En los animales rumiantes, los alimentos son fermentados en el rumen antes de la digestión gástrica y los productos finales de esta fermentación contribuyen en gran medida a cubrir sus necesidades energéticas y proteicas. Por ello, la caracterización y cuantificación de estos productos es un punto clave para la valoración nutritiva de los alimentos.
Si se desea determinar la degradación ruminal y/o la síntesis de proteína microbiana realizando una valoración in vivo, se necesitan animales fistulados en el rumen y en el abomaso o duodeno.
El mantenimiento de animales fistulados no solo es costoso económico y laboralmente, sino que también plantea problemas éticos y presenta limitaciones legales. Estos inconvenientes han contribuido al desarrollo de sistemas in vitro que intentan simular la fermentación ruminal.
La degradación de los alimentos en el rumen es un proceso complejo que implica interacciones entre los microorganismos ruminales (bacterias, protozoos, hongos y arqueas metanogénicas) y el animal hospedador, por lo que su simulación in vitro es complicada.
Los principales factores que deben ser tenidos en cuenta en los sistemas in vitro son la temperatura, pH, capacidad tampón, anaerobiosis y el aporte de nitrógeno y nutrientes esenciales para los microorganismos ruminales.
TÉCNICAS IN VITRO PARA LA VALORACIÓN NUTRITIVA : Técnica de la producción de gas
Los sistemas in vitro más simples consisten en viales o botellas en los que se incuba la materia prima a valorar con líquido ruminal mezclado con una solución tampón en condiciones de anaerobiosis, a 39ºC y un pH cercano a 7,0.
Este sistema es el utilizado para determinar la digestibilidad in vitro de los forrajes por el método de Tilley y Terry (1963).
Este método consiste en la incubación de la muestra en líquido ruminal tamponado durante 48 horas seguida de una incubación con pepsina en medio ácido, para simular de esta forma la degradación ruminal y la digestión gástrica, respectivamente.
Desde hace unos años ha adquirido un gran auge la técnica de producción de gas (TPG), que consiste en incubar una muestra en líquido ruminal tamponado y posteriormente medir la cantidad de gas producido en la fermentación a diferentes intervalos de tiempo.
Este sistema se basa en la producción de gas que está directamente relacionada con la cantidad de materia orgánica fermentada (Menke et al., 1979).
¿Qué es lo que mide la técnica de producción de gas TPG?
- Los microorganismos ruminales obtienen energía para su crecimiento a partir de la fermentación de los carbohidratos, fundamentalmente del almidón y los carbohidratos de la pared celular.
- Los carbohidratos se rompen y liberan monómeros (hexosas y pentosas) que son fermentados hasta ácidos grasos volátiles (AGV), CO2 e hidrógeno (Figura 1).
- Las arqueas metanogénicas del rumen utilizan CO2 e hidrógeno para formar CH4, de tal forma que CO2 y CH4 son los principales gases producidos en el rumen.
- Los AGV se absorben y son utilizados por el animal hospedador para obtener energía y como precursores de la síntesis de otros compuestos, mientras que los gases son expulsados al exterior mediante el eructo.
- Los gases generados en la fermentación son los que se miden en la TPG, aunque también se genera gas a partir del tampón bicarbonato que se utiliza en el medio de cultivo usado en esta técnica.
- Como puede observarse en la Figura 1, la producción de acético y butírico genera CO2 e hidrógeno, pero la producción de propiónico no solo no genera gas sino que consume hidrógeno.
La TPG únicamente mide la cantidad total de gas producido, por lo que no aporta información sobre el tipo de fermentación (perfil de AGV) que se produce.
Si se desea obtener esta información es necesario obtener una muestra del contenido líquido de los viales de incubación y analizar su concentración en AGV.
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