Zootecnia Tropical, 10(2):205-217.  1992

DEGRADACIÓN RUMINAL Y UTILIZACIÓN DE FUENTES PROTEICAS
TRATADAS CON FORMALDEHIDO

Susmira Godoy de León ,Claudio F. Chicco

FONAIAP -CENIAP. Instituto de Investigaciones Zootécnicas, vía El Limón, Maracay.
Área Universitaria. El Limón. Maracay. Aptdo. Postal A4653.
Recibida: 08-01-1992

INTRODUCCIÓN

Los requerimientos nitrogenados de los rumiantes se satisfacen a través de la síntesis microbiana y la proteína dietética que escapa la degradación ruminal. Existen amplias diferencias entre ingredientes alimenticios, en la extensión de la degradación ruminal de la fracción proteica. Algunos investigadores (6, 7, 10) indican que la proporción de proteína dietaria que es fermentada en el rumen es muy variable, entre 40- 80%, pudiendo ser degradada y transformada en proteína microbiana.

La utilización enzimática de los nutrientes a nivel intestinal, no incluye pérdidas de energía asociadas a la fermentación y de nitrógeno para su fermentación en proteínas microbianas. Consecuentemente, cuando se suministran proteínas o aminoácidos a nivel postruminal, se logra una mayor retención de nitrógeno que cuando los mismos son infundidos en el rumen (6). Estos resultados indican la conveniencia de reducir la degradación ruminal de las proteínas de la dieta en función de maximizar su utilización.   .

Entre los métodos para aumentar la producción de proteína dietética que no se degrada en el rumen se incluyen tratamientos físicos como calor (2, 3), químicos con formaldehído (11) y biológicos por aspersión con harina de sangre (8).

La protección con formaldehído ha sido ampliamente difundida, por reducir la fermentación de la proteína a nivel ruminal y hacerla digestible en el intestino delgado. Esto se logra, principalmente, mediante la formación de grupos metilol sobre los terminales a-amino de las cadenas peptídicas y los grupos E -amino de la lisina. Esta reacción se vuelve reversible en el medio ácido del tracto digestivo.

El objetivo de la investigación realizada fue evaluar el efecto del tratamiento con formaldehído sobre la degradación de fuentes proteicas a nivel ruminal y posibles alteraciones de las mismas que pudieran limitar la absorción de los aminoácidos a nivel intestinal.

MATERIALES Y MÉTODOS

Las fuentes proteicas estudiadas incluyen las harinas de ajonjolí, algodón y soya, de tipo comercial, tratadas con formaldehído (USP, 37% P/V) a los niveles de 0,1, 2 y 3 g/100 g de proteína cruda (PC). La incorporación del químico se efectuó en un mezclador giratorio, durante 20 minutos, conservándose el material en bolsas herméticamente selladas durante siete días.

El estudio de la degradación de las fuentes proteicas se realizó utilizándose la técnica de suspensión in situ de bolsas de dacrón de los diferentes sustratos, descrita por Ørskovet al (9).

Como animales experimentales se utilizaron bovinos provistos de fístula ruminal, previamente sometidos aun régimen constante de alimentación, basado en pasto elefante (Pennisetum purpureum), cortado verde y 3 kg de alimento concentrado comercial. De cada fuente se pesaron 5 g, se colocaron en bolsas de 6 x 12 cm, con una porosidad de 1211. aproximadamente, y luego fueron incubados en el rumen durante 6, 12, 24 y 48 horas, considerándose como tiempo cero el material inicial. Inmediatamente después de haberse retirado las bolsas del rumen, fueron lavadas con agua y secadas en una estufa a 70°C durante 48 horas, determinándose la materia orgánica (MO) y nitrógeno (N) residual, (1 ), expresados como porcentaje de los respectivos valores iniciales. 

La utilización intestinal de la proteína tratada de las diferentes fuentes, se determinó utilizándose pollos de una semana de nacidos, alimentados durante 30 días con una dieta a base de harina de maíz y la fuente proteica tratada con formaldehído a los niveles de 0, 1, 2 y 3 g/100 PC, en un arreglo factorial 3 x 3 x 3 (3 = fuentes de proteína; 4 = niveles del químico; 3 = replicaciones de diez aves cada una). Las raciones experimentales (Cuadro 1) eran isoproteicas (23% PC) e isocalóricas (3.100 kcal EM/kg).

Las aves fueron mantenidas en baterías metálicas con calefacción hasta los 14 días de edad, con suministro de agua y alimento a voluntad, y pesadas individualmente al inicio y final del experimento, con registros de consumo de alimento para cada grupo.

Al final del período experimental y durante tres días consecutivos, mediante pruebas de balance, se determinó el porcentaje de retención neta aparente (RN) de nitrógeno para cada tratamiento. Las aves fueron alimentadas ad libitum. midiéndose la cantidad de nitrógeno ingerido y total excretado. El cálculo de RN se hizo utilizando la siguiente ecuación:

Los valores de degradación ruminal se expresaron como N residual, calculándose usando la pendiente de la ecuación de regresión exponencial de la proteína tratada como porcentaje de la no tratada y, en los estudios de alimentación con aves, se determinó la ganancia de peso, conversión alimenticia, reducción de la ganancia de peso y retención del nitrógeno del material tratado en relación al no tratado.

RESULTADOS

En los Gráficos 1 y 2 se presentan las tasas de degradación ruminal de la MO y del N de las fuentes proteicas con y sin tratamiento con formaldehído. Las curvas responden a ecuaciones exponenciales, utilizándose como variable independiente el tiempo y como dependiente la MO y el N residual, expresados como porcentaje de los valores iniciales a tiempo cero de incubación. El tratamiento con formaldehído, utilizado en una relación de 1, 2 y 3 g del químico/100 g de la proteína, determinó una disminución significativa (P< 0,05) de la degradación in situ de la MO, yaún mayor para la fracción nitrogenada para las harinas de soya, ajonjolí y algodón.

Los datos correspondientes a las pruebas de crecimiento y balance de nitrógeno de pollos, comprendidos entre la segunda y quinta semana de edad, indican una disminución de la ganancia de peso, conversión alimentaría (Cuadro 2) y retención de nitrógeno (Cuadro 3), a medida que incrementaba en las raciones la concentración del químico en la fuente proteica.

En el Cuadro 4 se presenta el análisis comparativo del efecto de los niveles crecientes de formaldehído de la fuente proteica sobre la degradación ruminal de la MO y del N en el rumen, así como la utilización digestiva por las aves en crecimiento, En todos los parámetros medidos se registró una disminución de los valores numéricos con el aumento de HCOH en la fuente proteica. Sin embargo, la retención de nitrógeno, después de experimentar una reducción equivalente del 13,5 y 9,9% para las harinas de soya, ajonjolí y algodón, respectivamente, con 1 g de HCOH/100 g de PC, ulteriores aumentos del químico no modificaron sustancialmente la capacidad de absorción. En la harina de soya la disminución fue significativa hasta el nivel de 2% de incorporación del químico, con reducción en la retención de N del 32,7%. Al compararse los parámetros estudiados en base a las ecuaciones de regresión exponencial, utilizándose como variable independiente el nivel de HCOH, la reducción en la capacidad de retención de nitrógeno fue de 31,9; 8,3 y 1,5%, en relación con la degradación ruminal del mismo, para las harinas de soya, ajonjolí y algodón, respectivamente.

DISCUSIÓN

El tratamiento con formaldehído causó una disminución de las tasas de degradación ruminal de la MO y del N, siendo sus efectos más marcados en esta última fracción. Esto refleja la reacción del químico con el grupo amínico, guanidílico, fenólico y del imidazol de los residuos de los aminoácidos de las cadenas polipeptídicas que conforman la proteína. Según Fraenkel-Conrat y Olcott (5), a la temperatura ambiente en la cual se realizó el tratamiento químico. la principal reacción es la formación de grupos metilol en el terminal a-amínico de la cadena proteica y del grupo E -amino de la lisina, seguido de la condensación de éstos con amidas primarias de la asparagina, glutamina y la guanidina de la arginina, para formar enlaces metilénicos inter e intramoleculares. Esta nueva estructura molecular debería ser resistente al ataque microbiano, sin hacerla indigestible a nivel del intestino delgado (4). 

La protección de la proteína a nivel ruminal, aumentó progresivamente con la adición de formaldehído, registrándose, sin embargo, el mayor efecto con el nivel de 1 g del químico por 100 g de proteína de la fuente nitrogenada, lo que corrobora los datos de Stobbs et al (12) para la harina de soya.

En la prueba de aves se observó un descenso de la tasa de crecimiento y del índice de conversión, en las dietas con la fuente proteica protegida, lo que probablemente se debió a una disminución de la apetecibilidad de la dieta por la adición del químico, así como a una reducción en la utilización de la proteína, con excepción de la torta de algodón, cuya participación en la dieta fue 30% menor en relación con las demás fuentes. De acuerdo con el estudio de balance de nitrógeno, para los tratamientos con harina de ajonjolí y algodón, la reducción de la retención de N no aumentó por encima de 1 g HCOH/100 g PC, por lo que la disminución lineal de la ganancia de peso, concomitante con el aumento del nivel del químico, debió afectar además la digestibilidad de la materia orgánica no nitrogenada, no así para las dietas con algodón por su participación en la ración.

RESUMEN

En dos experimentos, uno con bovinos provistos de fístula ruminal y otro, en aves en crecimiento, se determinó el efecto de niveles crecientes de formaldehído (1, 2, 3 g/1 00 g PC) sobre la tasa de degradación ruminal y velocidad de crecimiento y retención de nitrógeno en aves, respectivamente, para tres fuentes proteica, harinas de soya, algodón y ajonjolí. El nivel de 1 g del químico/1 00 g de proteína determinó la menor tasa de degradación ruminal de las tres fuentes, así como una menor reducción de la velocidad de crecimiento y retención de nitrógeno en aves. 

SUMMARY

In two experiments, one with rumen fistulated bovine and another with growing chicks, the rate of rumen degradation, and growing response and nitrogen retention, respectively, were used to evaruate the effects of increasing levels of formaldehide (1.,2,3 9 HCOH/ 100 g of protein) on soy, cotton and sesame meals. The level of 1 g the chemical/100 g of protein showed the greater effect on reducing the rumen degradation of the three protein sources, as well as a lower reduction of growing rate and nitrogen retention in chicks. 

BIBLIOGRAFÍA

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3. CHALMERS, M. I.; CUTHBERTON, D. P. y SYNGE, R. L. M. Ruminal ammonia formation in relation 10 the protein requirement of sheep. I. Duoqenal admtnistfation and heat processing factors influencing fate of casein supplements. Journal Of Agricultural Science. 44: 254-262. 1954.

4. FERGUSON, K. A. The protection of dietary proteins and amino acids against microbial fermentation in the rumen. En: Digestive and Metabolism in the Ruminant. (Eds. I. W. McDonald y A.C.I. Warner). University of New England. Armidale, Australia. p. 448-464.

5. FRAENKEL-CONRAT, H. y OLCOTT, H. S. Citado por Ferguson, K. A. 1975. The protection of dietary proteins and aminoacids against microbial fermentation in the rumen. En: Digestive and Metabolism in the Ruminant. (Eds. I. W. Mc Donald y A.C.I. Warner). University of New England. Armidale, Australia. p. 448-464.

6. HOGAN, J. P. Ouantitative aspects of nitrogen utilization in ruminants. Journal of Dairy Science. 58: 1664. 1975.

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