabilidad efectiva:
Degradabilidad efectiva = a + ((b*c) / (c + k)).
| Posteriormente, Mertens (1979) indicó que estos procesos describen tres fenómenos dinámicos:
1. “Lag-time” periodo de latencia o tiempo de colonización. 2. Periodo de rápida degradación. 3. Una lenta degradación proporcional al incremento de la fracción indigestible. |
Antes de analizar el nivel de fibra “ideal” para las dietas de rumiantes, la FND se fermenta mediante un proceso de degradación que se inicia con la adhesión de las bacterias a la pared del vegetal, este proceso se realiza a una velocidad inversa al nivel de lignificación, ya adheridas se desdobla por acción de las celulasas y hemicelulasas, en este proceso se pierde un carbono que forma metano y es la razón por la que este proceso es menos eficiente energéticamente que el del resto de los nutrientes, y su principal producto es el acetato, precursor de la síntesis de la grasa en la glándula mamaria.
Otra peculiaridad de la degradación de la fibra es su importante periodo de latencia con lo cual, la degradación se ve muy afectada por la velocidad de paso a través del rumen (k), o sea, vacas con un nivel productivo muy alto y, por lo tanto, una ingesta muy elevada y una velocidad de paso de partícula muy alta, la degradación teórica de la fibra será baja, aunque la tasa de degradación (c) aumenta y compensa en parte el aumento de la velocidad de paso.
| El objetivo de este ataque en el rumen, es la degradación del polímero (FND) y liberar los azúcares solubles. Este proceso lo llevan a cabo algunos microorganismos (bacterias y hongos) que poseen una “maquinaria” especializada.
En particular, algunas bacterias anaerobias han desarrollado un complejo conocido como celulosoma que contiene una proteína de elevado peso molecular no catalítica llamada escafoldina capaz de unir varias enzimas y dirigirlas al sustrato a la vez que las sostiene en la superficie celular. |
Las especies de bacterias que degradan la celulosa más importantes son:
En algunas condiciones especiales la Eubacterium cellulosolvens puede constituir la bacteria celulolítica más importante en el rumen.
Cuando los animales consumen dietas ricas en forrajes existe un elevado número de bacterias celulolíticas, sin embargo, también aparecen con dietas ricas en cereales.
Otras características, el Bacteroides succinogenes posee una celulasa extracelular que se libera y se difunde en el medio ambiente y el R. albus posee un complejo de varias enzimas con funciones específicas en la degradación escalonada de la celulosa hasta glucosa, aunque no se conoce aún el mecanismo de regulación de estas enzimas.
Incluir suficiente, pero no excesiva FDN en las dietas de las vacas lecheras de alta producción es primordial para garantizar la salud del rumen, maximizar la ingesta de materia seca y la producción láctea. En la 8a edición de “Necesidades nutricionales de bovinos lecheros” (NASEM, 2021), el comité científico le ha dado más énfasis a la FND del forraje que a la FND del total de la dieta y recomienda una inclusión entre el 15% y el 19% de materia seca (MS) de FND- forrajera. Sin embargo, no hacen distinción con respecto a la calidad de la fibra.
A la fibra neutro detergente la podemos dividir según su comportamiento ruminal en una fracción no degradable (ndFND) y una potencialmente degradable (pdFND), de modo que:
| FND = pdFND + ndFND
La fracción ndFND es el residuo que queda después de 240 o 288 h de incubación ruminal. Según la bibliografía, la ndFND tiene una digestibilidad real de cero y, por lo tanto, no proporciona nutrientes al animal hospedador. Por otro lado, la pdFND tiene potencial de proporcionar nutrientes dependiendo del equilibrio ruminal entre la tasa de degradación (c) y la velocidad de paso (k), lo que escapa de pdFND del rumen en su mayoría no es aprovechado intestinalmente por el animal y terminará en las heces, junto con la ndFND, ya que la cantidad que se fermenta en el intestino grueso es relativamente pequeña. |
También podríamos decir que la efectividad de la fibra en una ración o ingrediente es una función del contenido de fibra neutro detergente y del tamaño de partícula. Se denomina FND físicamente efectiva, y se calcula como el producto del factor de efectividad física, o la fracción retenida en un tamiz de > de 3,35 mm, y el contenido de FND de la ración o ingrediente.
El tamaño de la partícula ingerida también tiene que ver con el tiempo de ingesta. Cuando se ofrecen solos los piensos concentrados, se consumen rápidamente, mientras que los forrajes se consumen lentamente, en bocados pequeños y frecuentes.
Sin embargo, cuando los concentrados y forrajes se dan juntos en forma de raciones integrales (TMR), el aumento de la proporción de forraje no necesariamente aumenta el tiempo de alimentación dado que la ingesta total también puede verse disminuida en función del tipo de forraje y su contenido en ndFND.
Por ejemplo: los ensilados se consumen más rápidamente que el heno de la misma planta cuando se usan como base de la alimentación, debido al menor tamaño de partícula del ensilado y a su mayor contenido de humedad, que facilitan la formación de los bolos digestivos.
Por lo tanto, el tamaño de partícula del alimento usado como único dato del alimento ingerido no refleja necesariamente el tamaño del bolo y su facilidad de ser atacado en el rumen.
Haciendo un ejercicio para poner ejemplo en el cuadro 1 podemos ver la comparación de dos dietas en las que se cambia la base forrajera.
En el cuadro 1 vemos las dos dietas y su valoración en fibras, almidón y el nivel forraje concentrado, aunque las dietas son muy distintas, las dos cubren las necesidades de la vaca tipo (Cuadro 2). Las diferencias en la calidad de la fibra se pueden ver en el cuadro 3 la FND potencialmente degradable (pdFND). Para esta comparación la hemos asimilado a la diferencia de la FND menos la FAD:
pdFND = FND – FAD.
T.C. kg: Inclusión de la materia prima en materia fresca, en kg/día
MS kg: Inclusión de la materia prima en materia seca, en kg/día
% TC: Inclusión en % de la materia prima en materia fresca
% MS: Inclusión en % de la materia prima en materia seca
MS: Materia seca
FB: Fibra bruta
FND: Fibra neutro detergente
aFNDmo: Fibra neutro detergente con amilasa y libre de cenizas
FAD: Fibra ácido detergente
pdFND: FND potencialmente degradable
ndFND: FND indegradable
Cuadro 1. Ejemplo de raciones totales con dos fuentes de fibra muy diferentes.
Cuadro 2. Definición de vaca tipo.
Cuadro 3. Comparación de la FND y FAD entre dietas.
| Que en la dieta 1 es de 13,15 y en la dieta 2 es de 12,65 si lo expresamos en porcentaje, en la dieta 1 el 59,61% de la FND es FAD esto significa que esta dieta tiene una pdFND del 40,39%. Haciendo la misma operación, la dieta 2 sólo tiene el 35,20% de pdFND.
Esta potencial ventaja energética de la dieta 1, unida al contenido de materia seca de las dietas (Gráfico 1) que les facilita la elaboración del bolo de la rumia a las vacas que consumen como base forrajera el ensilado de maíz, haría que estos animales tuvieran la posibilidad de incrementar su producción, simplemente aumentando su tasa de consumo, mientras que en los animales que consumieran la dieta “pienso y paja” tendríamos que reformular toda la estrategia. |
