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La importancia de la fibra en la nutrición animal y los métodos para cuantificarla.

La fibra es un componente de importancia para la nutrición tanto de mono gástricos como de rumiantes, su importancia varía de acuerdo a la fisiología de la digestión del animal, pero en todos los animales ocupa un papel de importancia.

¿Qué es la fibra?

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La fibra se origina en las paredes de las células vegetales, está constituida por polisacáridos no almidones (PNA), asociados frecuentemente a Lignina, proteínas, ácidos grasos y ceras. Es una mezcla compleja de polímeros de carbohidratos que se asocian a otros componentes no carbohidratos. Los PNA en su mayoría son resistentes a las enzimas del tracto gastro intestinal (TGI) de los animales mono gástricos, aunque se puede digerir parcialmente por la micro flora intestinal, rara vez su digestión es completa. (1).

¿Cual es su importancia?

La importancia de la fibra cruda es un tema significativo. Desde mucho tiempo atrás se acepta que al formular dietas para especies mono gástricas se debe considerar un nivel máximo de fibra cruda; lo contrario sucede en caso de formulación de dietas para poligástricos donde se debe considerar un nivel mínimo de fibra cruda. Lógicamente, la diferencia se debe a la fisiología digestiva propia de cada especie.

En el caso de mono gástricos, la digestión de los alimentos se realiza principalmente por acción enzimática. Sin embargo, en el caso de mono gástricos herbívoros, el proceso de aprovechamiento de los alimentos se complementa con un proceso de fermentación. En ello, podemos citar como ejemplos al conejo, al caballo o al cuy. Estos animales si pueden utilizar la fibra cruda a través del proceso de fermentación en el ciego y cuyos productos son los ácidos grasos volátiles.

En cerdos y aves, el aprovechamiento de los nutrientes de los alimentos depende mayormente de la actividad enzimática que ocurre dentro del tracto digestivo del animal, con muy poca actividad fermentativa. Si se toma en cuenta una formula alimenticia para cerdos, se puede observar que aproximadamente el 80 por ciento de la dieta está conformado por dos ingredientes de origen vegetal (maíz y torta de soya), ambos con características particulares (el maíz como fuente energía y la torta de soya como fuente de proteína).

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Cuando la industria avícola comenzó a desarrollarse en gran medida, la necesidad de formular dietas concentradas en nutrientes era cada vez mayor para satisfacer el requerimiento de las aves para cubrir las tasas de ganancia de peso cada vez mayores y una de las alternativas de lograr ello era reducir, lo más que se pueda, la cantidad de fibra cruda de la dieta. Sin embargo, datos recientes existentes en la literatura sugieren que debería existir un mínimo de fibra cruda o fibra indigestible en la dieta de las aves para lograr una mejor respuesta productiva.

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Se considera, actualmente, que la presencia de cantidades moderadas de fibra cruda o insoluble en la dieta favorece un mejor desarrollo del órgano digestivo, el incremento en la secreción de ácido clorhídrico, sales biliares y enzimas digestivas, y todos estos cambios permitirían una mejor salud intestinal, mejora en la digestibilidad de nutrientes y con ello un mayor rendimiento productivo de las aves.

En un experimento reportado por Jiménez et al. (2011b) muestran datos de mejora en la digestibilidad de nutrientes del alimento en pollos de carne (1 a 18 días de edad) que consumieron una de cuatro tipos de dietas: 0 (control), 2.5, 5.0 y 7.5 % de cáscara de arveja. Los resultados mostraron que, con respecto al control, la digestibilidad de nutrientes mejoró significativamente con la presencia de cáscara de arveja en la dieta, particularmente al nivel de 2.5 % de la dieta. Niveles mayores tendieron a reducir los valores de digestibilidad de los nutrientes, pero éstos siempre fueron superiores (numéricamente) a los del grupo control.

La digestibilidad de proteína total fue la fracción más favorecida por la presencia de cáscara de arveja en la dieta, seguida por la fracción extracto etéreo (grasa) y luego por el almidón. Los datos de digestibilidad de los nutrientes indicados se muestran en el gráfico a continuación (2)

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La fibra juega un papel muy importante dentro de la alimentación del ganado lechero y rumiantes en general. Es indispensable para mantener la funcionalidad ruminal, estimular el masticado y la rumia y mantener un pH ruminal adecuado que permita la buena salud y digestión. El contenido de fibra en la dieta se asocia con la composición de la leche, ya que por medio de su digestión se producen los principales precursores de la grasa láctea. Además, la calidad y cantidad de fibra consumida afectan la capacidad de consumo voluntario y la cantidad de energía que pueda aportar una ración. Así, la fibra tiene implicaciones importantes en las prácticas de alimentación del ganado lechero al afectar la salud, la producción y sirve para estimar el contenido de energía de los forrajes y alimentos, así como el consumo voluntario (3).

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¿Como se puede cuantificar la fibra?

Como se ha mencionado, la pared celular se compone de Beta glucanos, pectinas y gomas, hemicelulosa, celulosa y Lignina, además de algunos compuestos fenólicos. Cuantificar cada uno de estos grupos de componentes es difícil, por lo que se han desarrollado diferentes tecnologías para valorar estos componentes en el laboratorio.

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La fracción fibra detergente neutra (FDN) está conformada por la hemicelulosa, celulosa y lignina. Dentro de estos tres, los mono gástricos, en alguna medida pueden utilizar la hemicelulosa. La norma EN ISO 16472 (AOAC 2002:04) describe un método para fibra detergente neutra. Por otro lado, la fracción fibra detergente ácida (FDA) está conformado por la celulosa y la lignina, y estos son los dos componentes que los mono gástricos no pueden utilizarlos dado que no cuentan con las enzimas específicas para su digestión. La metodología EN ISO 13906 (AOAC 973.18) detalla la forma de realizar esta determinación, así como la valoración de Lignina.

Las determinaciones de las fracciones FDN y FDA de los alimentos no son procesos de rutina en algunos laboratorios de análisis químicos y a esto se puede agregar que los nutricionistas de mono gástricos muy raras veces los consideran en la formulación de las dietas.

Otro concepto que se utiliza hoy en día en gran medida es el de polisacáridos no almidonados y dentro de esta fracción están considerados los β-glucanos, pectinas, gomas, incluyendo a la hemicelulosa y celulosa. Los tres primeros compuestos más el almidón resistente constituyen lo que se conoce como la fibra dietaría soluble. El método analítico para cuantificar este componente se encuentra en la norma AOAC 991.42/43 y en la AACC 32-07 en estos métodos también se valora la fibra dietaria total. Otro procedimiento para fibra dietaria total y soluble se encuentra en la AOAC 985.29.

Desde el punto analítico, la fibra dietaría total del alimento (o ingrediente) está conformada por todos los componentes de la pared celular más la fracción almidón resistente. (2)

La fibra cruda es una de las seis fracciones que reporta el análisis proximal del alimento y representa a la fracción INSOLUBLE después de ebulliciones sucesivas con ácido débil (H2SO4, 1.25%) y álcali débil (NaOH, 1.25%); el protocolo de determinación de fibra cruda “representa” lo que le sucede al alimento en el estómago (ambiente ácido) y a nivel del intestino (ambiente alcalino). La norma EN ISO 6865 (AOAC 978.10) describe el procedimiento analítico para esta determinación.

Desde el punto práctico, en la actualidad se sigue usando la cantidad (o porcentaje) de fibra cruda del ingrediente y/o alimento como criterio para “estimar” la densidad energética de las mismas.

Es conocida la relación existente entre el nivel de fibra cruda y la densidad energética: Más alto el nivel de fibra cruda, menor la densidad energética del alimento. (2)

Normas vigentes para determinación de fibra y fibra dietaria describen materiales básicos para la realización de las determinaciones, en la actualidad la compañía FOSS ofrece alternativas para realizar las determinaciones de fibra (Fibra total, fibra cruda, FDN, FDA y lignina) y fibra dietaria, cumpliendo los requerimientos normativos en tiempos más cortos y con menor manipulación de la muestra, con lo que se obtiene una mayor exactitud y reproducibilidad de los resultados.

FOSS cuenta con equipos para determinación de fibra por métodos analíticos tradicionales como los equipos de la familia Fibertec, estos equipos cuentan con la aprobación AOAC para la determinación de fibra total, fibra cruda, FDN, FDA, lignina y fibra dietaria, algunos de estos equipos se presentan en las figuras de la 3 las 6.

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Adicional a los equipos de determinación de fibra por método analítico (Fibertec), existe otra tecnología para determinación de parámetros fisicoquímicos de los alimentos de una forma más rápida, se trata de la tecnología espectroscopia de infrarrojo cercano NIR. Mediante NIR es posible realizar mediciones de hasta 10 parámetros físicos o químicos de una muestra de alimentos en forma simultánea, de manera que los resultados completos se obtienen en menos de 1 minuto. FOSS cuenta con instrumentos para la determinación de fibra (y otros parámetros fisicoquímicos) por tecnología de infrarrojo cercano (NIR).

Esta tecnología cuantifica la cantidad de energía infrarroja que es absorbida por los diferentes tipos de moléculas presentes en una muestra, cada molécula absorbe longitudes de onda específicas de acuerdo al tipo de enlaces que forman la moléculas, en este caso las moléculas de fibra, la energía absorbida por las moléculas es directamente proporcional al contenido de dicha molécula en la muestra que se está analizando.

Uno de los instrumentos que aplican tecnología NIR para determinación de fibra se denomina DS 2500 (Figura 9), este modelo cuenta con modelos de predicción desarrollados para el análisis de fibra cruda en harinas de origen vegetal y subproductos vegetales y alimento balanceado para diferentes clases de animales. Foss Analytical ofrece otros modelos de instrumentos basados en tecnología NIR como el Infratec NOVA, el XDS y otros, estos modelos son adecuados para que el usuario desarrolle nuevas aplicaciones en cualquier tipo de material orgánico.

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Los modelos de predicción para la determinación de fibra cruda se basan en la norma ISO 6865:2000 (Animal feeding stuffs – Determination of crude fibre content – Method with intermediate filtration).

La determinación de FDA y FDN también se puede realizar por medio de NIR, es estos casos el usuario puede desarrollar los modelos de predicción para estos parámetros realizando una recolección de muestras representativas que cubran la variación del rango de este parámetro en el producto que se quiera analizar.

En conclusión:

La fibra es un componente de gran importancia tanto para animales mono gástricos como para rumiantes poligástricos.

En animales mono gástricos como el pollo, la fibra mejora la digestibilidad de los componentes alimenticios de la dieta y con ello la absorción de los nutrientes.

En animales rumiantes poligástricos, el contenido de fibra mejora el procesamiento del alimento por parte del animal, desde el masticado, hasta el pH de los estómagos, lo que redunda en una mayor producción de grasa para aportarle a la leche y en general a un mayor aporte energético de la dieta al animal.

La calidad de la leche se afecta por el contenido de fibra del alimento.

Existen tecnologías instrumentales desarrolladas y producidas por Foss Analytical que facilitan la determinación de fibra en los alimentos, asegurando la confianza en los resultados, disminuyendo el riesgo para el operador y reduciendo el tiempo de respuesta.

La tecnología de espectroscopia por infrarrojo cercano NIR asegura la cuantificación de variedad de parámetros del alimento en forma simultánea y con resultados confiables en menos de un minuto por muestra, lo que facilita realizar controles más estrictos en los procesos con valoraciones frecuentes.

PURIFICACION Y ANALISIS DE FLUIDOS LTDA. Es el representante exclusivo de la marca FOSS en Colombia, si requiere información adicional con relación al análisis de alimentos, por favor no dude en contactarnos.

Bibliografia

  1. Martinez Mayuly, et al. La fibra en la alimentación del cerdo. Notas técnicas de la Asociación Cubana de Producción Animal (ACPA), revista ACPA 2/2004. Pag 19.
  2. Vilchez Perales, Carlos La fibra cruda y su importancia en la alimentación del monogastrico. Actualidad Agropecuaria, Lima Perú 13 Sep. 2013 http://www.actualidadavipecuaria.com/articulos/fibra-cruda-importancia.html
  3. Comunidad internet para la nutrición animal Costarricense FEEDNET, Programa de registro y control de calidad de alimentos para animales Convenio MAG-UCR http://www.feednet.ucr.ac.cr/bromatologia/ifd.htm.
  4. Notas de aplicación FOSS – AN 3486, AN 5378, AN 5376
  5. Gustavo, Blog de Biologia http://mundobiologico-geral.blogspot.com.co/p/morfologia-vegetal.html.