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Nutrición Animal Alimentos Concentrados M.V. Darío N Camps 3º Edición Todos los derechos reservados Por Darío N Camps Queda hecho el depósito que marca la ley ISBN.: 987-43-3242-5 IMPORTANTE El derecho de propiedad de esta obra comprende para su autor la facultad de disponer de ella, publicarla, traducirla, adaptarla o autorizar su traducción y reproducirla en cualquier forma, total ó parcial, por medios electrónicos o mecánicos, incluyendo fotocopia, grabación magnetofónica y cualquier sistema de almacenamiento de información; por consiguiente nadie tiene la facultad de ejercitar los derechos precitados sin permiso del autor, por escrito, con referencia a una obra que se haya anotado o copiado durante su lectura, ejecución o exposición públicas o privadas, excepto el uso con fines didácticos de comentarios, críticas o notas, de hasta mil palabras de la obra ajena, y en todos los casos sólo las partes del texto indispensables a ese efecto. Los infractores serán reprimidos con las penas del artículo 172 y concordantes del Código Penal (arts. 2º, 9º, 10º, 71º, 72º, ley 11.723) IMPRESO EN LA REPUBLICA ARGENTINA Se terminó de imprimir el día 23 de marzo de 2002, en talleres Gráficos Servi-Ser S.H. El Tordo 1314, Ituzaingó, Buenos Aires. República Argentina. Índice Alimentos Concentrados Energéticos...................................................................1 Almidón.................................................................................................................2 Características físico-químicas de distintos almidones........................................3 Gelatinización........................................................................................................4 Susceptibilidad enzimática del almidón................................................................5 Composición y Estructura de los Granos..............................................................6 Composición de la pared de los granos de los cereales.........................................7 Características Generales de los Granos...............................................................9 Granos “desnudos”..............................................................................................11 Grano de Maíz.....................................................................................................11 Grano de Sorgo....................................................................................................14 Grano de Trigo....................................................................................................16 Granos Bastos o “vestidos”.................................................................................17 Grano de Avena..................................................................................................17 Peso Hectolítrico.................................................................................................17 Grano de Cebada................................................................................................20 Procesamiento de granos....................................................................................21 Concentrados Energéticos Subproducto de la Agroindustria...........................27 Molienda de maíz y sorgo...................................................................................29 Subproductos Industriales del Grano de Trigo.................................................31 Subproductos Industriales del grano de Cebada, Avena, Maíz, Arroz............36 Otros Subproductos de la Agroindustria utilizados como conc. Energéticos..37 Melazas...............................................................................................................38 Pulpa de Cítricos................................................................................................38 Grasas y Aceites.................................................................................................40 Concentrados Proteicos. ....................................................................45 Concentrados proteicos de Origen Vegetal...................................................... 47 Concentrados Proteicos de origen vegetal con 20-30% de PB.........................48 Subproductos de la Cebada. .............................................................................48 Heces de malta....................................................................................................49 Raicillas o brotes de malta..................................................................................52 Subproductos del Maíz.......................................................................................52 Gluten feed .........................................................................................................52 Granos de Destilería...........................................................................................54 Semilla de Algodón.............................................................................................55 Cama de Pollo.....................................................................................................58 Concentrados proteicos de Origen Vegetal con 30-45% de PB........................59 Poroto de soja.....................................................................................................59 Subproductos Agroindustriales.........................................................................66 Tortas, Expellers y Harinas...............................................................................67 Harinas de Girasol. ...........................................................................................69 Harina de Porotos de Soja. ...............................................................................69 Harina de Semillas de Algodón. .......................................................................70 Gosipol................................................................................................................71 Harina de Maní..................................................................................................72 Harina de Lino...................................................................................................72 Harina de colza...................................................................................................73 Gluten meal.........................................................................................................73 Levadura de Cerveza. ........................................................................................74 PNDR de diversos ingredientes..........................................................................76 Concentrados Proteicos de Origen Animal y Marino........................................78 ¿contienen fibra los productos de origen animal?.............................................80 Características de las grasas de los subproductos..............................................80 Aminoácidos .......................................................................................................80 Harina de Carne..................................................................................................81 Tancaje................................................................................................................83 Harina de Sangre.................................................................................................83 Harina de Hígado................................................................................................84 Harinas de Subproductos de la Industria Avícola.............................................84Harina de Plumas. ..............................................................................................84 Harina Pollo.........................................................................................................84 Harina de vísceras de pollo ................................................................................84 Carne de pollo......................................................................................................84 Concentrados Proteicos de Origen Marino..........................................................85 Harinas de Pescado.............................................................................................85 Subproductos de la Industria Lechera. .........................................................87 Leche en Polvo. ..................................................................................................87 Leche Descremada. ............................................................................................88 Caseína................................................................................................................88 Suero de Leche....................................................................................................89 Nitrógeno No Proteico. ...............................................................................90 Urea................................................................................................................... 91 Biuret..................................................................................................................95 Alimentos Suculentos. .......................................................................................96 Raíces. ................................................................................................................96 Tubérculos..........................................................................................................97 Bibliografía.........................................................................................................98 Nutrición y Alimentación Animal 1 Alimentos Concentrados Energéticos. (Alimentos Básicos) De acuerdo a la clasificación clásica, se hayan comprendidos en este grupo todos los alimentos que tienen menos de 18% de Fibra Bruta, menos de 35% de FDN y menos de 20% de Proteína Bruta o Cruda y en general de Alta Energía. Los principales componentes son los granos de cereales y muchos de los subproductos derivados de la industrialización de los mismos (afrechillo de arroz y de trigo, sémolas, harinillas, etc.). Las grasas animales, los aceites o grasas vegetales y las melazas también se encuentran incluidas en esta categoría. GRANOS Casi todos los mecanismos fisiológicos requieren energía. Todos los parámetros de producción de carne/leche/lana, crecimiento, preñez, puesta de huevos, requieren cantidades elevadas de energía. Para una producción máxima el ganadero deberá emplear una ración con muchas calorías. Cuando se emplean raciones poco energéticas, por ejemplo alimentos con mucho forraje, el animal físicamente no puede ingerir (llenado del tubo gastrointestinal) el alimento necesario para cubrir sus necesidades energéticas si es preciso alcanzar adecuados índices de producción. Los granos son semillas de las plantas cerealeras, es decir plantas anuales que pertenecen a la familia de las gramíneas. Se administran al ganado por su alto contenido energético. Dentro de ellos, es el maíz el más utilizado para alimentación animal, la avena y el sorgo granífero ocupan un distante segundo puesto. Alimentos concentrados 2 s el el cual se halla en forma de pequeños gránulos. En algunos casos (sorgo y maíz) estos se hallan envueltos en una matriz proteica. Integran el endosperma de los granos en una proporción variable entre un 82 y un 90%. Constituye el principal polisacárido de la ración ingerido por los animales no rumiantes y en forma cuantitativa, en relación con los demás polisacáridos, es el que provee la mayor cantidad de energía para las necesidades de los animales y el principal carbohidrato de reserva de las plantas. Las partes verdes de las plantas, hojas y tallos, contienen pequeñas cantidades de almidón, encontrándose muy concentrado, además de en las semillas, en los rizomas y tubérculos. El almidón, es un polímero de la glucosa de alto peso molecular insoluble en agua que por hidrólisis con ácidos o enzimas se desdobla en varios productos intermedios (dextrinas, maltosas) y finalmente en glucosa. En forma cuantitativa está formado en general por dos tipos de polímeros: amilosa y amilopectina. El principal componente de los granos es el almidón, Nutrición y Alimentación Animal 3 La amilosa que es soluble en agua caliente representa el 25 al 30% del almidón total y aumenta con la madurez. Es una molécula lineal en la que 250 - 300 unidades de glucosa están unidas por enlaces alfa-1-4. La amilopectina (insoluble en agua caliente) es una molécula altamente ramificada con ramificaciones que se originan cada 24 - 30 unidades de glucosa con enlaces alfa-1-6 en el interior de las cadenas de cada ramificación. La relación amilosa /amilopectina varía en los distintos almidones, pero suele ser de una amilosa por cada tres amilopectinas (amilosa 25%). Características de los principales almidones Tenor de almidón (%MS) Amilosa (% almidón) Forma Temperatura de gelatinización (ºC) Avena 63-67 27 Lentic. 53-59 Trigo 59-75 26 Lentic. 58-64 Maíz ceroso 71-74 <1 Poliédrica 63-72 Maíz normal 71-74 28 Poliédrica 62-72 Maíz rico en amilosa 71-74 52-80 Filament. > 100 Cebada 65-69 20-30 Lentic. 51-60 Arroz 75-88 3-8 Poliédrica 68-78 Papa 65-85 15-80 Elipsoidal 58-68 Alimentos concentrados 4 Las diferencias estructurales del almidón implican diferencias en los sitios de digestión y en los productos finales. Debido a la gran cantidad de uniones hidrógeno en su superficie, algunos gránulos son bastante resistentes a la ruptura. El almidón de los tubérculos, como el que se encuentra en las papas, es tan resistente que debe ser cocido antes de utilizarse como alimento en el cerdo y las aves. El cocido con calor húmedo produce la ruptura de los gránulos de almidón y un cambio irreversible en la estructura cristalina de la molécula (gelatinización del almidón), de este modo se facilita el ataque enzimático permitiendo este hecho que sea incorporado a los alimentos de los carnívoros ya que aumenta su digestibilidad. Gelatinización del almidón: En presencia de un exceso de agua y a temperatura creciente, el gránulo de almidón pasa sucesivamente por tres etapas: 1. Inflado o hinchazón. 2. Gelatinización. 3. Solubilización. La gelatinización corresponde a un fenómeno de hinchazón irreversible observado cuando los gránulos de almidón son sometidos a una temperatura de 60 ºC en presencia de un exceso de agua. La gelatinización conduce, por destrucción de la estructura granular, a la formación de un engrudo que es una suspensión de gránulos inflados (fantasmas) y de macromoléculas solubilizadas que han difundido a partir de los gránulos. Los almidones de los tubérculos se comportan de forma distinta. Pasados los 70-80 ºC, la gelatinización comienza a ser importante (100 g de agua/g de almidón) y la solubilización de su contenido granular llega al 30%, lográndose una solubilización casi completa. Los procesos clásicos de gelatinización a una temperatura comprendida entre 50 a 85 ºC con un exceso de agua (relación agua/almidón > 1,5), tienen un rol importante en la fabricación de alimentos para animales. Dentro de estos procesos podemos señalar las importantes transformaciones que tienen los almidones durante el proceso de extrusión. Nutrición y Alimentación Animal 5 Susceptibilidad enzimáticadel almidón. Para lograr la hidrólisis del almidón, hacen falta una serie de enzimas que actúan a distintos niveles de la cadena de moléculas de glucosa, dando origen a compuestos de menor peso molecular. En el caso del rumiante, este conjunto de enzimas es aportada por la microflora ruminal y el animal huésped, aunque éste último no posee Amilasa. Enzima Enlace glucosídico atacado Productos Amilasa Endo 1-4 Maltosa-dextrina Amilasa Exo 1-4 Maltosa Aminoglucosidasa Exo 1-4 y 1-6 Glucosa Isoamilasas Endo 1-6 Dextrinas En los rumiantes la digestión de los almidones expresada como porcentaje del consumo es del 85 al 95% (proporción del almidón total ingerido que es digerido), siendo digerido en el rumen el 50 a 100% de lo digerido. A partir de estos datos concluimos que varias dietas con igual contenido de almidón, y la misma digestibilidad, pueden tener sitios de digestión diferentes, lo cual conduce a producciones diferentes y distintas eficiencias de utilización de la energía. En cuanto al uso de los concentrados energéticos en general para rumiantes en pastoreo, se hace necesario mencionar que debido a su alto contenido de carbohidratos de alta degradabilidad, el ambiente ruminal será impactado de manera diferente, en relación a la cantidad y tipo de concentrado administrado, disminuyendo el pH del rumen y afectando la digestibilidad de la fibra en distinto grado. La baja concentración de F.B. de estos alimentos, nos obliga a tomar ciertas precauciones para el caso de alimentar rumiantes y utilizar una gran proporción de granos en la dieta. En estos casos deberemos controlar y ajustar la concentración de fibra efectiva de la dieta. Esto es particularmente importante en alimentación por lotes (Feed-lots), donde normalmente se trabaja con dietas muy bajas en fibra y al límite de la acidosis ruminal. En estos casos extremos, el tenor de fibra efectiva (fibra larga) no debería ser inferior al 6% de la MS de la dieta (este concepto será ampliado). Alimentos concentrados 6 Estructura de los granos. Figura 1: Estructura del grano de maíz, sorgo, trigo y avena. Figura 2: Composición de granos de interés forrajero. Nota: Las envolturas del grano (Avena 25% y cebada 13%) no se consideran parte del mismo (Avena: 34 - 25 = 9% y Cebada: 20 - 13 = 7% corresponden a Pericarpio, Testa y Aleurona). Ceb Av. Maíz Trigo Sorgo Cent. Pericarpio, testa y aleurona. % 20 34 5 15 8 10 Almidón 4 Proteína 2 20 7 Endosperma % 77 63 82 82 82 87 Almidón 98 100 83 Proteína 75 72 74 Embrión (Germen) % 3 3 13 3 10 3 Almidón 2 13 Proteína 23 8 19 Nutrición y Alimentación Animal 7 El conocimiento de la composición de las distintas partes del grano hará comprensible la composición de los subproductos obtenidos a partir de la industrialización de los mismos. En el pericarpio, testa y aleurona se encuentra una pequeña proporción de las proteínas totales del grano, que en el caso del trigo alcanza un 20% de las proteínas del mismo. Como dijéramos anteriormente, en el endosperma harinoso, se ubica la casi totalidad del almidón y alrededor del 70 al 75% de las proteínas totales. El embrión o germen contiene una pequeña fracción de almidón y entre un 8 a 20% de la proteína total, y la mayor cantidad de la grasa del grano. Haciendo una “simplificación extrema” de lo que es suficientemente complejo, podemos decir que en esencia los granos son semillas que contienen un embrión (germen) almacenado junto a una reserva de energía en forma de grasas y azúcares, así como proteínas y enzimas que serán movilizadas durante el proceso de germinación. Rodeando al germen está el endosperma que consiste principalmente de gránulos de almidón que contiene la energía necesaria para asistir al desarrollo de la planta en su primera etapa. Estos gránulos están ligados entre sí por una matriz proteica. El paquete entero está envuelto en un pericarpio de celulosa, hemicelulosa y una pequeña cantidad de lignina que protegen a la semilla durante el proceso de maduración. Composición de la pared de los granos de los cereales. La industrialización de los granos para la obtención de productos destinados a la alimentación humana, extrae la mayor cantidad posible de almidón mediante procesos secos (molienda y separación de paredes) o húmedos (fermentación para producción de alcoholes, cerveza, etc.), quedando un residuo de composición variable, pero que en general tienen un alto contenido de paredes de los granos de cereales (afrechillos, heces de malta, granos de destilería, glutenfeed, etc.). Las paredes de los granos de cereales (testa, aleurona y pericarpio), comprenden una fracción variable del 4 al 9% sobre el grano entero. El pericarpio está compuesto casi totalmente por glúcidos parietales (85-95%) : Hemicelulosa (arabinoxilanos y glucanos), celulosa y una cantidad variable de proteína formando parte de glucoproteínas parietales. Alimentos concentrados 8 Composición (en % de la materia seca) de las paredes de los cereales y de los frutos de las leguminosas. Fruto de leguminosas Cereales Parénquima Tejidos lignificados Parénquima Tejidos lignificados Sust. pécticas 35-40 5 0-0,5 0-0,5 Celulosa 35 40 3-5 30-35 Hemicelulosas 10 25-30 80-85 45-50 Glucoproteínas 10-20 5 10 5-10 Lignina y ác. fenólicos 5 20-25 5 15 Nutrición y Alimentación Animal 9 Características generales de los granos. Figura 2. Composición química media de un grano. (Base 100% de Materia Seca. Análisis Proximal). Proteína Bruta 10% Grasa 3% Cenizas 2% Fibra Cruda 4% ELN 81% Contenido de Materia Seca = 85 a 90%, dependiendo del método de cosecha y de las condiciones de almacenamiento. FB = el contenido de fibra varía desde 12% en Avena y 5% en cebada (granos vestidos ó bastos), hasta 2,5% a 3% para trigo, sorgo, maíz, (granos desnudos). P.B. = 8 a 12%, de la que es digestible el 75 al 80%. La lisina es el principal aminoácido limitante. E.E. (Extracto etéreo) = variable de 1 a 6% (Triglicéridos), mayor porcentaje en el embrión o germen de la semilla. Los principales ácidos grasos son el palmítico, linoleico y oleico. ELN (Extracto Libre de Nitrógeno) = Almidón: 70% Azúcares, dextrinas, pentosanos: 6 a 10%. Alimentos concentrados 10 CE (Carbohidratos estructurales) = pared celular. Cenizas = el contenido es bajo, alrededor del 2% (98 % de MO: materia orgánica). Contenido Energético para rumiantes: Avena ( FB 12%) = 2,8 Mcal. EM / Kg MS. Maíz ( FB 3%) = 3,4 Mcal. EM / Kg MS. Ref.: Mcal. = 1 Megacaloría = 1.000 Kilocalorías. EM = Energía Metabolizable. Kg MS = Kg de Materia Seca. Contenido de minerales y vitaminas: Minerales: son pobres en Calcio y adecuados en Fósforo bajo la forma de fitatos. Vitaminas aportan vitamina E (sobre todo el trigo y centeno), ricos en vitamina B1, son pobres en vitamina A a excepción del maíz amarillo y deficientes en vitamina D. La variación de la calidad de una muestra a otra constituye un problema especial y particular en los alimentos básicos. El hecho de que los alimentos se agrupen en categorías de propiedades nutritivas generales similares, no significa que diferentes muestras de un mismo alimento tengan la misma composición química. Por ejemplo diferentes muestras de maíz descascarillado pueden variar de un 8 a un 15% de PB; el trigo de un 9 a un 19%, la avena de un 10 a un 18%; etc. Esta variabilidad entre distintas muestras constituye indiscutiblemente un factor a tener en cuenta en la sustitución de alimentos, considerando, desde luego que la composición química de los alimentos tiene una importanterelación con su valor alimenticio, aunque no lo define. La composición de los granos, si bien es mucho más uniforme que la de los forrajes, también presenta variaciones que deben tenerse en consideración. Nutrición y Alimentación Animal 11 Los alimentos importantes de este grupo se consideran en dos subgrupos en relación a su contenido de Fibra Bruta. El maíz, trigo, centeno, trigopiro, triticale, u otra semilla sin cáscara constituyen un primer grupo: “granos desnudos”. La cebada y la avena, por otro lado, después de trilladas (cosechadas a máquina), permanecen encapsuladas en sus glumas, debido a lo cual se les conoce con el nombre de “granos bastos o vestidos”. A causa de esta división de los alimentos básicos será de utilidad, con respecto a la consideración de su calidad, tratar con algún detalle, las características que dan sus propiedades nutritivas. Granos “desnudos” Grano de Maíz Dentro del grupo de alimentos básicos pobres en fibra, el maíz es el alimento clave en la formulación de raciones para los animales. Es el grano más utilizado sobre todo para aves y cerdos y el más empleado para vacunos en pastoreo (carne o leche) o en la alimentación por lotes (Feed-lot.). Es el que posee menos proteína bruta y más energía utilizable. La fracción proteica está formada por dos proteínas: la Zeína, presente en el endosperma, es la más importante cuantitativamente, pero es deficiente en lisina y triptófano. La otra proteína, la Glutelina, que está en el endosperma y en el germen es más rica en esos aminoácidos. El maíz amarillo es rico en criptoxantina (pro-vitamina A). El contenido en lípidos o extracto etéreo del maíz (conjuntamente con la avena), es mayor que el de la media de los alimentos básicos. Esto es a la vez una ventaja y un inconveniente. No hay duda que gran parte de la aceptabilidad del maíz por parte de los animales se debe a su contenido graso, no por su aceite en sí, sino debido más bien al efecto de su grasa sobre la naturaleza física del grano molido. No obstante el alto contenido en grasa presenta un claro inconveniente, pues el maíz molido se enrancia fácilmente. Este enranciamiento puede ser sólo ligero, dando entonces lugar únicamente a una pérdida superficial de su sabor, o puede ser tan intenso que origine el recalentamiento, con el acompañamiento de efectos adversos sobre el valor nutritivo. En general el maíz molido no puede ser almacenado sin riesgo de tal alteración. Es una buena fuente de ácido linoleico, por lo cual su inclusión en la dieta es muy beneficiosa para gallinas ponedoras. Sin embargo la presencia de éste y otros ácidos grasos insaturados hace que se limite su utilización en la terminación de pollos parrilleros y cerdos pues puede provocar la aparición de canales (reses) con grasa blanda. Además contiene entre 8 a 20 ppm. de xantófila (pigmentante), que le da color a la yema del huevo y piel de las aves. Alimentos concentrados 12 El almidón del grano de maíz tiene la particularidad de que es parcialmente degradado (alrededor del 50%) en el rumen, pasando el resto inalterado al intestino delgado (almidón by-pass) donde es digerido hasta moléculas de glucosa las que son absorbidas como tales, mejorando la eficiencia energética del almidón en el rumiante. Parámetros de degradación “in situ” del almidón de algunos granos y subproductos. Darío N Camps 0 100 200 300 400 500 600 700 800 A lm id ón ( g/ k gM S ) M aíz Sorgo Cebada Avena Trigo Afrechillo de trigo By-pass f.degradable f.soluble Degradabilidad in situ de los almidones Alimentos Concentrados El procesamiento mediante molienda gruesa (partido a 4-8 mm.) puede, en ciertos casos (dietas bajas en grano) mejorar la digestibilidad del almidón desde 77-88% en el grano entero a 92-94% en el grano partido. En general el procesamiento del grano de maíz así como el de otros granos, modificará el sitio y la extensión de la digestión del almidón contenido en el mismo. Nutrición y Alimentación Animal 13 Si se destina a la alimentación de animales de compañía es importante que sufra un proceso térmico para poder ser digerido. Los cachorros toleran niveles de almidón más bajos que los adultos (hasta 40-50% de la dieta) y los gatos aún menos (hasta 35%). Para su almacenaje, sobre todo para casos prolongados, el maíz no debe tener más del 12 % de humedad. Para el caso de partidas con contenidos de humedad mayores a los citados, se hace necesario proceder al secado del grano lo que agrega un costo e imposibilita el uso posterior del mismo para su siembra. Es frecuente en nuestro país la contaminación del maíz con hongos productores de aflatoxinas, constituyendo una de las principales desventajas a considerar en la utilización de este producto. Las aflatoxinas son sustancias hepatotóxicas y cancerígenas producidas por algunas cepas de Aspergillus (flavus, parasiticus, etc.) que además del daño producido al animal, contaminan la leche, siendo la población infantil particularmente sensible a las micotoxinas. Para producir la toxina, el hongo necesita de un mínimo de 18% de humedad en el sustrato para el caso del grano de maíz, sorgo y trigo y alrededor del 10% para el grano de maní. La semilla de algodón también resulta a veces contaminada. El riesgo es mayor en caso de presencia de una alta proporción de granos quebrados, ya que en estos casos el sustrato se encuentra totalmente expuesto al ataque del hongo. En la actualidad existen fuertes restricciones en los países desarrollados (principalmente la Comunidad Económica Europea), para importar alimentos contaminados con las sustancias mencionadas. En condiciones favorables, una hectárea de maíz produce el doble de energía utilizable que cualquier otro grano de cereal. Este elevado rendimiento es una Diferencias de pH ruminal con la administración de GM entero o partido en Dietas con Alto contenido de Grano. 5,4 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 6 6,1 6,2 6,3 6,4 0 2 4 6 8 10 12 Tiempo (horas post-ingestión) p H Entero Partido Alimentos concentrados 14 consideración económica que justifica el que el maíz sea una cosecha muy importante en las áreas en que las condiciones climáticas son apropiadas para el desarrollo de este cultivo. * Grano de Sorgo: Es un excelente alimento para la mayoría de las especies de ganado. Tiene entre el 90 y el 95% de la energía del maíz para el caso del bovino y cerdo y del 100% para caballo, aves y conejos. Su tenor proteico es algo mas elevado que el del maíz, aunque la digestibilidad es menor. Los aminoácidos limitantes son lisina y treonina. Dentro de los híbridos y variedades de sorgos graníferos, existe una gama de distintos tipo de endosperma que van desde los harinosos hasta los córneos, haciendo variar su digestibilidad como se puede apreciar en el siguiente cuadro: Cuadro 2: Tipos de endosperma y digestibilidad del grano de sorgo. Tipo de endosperma Digestibilidad de la materia seca. Endosperma Harinoso 80 % Endosperma Ceroso 75 % Endosperma Córneo 48% Nutrición y Alimentación Animal 15 Microfotografías de escaneo electrónico de dos variedades de grano de sorgo (ceroso = panel inferior (4-5-6) = waxy y córneo = panel superior ), luego de 2 hs. de digestión con 2 amilasa. En la fotografía se identifica la matriz proteica que envuelve los gránulos de almidón del grano de sorgo y su condensación en el sector periférico (zona córnea), la variedad cerosa muestra una importante digestión del almidón revelada por espacios vacíos (SV). La presencia de tanino influye negativamente en la utilización del grano de sorgo de varias maneras: 1. La apetecibilidad del grano disminuye, por lo cual decrece su consumo. 2. Los taninos inhiben la acción de determinadas enzimas. 3. Las sustancias tánicas se combinan con las proteínas haciéndolasinsolubles y disminuyen su digestibilidad. El grano de sorgo, por lo anteriormente citado y por ser un grano de tamaño pequeño y de tegumentos duros (gran proporción pasa no digerido por permanecer entero) necesita ser procesado para su mejor aprovechamiento por parte del animal. Entre los métodos de procesamiento se encuentran desde los más simples, como el partido o aplastado, hasta otros más complicados para los que se requieren equipos industriales especiales, como son la transformación del grano en escamas, copos, tratamiento con vapor y presión, el reconstituido mediante agregado de agua y luego partido o aplastado, etc. Alimentos concentrados 16 En rumiantes, su almidón del grano de sorgo se degrada parcialmente en rumen (42%), menos que el de maíz (50%), por lo que se dice que el grano de sorgo es el que tiene mayor cantidad de almidón by-pass. En aves no es recomendable su uso en una proporción mayor al 10 ó 30% y en cerdos del 30% al 70%, pudiéndose sobrepasar este valor en función del ajuste de la proteína de la dieta mediante el uso de un concentrado proteico. * Grano de Trigo: Es el grano de mayor contenido de proteína y de un valor energético similar al del maíz y mayor al del sorgo. Es muy apetecido por los animales. Cuando se lo utiliza para la alimentación de bovinos, cerdos y aves y se encuentra finamente molido constituyendo más de la tercera parte de la ración, ocasiona dietas pesadas, pastosas y poco gustosas y al ser ingerido forma, al tomar contacto con la saliva, una pasta que resulta desagradable para el ganado, el que responde con un descenso en el consumo de la ración. El almidón del trigo (también cebada y avena) es de alta y rápida degradabilidad ruminal, conteniendo un 70% de fracción soluble (se asume que esta fracción se solubiliza en forma instantánea), y solo posee una muy pequeña fracción que pasa indigerida al intestino. Esta propiedad del grano de trigo, explica porque es frecuentemente acusado de ser causa de procesos acidóticos que resultan altamente perjudiciales para el ganado. Veamos el resultado de un ensayo que es ilustrativo al respecto. Figura 2: pH del líquido ruminal en cada tratamiento. Efecto sobre el pH ruminal de la sustitución parcial de grano de maíz por grano de trigo. 5,4 5,6 5,8 6 6,2 6,4 6,6 15 30 60 75 p H pH Nutrición y Alimentación Animal 17 En este trabajo se suministraron, previo acostumbramiento al concentrado, 7 kg./día de grano de maíz a vacas lecheras pastoreando forrajes de buena calidad, sustituyéndose cada 5 días un 15% de dicho grano por grano de trigo, ambos molidos. A medida que se sustituyó el maíz por el trigo el pH ruminal decreció, hasta llegar a valores por debajo de 5,8 con el 90% de trigo. En cerdos no existen límites de inclusión, por lo que puede suministrarse sin restricciones en esta especie. Granos Bastos (vestidos). Como ya hemos indicado, el mayor contenido en fibra de los llamados granos bastos se debe a la presencia de glumas o cascarillas. La causa de las variaciones de calidad que presentan estos granos estriba en que la proporción entre el grano descascarillado y las cascarillas está sujeta a una amplia variación, dependiendo de la especie, modificada por las condiciones estacionales del cultivo (sequía, variedad, etc.). No solamente varían las semillas mismas, sino las cosechas también, pues en la recolección, pueden obtenerse, además de los granos intencionadamente sembrados, las semillas de otras plantas sembradas anteriormente y recolectadas o de las impurezas (semillas extrañas) del grano sembrado, cosa que es más frecuente en este tipo de cereales. Grano de Avena: Contiene de 10 a 12% de Fibra Bruta, por lo que el valor energético de la avena es menor que el de la cebada (FB 5%). La variación de calidad entre los distintos lotes de avena puede ser muy amplia y las consecuencias nutricionales al ignorar esta característica son manifiestas. Existe la costumbre de racionar este grano, así como el de cebada por peso (Kg) o por capacidad (litros), sin tener en cuenta la variedad en cuanto a las diferentes partidas recibidas. Es por ello que una partida ofrecida a “buen o muy buen precio”, seguramente resultará en una compra “mala a muy mala” y un resultado acorde a la compra. Introduzcamos en este punto una de las Características Físicas de los granos, que adquiere singular importancia al hablar de granos bastos y es el: Volumen y Peso Hectolítrico: El Peso Hectolítrico se define de diversas maneras, pero todas las definiciones en resumen indican que por unidad de volumen (esto es, litro ó hectolitro) los alimentos de mayor volumen tienen menor peso y producen relativamente poca energía útil biológicamente. Normalmente podemos suponer justificadamente que el TND (es una manera de expresar la energía de un alimento y se denomina Total de Nutrientes Digestibles) o la E.D. (Energía Digestible) de los alimentos básicos están absolutamente correlacionadas con el peso por litro (u otra medida de capacidad). La causa de esta relación corrientemente se atribuye al nivel de la fibra del alimento debido a que, de las cuatro fracciones potencialmente energéticas la fibra bruta es la menos digestible. Alimentos concentrados 18 Veamos con un ejemplo práctico cómo se calcula el Peso Hectolítrico. Unidad de Peso 62 Kg Peso Hectolítrico = = = 0,62 Kg./lt. Unidad de capacidad 100 lts. 1 litro de la avena que estamos considerando pesó 620 g. 62 es el Peso Hectolítrico de la avena para este caso en particular (62 Kg cada 100 litros). La avena es un alimento básico que, a causa de la variedad (características varietales, Ej.: Avena var. Cristal, Sure-grain, Millauquén, etc.), épocas de la siembra, y de las condiciones estacionales de cultivo puede variar de 25 (0,25 Kg/ lt.) a más de 60 Kg de peso por hectolitro (0,62 kg./lt.). Una avena de buena calidad debería tener un Peso Hectolítrico de alrededor de 55. Los valores de TND correspondientes pueden oscilar del 60 al 75%. Así es que se habla de “avena pesada” (buena calidad) o ”avena liviana” (aveces llamada “chuza”, de inferior calidad). Empleando estos valores el ganadero, cuidador de caballos, etc., requerirá unos 0,7 hectolitros de avena de poco peso para aportar el TND que aportan 0,31 hectolitros de la muestra pesada. El costo por tonelada del grano menos pesado deberá ser para este caso de aproximadamente la mitad del de mejor calidad en nuestro ejemplo y su racionamiento, acorde a este resultado. Nos detendremos brevemente en este punto con la finalidad de ampliar estos conceptos mediante el desarrollo de un ejemplo práctico. Alimento 1 = TND 75% (2,7 Mcal. EM/Kg.MS) y Peso Hectolítrico 0,5. Alimento 2 = TND 70% (2,5 Mcal. EM/Kg.MS) y Peso Hectolítrico 0,4. Para que ambos alimentos aporten 1kg. de TND o 3,6 Mcal. E.M tendremos Alimento 1 = 1,33 Kg (1 / 0,75). Alimento 2 = 1,43 Kg (1 / 0,7). Pero si expresamos la asignación en litros para aportar 1 Kg TND o 3,6 Mcal. EM/kgMS, el razonamiento será el siguiente: Alimento 1 = el peso de 1 litro es de 0,5 Kg y el contenido energético del alimento es de 0,75 Kg TND/kg. por lo que la energía (expresada como TND) contenida en un litro será de: 0,5 * 0,75 = 0,375 Kg. TND/lt. Nutrición y Alimentación Animal 19 Para 1kg. de TND tendremos que aportar: Alimento 2 = siguiendo el mismo razonamiento con los valores del alimento 2, llegamos a que el mismo posee y para aportar la misma cantidad de energía que el Alimento 1. Conclusión: La diferencia comparativa por peso es aproximadamente 7%, pero por volumen es de 34%. (3,57 / 2,66 = 1,34 = 34% más del alimento 2). La dificultad estriba en que no siemprese hacen estos cálculos y por lo tanto se desconoce cuántos litros de ración voluminosa es necesario administrar para aportar los nutrientes contenidos en una mezcla más concentrada y así son los resultados en la práctica!!!. Es indiscutible que el empleo de un grano más voluminoso y liviano, en lugar de otro más pesado, reduce la energía que aportamos en la ración. Así se han establecido algunas relaciones que sirven de referencia: una reducción de 70 g. de peso en el alimento básico corresponden aproximadamente a una reducción de 2,5 unidades de porcentaje de TND. Por su alto contenido de Fibra Bruta no es recomendada para la alimentación de las aves. En al alimentación de cerdos y también por la misma razón, su uso queda limitado a los valores expuestos en el siguiente cuadro: Cuadro 3 : Restricciones en el uso (límite de inclusión) de Grano de Avena en alimentación de cerdos. Iniciación 20% Lactación 15% Crecimiento y Terminación. 20% En común con algunas recientes variedades de maíz es un grano con alto contenido de lípidos. Por ser los mismos, ricos en ác. grasos no saturados, se disminuye la consistencia de la grasa corporal en los monogástricos, siendo esta una de las razones por las que su uso se encuentra limitado para períodos de terminación en el proceso de engorde de estas especies. Es un grano que generalmente se administra entero, ya que el aplastado ó molienda aumenta ligeramente la digestibilidad (en rumiantes la digestibilidad del almidón pasa 2,66 lt (1 / 0,375) 0,28 Kg. TND/lt. 3,57 lt (1 / 0,28) Alimentos concentrados 20 de 94 a 99%), no alcanzando este beneficio para amortizar los costos para su procesamiento. Las pérdidas fecales (expresadas como % de lo consumido) producidas cuando se suministra como grano entero a novillos son bajas, siendo de alrededor del 6,7% del grano y 6,6% del almidón. * Grano de Cebada. De los varios tipos de cebada existentes, mencionaremos la cebada cervecera ( FB < 4,5%) y la cebada forrajera(4,5 a 5,7% de fibra bruta). Esta diferencia en el contenido de fibra se ve reflejada en el peso hectolítrico que para el caso de la cebada cervecera es superior a 68 y entre 62 y 68 para la forrajera. La relación entre las características del grano de cebada en cuanto a su contenido de fibra y peso hectolítrico son similares a lo ya comentado para avena. El siguiente gráfico ilustra este caso. A diferencia con la avena, la cebada es un grano con menor contenido de fibra bruta, lo que lo hace más energético. Su almidón es de alta degradabilidad (digestible en el rumen) en rumiantes (60% de fracción soluble). El procesamiento del grano (aplastado, molido) mejora sensiblemente su digestibilidad en rumiantes, llegándose a valores cercanos al 100% con 94% de degradabilidad. Si se administra sin procesar a novillos son esperables pérdidas fecales del 48% del grano ingerido y del 51% del almidón. Su bajo contenido en lípidos (2%) y el elevado tenor de ácidos grasos saturados (bajo índice de Iodo), hacen a la cebada un grano de elección para la terminación de cerdos pues produce reses con grasa firme. Su utilización en la alimentación de pollos parrilleros se ve restringida o no recomendada por el tenor de fibra de la cebada. Nutrición y Alimentación Animal 21 Para cerdos tenemos que considerar los siguientes límites de inclusión: Cuadro 4: Restricciones en el uso de Cebada en alimentación de cerdos. Iniciación 25% Gestación y Lactancia. 85% Crecimiento y Terminación. 85% Procesamiento de los granos: Métodos de Procesamiento Aproximadamente el 70 al 80% de la materia seca de los granos de cereales es almidón. El almidón es más digestible en algunos granos que en otros. La disponibilidad del almidón es también diferente entre variedades de un mismo grano. La mayoría de los métodos de procesamiento han sido desarrollados para aumentar la disponibilidad del almidón cuando los granos son administrados al ganado. Algunos métodos nuevos no han sido todavía evaluados en profundidad por lo que es difícil poder compararlos con seguridad. También es difícil estimar los costos de procesamiento, ya que el valor de los equipos y la energía son cambiantes. Grano entero. La utilización en rumiantes, del grano seco sin procesar depende del tipo de grano (sorgo es siempre procesado, avena nunca), edad de los animales que van a ser alimentados (maíz en jóvenes, puede no procesarse) y nivel de grano en la dieta (maíz en dietas base forrajes: quebrado; en dietas “alto-grano”: entero). Molido. Se hace generalmente con molinos a martillo. Los factores relacionados con la intensidad del proceso son: tamaño de los orificios de la malla, tamaño de los martillos, potencia y velocidad de trabajo, tipo de grano y contenido de humedad. Las diferencias en la performance animal observada en distintos ensayos, es debida generalmente al tamaño de partícula. Partido Seco. En general se prefiere al molido. El grano es pasado entre rolos acanalados. Las partículas obtenidas varían desde muy pequeñas a groseras. El tamaño de las mismas depende de el peso de los rolos, medida de las canaletas, presión y abertura, tenor de humedad del grano y ritmo de ingreso del grano al molino. Alimentos concentrados 22 Tratado con vapor y partido. El grano es expuesto a una corriente de vapor durante 1 a 8 minutos antes de ser partido. Este proceso es denominado aveces “crimping” o “steam crimping”. El vapor ablanda el grano, obteniéndose un producto que no se disgrega tanto como el partido en seco. También es ligeramente incrementada la humedad. Este método no ofrece ventajas apreciables sobre partido o molido. El valor de este proceso ha sido en general sobrestimado. En algunas circunstancias puede mejorar la palatabilidad y la aceptación por los animales debido al tamaño de partícula y aspecto físico. Peleteado. El grano es molido o partido previamente a su introducción en la peleteadora. Las mayores ventajas de este producto son la facilidad para su manejo, la reducida selección del alimento y las menores pérdidas. La ventaja económica sobre molido o quebrado seco es despreciable, a pesar de que la eficiencia es mejorada en algunos casos. Es muy raro que los beneficios del peleteado alcancen a cubrir los costos de elaboración. Copos de cereales (steam flaking). Fue ésta la primer técnica moderna que logró un marcado aumento en la ganancia diaria y en la eficiencia del grano de sorgo. El grano es cocido, en una máquina de termofabricación de copos, con vapor (120/130 ºC) en condiciones de presión atmosférica corriente durante 15 a 30 minutos según el tipo de cereal, antes de su aplastado. El aplastado se realiza por el pasaje del grano entre dos pesados rolos aproximados casi a tolerancia cero. El producto es una lámina delgada con un peso hectolítrico de 28 kg. a 36 kg. y 16 a 20% de humedad. El proceso de laminado causa la gelatinización de los gránulos de almidón (hidratación y ruptura de la molécula de almidón) tornándola más digestible. El espesor de la lámina y el nivel de gelatinización están influenciados por el tiempo de exposición al vapor, temperatura alcanzada, humedad del grano, separación de los rolos y tipo y variedad del grano. Nutrición y Alimentación Animal 23 Laminado a presión (Pressure flaking). Mediante este sistema el grano es sometido al vapor a presión durante un corto tiempo. La presión utilizada es de alrededor de 4kg/cm2 durante 1 o 2 minutos. El equipo trabaja con puertas de cierre y apertura por aire comprimido, cuyo accionar permite la entrada y salida del grano de esta “cocina al vapor”. El grano alcanza en esta cámara una temperatura de 150 ºC. Una vez que el grano es expelido fuera del calentador, es introducido en una torre de enfriamiento donde su temperatura desciende a menos de 90 ºCy 20% de humedad antes de ser aplastado. La láminas producidas por este método son menos quebradizas que las del sistema anterior, por lo que resultan menos fragmentables durante su manipulación desde la máquina procesadora hasta que es mezclado y ofrecido al animal. Alimentos concentrados 24 Grano cosechado con alta humedad (High-Moisture Harvesting). El grano es cosechado y almacenado conteniendo 20 a 30% de humedad (óptimo 28%). Los granos de cereales están fisiológicamente maduros cuando el contenido de humedad es inferior a 38-40%. El grano alta humedad debe ser almacenado: a) Entero: no puede ser compactado adecuadamente si se lo almacena en silos horizontales (silobags). Si se opta por esta forma, ácidos orgánicos o urea deben ser agregados como conservantes. El uso de silos verticales para grano entero es interesante, debiéndose cuidar de que se trate de una estructura que evite la entrada de oxígeno. En caso de que esto último no esté asegurado, es conveniente revestir interiormente el silo con nylon resistente. b) partido/molido: permite una aceptable compactación en silos puente o bunker, que deben cubrirse perfectamente con nylon. También es frecuente la utilización de bolsas de longitud y diámetro variables (silobags), así como de distintas resistencias del nylon con el que están confeccionadas. Reconstituido. El grano seco es reconstituido hasta el 25 a 30% de humedad y almacenado entero en estructuras oxígeno-limitantes por un período no inferior a 10 - 20 días antes de su utilización como alimento de los animales. El grano siempre debe almacenarse entero y será partido o molido antes de ser suministrado a fin de obtener mejoras en la eficiencia. Preservación química: Acidos, usualmente propiónico o una combinación de acético/propiónico son agregados a el grano cosechado húmedo para permitir el almacenamiento del grano entero húmedo en estructuras convencionales como grandes depósitos de madera o silos trinchera. Cuanto más humedad contenga el grano, tanto mayor será la cantidad de ácido a agregar; por lo tanto el costo de la preservación química aumenta con el incremento de humedad del grano. Este método es utilizado en programas de conservación de granos cosechados con alta humedad y no debería confundirse con el procedimiento de reconstitución. Nutrición y Alimentación Animal 25 “Pochoclo” (Popping). El grano seco con 10 a 14% de humedad es reventado al ser expuesto a una corriente de aire a una temperatura de 370 ºC a 430 ºC durante 15 a 30 segundos. La mayor parte del grano explota, y el producto resultante tiene una apariencia similar la “popcorn” corriente. El contenido de humedad es de 3%. Este proceso causa la ruptura de los gránulos de almidón. Esto se logra al convertir la humedad natural del grano en vapor de agua que causa la gelatinización del almidón y la violenta expansión de los gránulos. El aplastado y rehumidificación de este producto son generalmente esenciales. Micronización (Micronizing). El grano seco (humedad normal de almacenaje) es expuesto al calor infrarrojo emitidos por pantallas a gas para pasar luego entre dos rolos con características especiales para este proceso. El grano sale a una temperatura de 150 ºC. Los rolos tienen una ranura espiral que ejerce una importante presión paralela y en diagonal sobre el grano. El producto terminado tiene una apariencia similar a las escamas (steam flakes). La temperatura que alcanza el grano y el espesor del producto final pueden regularse. La densidad, expresada como peso hectolítrico de los granos micronizados varía normalmente entre 23 y 39 kg. y es recomendable un peso aproximado de 32 kg. Exploding. Esta técnica involucra la introducción de unos 100 kg. de grano en un recipiente de acero parecido a una botella en el que es inyectado vapor de agua hasta que la presión lega a 250 libras/pulgada cuadrada. Luego de 20 segundos, se abre una válvula que permite la salida del grano que tiene la forma de esferas expandidas, y está desprovisto de sus envolturas. Por la alta presión, la humedad fue forzada a penetrar en el grano, los que al ser súbitamente liberados aumentan de tamaño varias veces. Tienen un aspecto similar a los copos de cereal utilizados con el desayuno. Extrusado (Extruding). El procesamiento por extrusión fue aplicado por primera vez a los alimentos secos expandidos para alimentación animal en la década del 50. El grano extrusado, es producido por una máquina (extrusora), mediante calor y presión obtenidos por la fricción producida al ser transportado el grano por un tornillo cónico y forzado a través de una placa perforada tomando a su salida la forma de cintas que rompen en escamas de aproximadamente 0,8 mm de espesor. Varios factores, incluyendo la humedad del grano, tienen influencia en el producto final. Alimentos concentrados 26 Tostado (Roasting). El grano es introducido en una tostadora similar a la utilizada para grano de soja. El grano es calentado a unos 150 ºC y queda con un ligero olor a tostado, untuoso al tacto y color acaramelado. La elección de la técnica de procesamiento. La elección de la técnica está altamente correlacionada con el tipo de grano a utilizar en la alimentación. Un determinado método puede estar altamente aconsejado para cierto grano y ser perjudicial para otro. Por ejemplo, el grano de maíz puede ser utilizado entero en dietas “alto-grano”, pero no sucede lo mismo con el sorgo. Los sistemas a presión son interesantes para sorgo pero no para trigo. La comparación entre técnicas de procesamiento es dificultosa debido a la gran cantidad de interacciones entre métodos y componentes de la dieta (nivel de forraje, tipo de granos, etc.). Los productores deben orientarse tomando en cuenta pruebas comparativas realizadas en condiciones muy similares a las que va a poner en práctica. Nutrición y Alimentación Animal 27 Subproductos de la Industria de los cereales. Introducción La industrialización de los commodities agrícolas (materias primas sin elaborar) ofrece en el mercado una gran cantidad de productos derivados del procesamiento, principalmente de granos, que tienen significativo valor como alimento del ganado y que, frecuentemente, se encuentran disponibles a precios atractivos. Dada la creciente importancia adquirida, su estandarización y mejoramiento en la industria es hoy una realidad. Afrechillo de trigo y arroz, semilla de algodón, granos de cervecería, granos de destilería secos o húmedos, harina de girasol, harina de soja, gluten feed de maíz seco o húmedo, pulpa de citrus seca o húmeda y tantos otros son cada vez más y mejor utilizados en las explotaciones ganaderas Argentinas. Los sistemas de producción reciben presión a través de la demanda de un mercado pecuario que está comenzando a requerir con mayor frecuencia productos de calidad diferenciada. Actualmente se requieren nuevas tecnologías donde los subproductos agroindustriales desempeñan un rol protagónico. La transferencia de la producción de los sistemas tradicionales a los nuevos, no implica una conversión total, sino la incorporación parcial de tecnologías cuyo objetivo será lograr una mayor estabilidad de la empresa. Aspectos generales. Figura 4. Alimento clave: Afrechillo de trigo (Composición química base 100% de materia seca). Trigo, salvado, mol seco, (4). P.B. 18% F.C. 12% E.E. 4% Cenizas 7% E.L.N. 59% Encontramos dentro de esta categoría una serie de subproductos de la industria de los cereales que se caracterizan por tener (de acuerdo a la clasificación que venimos utilizando) un contenido de FB menor a 18% y de PB menor al 20% por lo que, según Alimentos concentrados 28 vimos, pertenecen al grupo de los concentrados energéticos. Hay otra serie de subproductos de los granos que por tener un alto tenor proteicose verán dentro del capítulo de Concen-trados Proteicos de Origen Vegetal. La nomenclatura oficial puede definir parcialmente el proceso de obtención de los subproductos, así como el sistema que utilizan las tablas del NRC (como vimos al comienzo). El conocimiento del proceso empleado en la elaboración del subproducto, y su relación con la composición estructural y química de los granos (Cuadros 1 y 2), frecuentemente son útiles para comprender las propiedades nutricionales de dicho alimento. Veamos algo de esto. Todos los granos se pueden dar al ganado, en su estado intacto inicial o procesados. Además a la mayoría de los granos se los muele de alguna manera para preparar alimentos para consumo humano. En estos procesos de molienda se forman diversos subproductos que en general se consideran de escasa utilidad para consumo humano pero que se utilizan mucho como alimentos del ganado. Agruparemos los procesos industriales de acuerdo al tipo de grano. La molienda para centeno y trigo son casi similares por lo que pasaremos a sintetizarla con unos pocos conceptos: El proceso, que tiene como objetivo la elaboración de harinas destinadas al consumo humano, consiste básicamente en la separación de las envolturas del grano y el embrión del endosperma. Se inicia con procedimientos de limpieza del material que se va a procesar, procurando eliminar todas las materias extrañas (orgánicas: semillas agregadas, pajas, etc., e inorgánicas: metales, arena, etc.) que se hayan mezcladas con el grano y que se incorporaron durante la cosecha, ya que la máquina cosechadora, si bien tiene sistemas de limpieza, no realiza una labor profunda. Una vez limpia, llega a la piedra del molino (molienda), pasa por una serie de tamices donde es separado el salvado (cubiertas del grano: peri-carpio: afrecho = cáscaras gruesas y afrechillo = cáscaras finas) de la harina la que en este momento del proceso se halla compuesta por: gluten: sust. nitrogenadas viscosas. almidón del endosperma y germen: embrión de la semilla. En un paso siguiente, se separa el gluten, el germen y la harina. Esta última continúa con un proceso de tamizado, blanqueo y enriquecimiento quedando así lista para su almacenaje y consumo humano. Nutrición y Alimentación Animal 29 Molienda de Maíz y sorgo: Por el momento, como no es el objetivo de esta descripción que el estudiante conozca el proceso en detalle, sino que pueda relacionar el método industrial con las fracciones del grano que se van separando y así deducir la composición del subproducto que se origina, sólo mencionaremos que puede tomar una vía húmeda o una vía seca. La vía seca (ídem trigo) da como resultado la obtención de harinas, féculas y maíz pisado para alimentación humana y como subproductos: afrecho y germen. La molienda húmeda es la más utilizada y conduce a la obtención de almidón, jarabes de fructosa, glucosa, aceite y varios subproductos que veremos con algún detalle. Molienda húmeda del maíz: Alimentos concentrados 30 El grano de maíz una vez reblandecido en grandes tanques (tanques de maceración) conteniendo agua caliente ligeramente acidificada, es sometido a una primer molienda grosera. Los gérmenes (embrión de la semilla con 11% de PB y 5,6% de grasa) por su contenido en aceite flotan, de allí son extraídos, desengrasados (así se obtiene el aceite de maíz para consumo humano) y desecados para obtener la harina de germen de maíz (20% de PB, 7% de grasa). El residuo que resultó una vez separados los gérmenes, se vuelve a moler y al pasar por unos tamices son separados los materiales fibrosos (cubierta del grano: pericarpio = cascarillas, salvado: afrecho y afrechillo = 10% de PB y 4% de grasa) quedando por otro lado una mezcla de gluten (sustancias nitrogenadas del endosperma) y almidón (contenido del endosperma) los que son separados mediante centrifugación. El residuo basto, formado por el salvado, cascarillas, etc., se mezcla con germen desengrasado y se le añade una cantidad de gluten suficiente para obtener dos productos que difieren en su contenido de Proteína Bruta y que no clasifican dentro del grupo de concentrados energéticos, sino como concentrados proteicos de origen vegetal y son: 1. Pienso de gluten o gluten feed (PB: 23%) que según las tablas del NRC lista como: Maíz, gluten c Salvado, molt. húmeda deshr. molt, (5). 2. Harina de gluten o gluten meal (PB: 40 al 60%) que está clasificado como: Maíz, gluten, molt húmeda desh molt, (5). De esta forma, extrayendo la mayor parte del aceite de maíz, se obtienen dos subproductos de menor contenido en grasa que el maíz original, pero con un nivel proteico más elevado, debido a la separación y extracción del almidón del grano y al agregado de gluten. Podemos hacer ahora un balance de los materiales producidos a fin de cuantificar los resultados del proceso. Tomando como materia prima 100 kg. de materia seca de grano de maíz, el resultado industrial es el siguiente: Almidón 67 kg. Germen 4 Kg (PB = 23%; FC = 11%; Grasas = 3%; Almidón = 25%) Aceite 4 Kg Afrecho 12,2 Kg (PB = 11%; FC = 12%; Grasas = 2%; Almidón = 21%) Gluten 5,5 Kg (PB = 63%; FC = 1%; Grasas = 6%; Almidón = 14%) Otro 7,3 Kg Finalizando estos “Aspectos Generales relacionados con la Composición de los Concentrados Energéticos Derivados de la Agroindustria”, presentamos en el Cuadro 5 la composición química promedio de algunos de ellos según resultados obtenidos a partir de la aplicación del Análisis Proximal de Weende. Nutrición y Alimentación Animal 31 A partir de los procesos industriales aplicados en la agroindustria, se originan una gran cantidad de subproductos (energéticos y proteicos) destinados a la alimentación de los animales, que admiten diversos usos en relación a la especie animal a suplementar y al tipo de producción al que está destinada. Cuadro 5. Composición Química de algunos subproductos energéticos de los granos. (Expresados en % MS.) Tipo PB FC EE CENIZAS Afrechillo de Trigo 17 10 5 6 Afrechillo de arroz 16 9 14 8 Rebacillo de maíz 10 6 8 3 * Rebacillo de Avena 5 27 3 6 Obsérvese que si bien el rebacillo de avena es un subproducto agroindustrial, debido a su contenido de Fibra Cruda (>18%), no puede ser considerado un concentrado energético. Subproductos industriales del grano de trigo: Afrechillo de Trigo Importancia del proceso industrial. El proceso de elaboración de harina de trigo destinada al consumo humano, consiste básicamente en la separación mediante molienda seca de las envolturas del grano (afrechillo), del embrión (germen de trigo, 25% de proteína) y del endosperma (harina). Mediante una serie de molinos y tamices, se obtiene la harina de trigo que a través de un proceso de blanqueo y enriquecimiento queda lista para su almacenaje y consumo. Una mayor cantidad de almidón es extraído por los molinos modernos que resultan más eficientes para la producción de harina, en contraste, el AT obtenido es cada vez más bajo en energía y más rico en fibra. El subproducto resultante, será más fibroso si contiene una proporción elevada de cubiertas del grano (pericarpio), tendrá más proteínas y menor valor energético. Alimentos concentrados 32 Salvado Afrecho. Afrechillo Semitín Sémolas Harinillas. Si el subproducto tiene mayor contenido de almidón (Semitín, Sémolas, Harinillas) y menor contenido de cáscaras ocurre lo contrario: resultan más energéticos,pero con menor tenor de proteína y lógicamente de fibra bruta. Composición química y referencias nutricionales del AT. Fracciones químicas (promedio) del afrechillo de trigo (base 100% MS), según análisis de Weende. Trigo, salvado, mol seco, (4). P.B. 18% F.C. 12% E.E. 4% Cenizas 7% E.L.N. 59% Referencias: ELN (extracto libre de nitrógeno, en gral. son carbohidratos), PB (proteína bruta), FC (fibra cruda), EE (lípidos), Cenizas (minerales). > Fibra > Proteína <Energía < Fibra < Proteína > Energía Nutrición y Alimentación Animal 33 En las tablas, han sido volcados los valores mínimos y máximos hallados en nuestro país, los datos únicos corresponden a cifras promedio. Fracciones nutricionales del afrechillo de trigo (base 100% MS). Paredes celulares (%) FDN (%) FDA (%) CNE (%) Celulosa (%) Hemicel. (%) Lignina (%) 40 21-57 10-32 35-38 14 15 2,9 Energía y proteína. Dig. MS (%) Dig. FDN (%) EM (Mcal/kg MS) ENm (Mcal/kg MS) ENg. (Mcal/kg MS) ENl (Mcal/kgM S) PB (%) PNDR (%PB) 64-79 36 2,29-2,65 1,56 0,97 1,55 15-23 29 Referencias: FDN (fibra detergente neutro, principalmente celulosa, hemicelulosa y lignina); FDA (fibra deterg. ácido: celulosa y lignina); CNF (carbohidratos no estructurales: almidón y azucares solubles); Digest. MS (digestibilidad de la materia seca); Dig FDN (digestibilidad de la fibra expresada como FDN); EM (Energía metabolizable bovinos); ENm (Energía neta de mantenimiento); ENg (Energía neta para aumento de peso); ENl (Energía Neta de lactación); PNDR (proteína by-pass). Características de importancia nutricional de la Fibra del AT. La digestibilidad de la fibra del afrechillo de trigo (AT) expresada como degradabilidad del FDN es de alrededor del 36%, resultando inferior a la del afrecho de maíz (63%) y gluten feed (78%), sin embargo el contenido de almidón del AT mejora esta diferencia. La capacidad de la fibra para estimular la rumia adquiere gran importancia cuando se relaciona con dietas altas en granos y se puede expresar como FDN físicamente efectivo (peFDN). Siguiendo la propuesta del Dr. D. R. Mertens del Forage Center de Madison USA (1997), calculamos el tiempo estimado de masticación y rumia para AT en aproximadamente 20 minutos por kg.MS. Su pequeño tamaño de partícula, es puesto en evidencia al comparar el resultado obtenido con los 60 y 100 minutos/masticación-rumia/kgMS para heno largo de alfalfa y gramíneas respectivamente. Alimentos concentrados 34 Si bien aporta en promedio un 30% de FDN (recordar que hay valores distantes), no es aconsejable pensar en el AT como un alimento que aporta fibra efectiva (eFDN) para mantener el tenor de grasa butirosa ya que su concentración de FDN está próximo al mínimo requerido en altas producciones de leche. AT como fuente de energía. Parámetros asociados a la degradación del almidón. Referencias: fs. (fracción rápidamente disponible en el rumen); fd. (fracción que se degrada en rumen con más lentitud); By-pass (fracción que saltea el rumen para ser digerida en intestino). Debido a su pequeña partícula, alta tasa fraccional de digestión (23,6%/h, puede ser digerido en 5 horas), a la alta solubilidad de su almidón (fracción soluble =fs: 83%, fracción degradable = fd: 13%), y por lo tanto, a su elevada degradabilidad efectiva (96,6%) puede producir ocasionalmente acidosis cuando el consumo es elevado. Sin embargo, en condiciones normales de fermentación ruminal, no existiría un efecto detectable del tipo de almidón sobre el perfil de AGV (ácidos grasos volátiles). Las condiciones normales se obtienen con moderados niveles de suplementación donde el concentrado no supere el 30% de la MS total. Si la concentración y la degradabilidad de la proteína de la dieta son altos en relación a la energía aportada, la “suplementación del rumen” con carbohidratos de alta degradabilidad del AT da como resultado, mayor cantidad de proteína de origen microbiano (de alta calidad) disponible en el intestino delgado. El almidón de alta velocidad e intensidad de degradación ruminal del AT tiende a aumentar la proporción molar de ácido propiónico, con la probabilidad de afectar negativamente el tenor graso de la leche (niveles altos de suplementación energética). 0 1 00 2 00 3 00 4 00 5 00 6 00 7 00 A lm id ó n g /k g M S d e g ra n o y A T G ran o de Trig o Afrechillo d e Trig o B yp ass(g /kg M S ) fd (g /kgM S ) fs (g /kgM S ) Nutrición y Alimentación Animal 35 Características de las Proteínas del AT. De acuerdo a los datos considerados, su tenor de PB, puede oscilar entre el 15 y 20% en relación a las variables comentadas. Aporta la mayor parte de su proteína (70%) al metabolismo ruminal, ofreciendo nitrógeno y esqueletos carbonados para el metabolismo bacteriano, el restante 30% pasa al intestino delgado, entregando sus aminoácidos sin modificar al metabolismo del animal. El aporte de proteína by-pass del AT resulta en general deficiente para animales en crecimiento y de alta producción. Minerales: SiO2 (%) Ca (%) P (%) Mg (%) K (%) Na (%) S (%) 0,1 0,11 1,2 0,52 1,07 0,02 0,22 Referencias: SiO2 (sílice); Ca (calcio); P (fósforo); Mg (magnesio); K (potasio); Na (sodio); S (azufre); Debido a su elevado contenido de fósforo (1,2%), puede constituirse en un importante aporte de este mineral. Cuando se incluye en las raciones altas en granos, deberá suplementarse con una mayor cantidad de calcio (conchilla) que lo habitual para conservar una relación Ca:P de 1,5 a 1,7. Estas consideraciones son especialmente válidas para el caso de dietas de feed lot, destete precoz o convencional cuando el forraje base es rico en gramíneas y en vacas lecheras consumiendo verdeos. Almacenaje, manejo, causas de rechazo, adulteraciones y costo comparado: El afrechillo de trigo se comercializa en forma de harinas o pellets. El peleteado reduce la pérdida de las partículas más finas. Puede almacenarse en bolsas, a galpón en lugares secos y ventilados o en silo bolsa. Por ser un alimento liviano y voluminoso, se maneja bien en carros desparramadores con o sin sinfín corto. El trabajo con sinfines largos (chimangos) no es recomendable ya que puede atascarse en el tubo. El AT no necesita tratamiento previo a su administración. Son causas de rechazo: partidas húmedas y/o calientes, presencia de hongos, insectos y rancidez. Dentro de las adulteraciones más comunes encontramos la inclusión de cáscara de arroz, restos de la molienda de otros cereales, y la incorporación de tierra o arena. Para detectar esta última, basta con desmenuzar algunos pellets y colocarlos en un recipiente de vidrio conteniendo agua, el afrechillo flotará y las partículas más densas irán al fondo. La disponibilidad en el mercado es continua, no existiendo en general problemas de abastecimiento. Alimentos concentrados 36 Subproductos de la Avena: El procesamiento del grano de avena deja básicamente 2 subproductos: Cascarilla de avena: de composición similar a la paja de avena (rastrojo de avena). Rebacillo de avena: su composición (cubiertas del grano) es más fibrosa y con un menor contenido proteico que el afrechillo de trigo. Subproductos de Cebada: Los más importantes corresponden a Concentrados Proteicos de Origen Vegetal, por lo que los veremos en ese capítulo. Cascarilla de cebada. * Rebacillo de cebada. Subproductos del maíz: * Afrecho y Afrechillo de maíz.* Rebacillo de Maíz. Subproductos del arroz: * Cascarilla de arroz. Afrechillo de arroz. Restricciones en el uso de los concentrados energéticos Subproducto de la Agroindustria de los Cereales: Aves: Afrechillos: en general no se utilizan por su alto contenido de fibra y su baja densidad energética. Rebacillo de maíz: alto contenido de fibra, ác. linoleico y peligro de rancidez. Normalmente no se utilizan otros. * Cerdos: Afrechillos: limitados por su contenido de fibra. Nutrición y Alimentación Animal 37 Afrechillo de arroz, Raspaduras de arroz, Rebacillo de maíz: limitado su uso por tipo y cantidad de ácidos grasos (linoléico). * Rumiantes: Límite de inclusión < 50% Abundante Fibra no fermentescible. Exceso relativo de fósforo. Otros Subproductos de la industria utilizados como Concentrados Energéticos Desechos de galletitas. Desechos de pan. Desechos de fideos. Son una fuente excelente de energía, por lo que se las considera de alta densidad energética (por su contenido en grasas y azúcares solubles) muy digestible. Estos subproductos son pobres en proteína y tienen un muy bajo contenido de vitaminas. Su utilización está restringida en rumiantes al 20 - 25 % de la ración. Melazas Tienen en general aspecto de jarabe, aunque también se expenden desecadas. Son muy ricas en hidratos de carbono en forma de azúcares. Contienen un 24% de agua; la cantidad de azúcares supera el 50% y son pobres en Ca y P. La melaza utilizada en nuestro país, puede derivar de la industria azucarera (Melaza de caña, 2 a 9% de PB.) o de la molienda y procesamiento del maíz y sorgo (Melaza de almidón). Además se reconocen internacionalmente otras melazas como la de remolacha, cítrus y madera. Además de su uso como concentrado energético, las melazas se emplean como saborizantes, aglutinantes en raciones pulverulentas, como fijador para comprimidos, para estimular la actividad microbiana en rumen, para proveer oligoelementos en el caso de la melaza de caña, como vehículo para el nitrógeno no proteico (urea, etc.) y vitaminas. Alimentos concentrados 38 La calidad de la melaza se determina por su contenido en azúcar, que se expresa con el término Brix (Grados Brix). Su uso está restringido en rumiantes debido a su muy alto contenido en azúcares solubles (impacto sobre pH del rumen con ocurrencia de acidosis ruminal). Normalmente se aconseja no superar el 8 a 10% de melazas en la ración, aunque con precaución puede llegarse a valores del 15 a 25%. En cerdos, principalmente por su efecto laxante se aconseja no superar el 20% de melaza en la ración, con niveles del 30% se observan fuertes diarreas. Azúcar: O sacarosa, es el mismo producto utilizado en alimentación humana. Puede derivar de la refinación del jugo de caña de azúcar o remolacha. Pulpa de cítricos: Composición Química Base 100% de Materia Seca. Figura 5. Cítricos, pulpa s partículas, desmenuzada desh, (4). Cenizas 7% F.C. 14% E.E 5% P.B. 7% E.L.N. 67% Considerado como un alimento energético bastante bueno. Esta compuesta por residuos derivados de la industrialización de los cítricos, en especial contiene la cáscara seca, residuo de porciones internas (40 al 60% del peso fresco de la fruta) y ocasionalmente de frutas rechazadas, es poco palatable y dado la temperatura de secado (120 ºC) es posible ver partidas quemadas. Se debe prestar especial atención al almacenamiento y conservación de este producto, como así también al equipo de transporte. Nutrición y Alimentación Animal 39 La composición media de las pulpas de cítricos es : PB: 6 a 10% FB (muy poco lignificada): 12 a 14% Grasa: 1%. Digestibilidad: > 80% Para su uso en rumiantes, se controlará muy cercanamente el nivel de consumo de la pulpa de citrus y de la ración total, ya que por su palatabilidad es necesario programar un período de adaptación y supervisación permanente; puede alterar el sabor de la leche. El límite de inclusión de la pulpa de cítricos en rumiantes está en el 50 a 60% de pulpa en la dieta. Para cerdos, así como para rumiantes debemos tener en cuenta su palatabilidad y no incluirla mas allá del 20 a 25% (en cerdos). Perros y gatos: La pulpa de cítricos así como la pulpa de remolacha son utilizadas en la alimentación de estos animales como fuente de fibra fermentecible capaz de proveer a la célula intestinal, de ácidos grasos de cadena corta, fuente de energía para el recambio de las células del intestino. Otros subproductos: Además de los mencionados, existen una gran cantidad de subproductos que se emplean fundamentalmente como fuentes de energía derivados de diferentes industrias o producciones, que se utilizan en alimentación animal. Pueden aparecer bajo distintas denominaciones ya que su clasificación no está estandarizada en la actualidad. A modo de ejemplo citaremos los siguientes. Pulpa de remolacha, bagazo de caña de azúcar (Industria del azúcar). Bagazo de cervecería. Orujo de vinificación. Residuos de destilería. Pulpa de manzana. (Industria sidrera). Alimentos concentrados 40 Todos en estado fresco. Las características comunes a estos alimentos son las siguientes. Alto contenido de humedad, que varía de un 65% en los orujos de uvas, hasta el 90% en la pulpa de remolacha o el 94% en los residuos de destilería. La mayor parte de la materia seca está constituida por hidratos de carbono. Son pobres en proteínas, solo el bagazo de cervecería contiene algo más del 3% de proteína digestible. Su producción es generalmente estacional; es decir, en una determinada época del año, que varía según el subproducto de que se trate. Por ser alimentos muy voluminosos son adecuados para los rumiantes, especialmente el vacuno, y, si acaso, en pequeñas cantidades para los cerdos. Con respecto al orujo de uva en particular conviene tener en cuenta que su composición varía mucho, dependiendo ésta del proceso de vinificación y de la variedad de uva de que proceda. Cuando no contiene escobajos, su valor nutritivo es más alto, porque estas partes del racimo son leñosas. El orujo de manzana tiene un alto porcentaje de fibra y a su vez ésta es poco digestible. Como conclusión podemos decir que a excepción del pellet de pulpa de citrus, los alimentos derivados de la industria frutihortícola y vitivinícola presentan una serie de problemas, como ser, altos contenidos de agua, disponibilidad estacional, transporte, almacenaje, manejo y distribución complicados, tiempo de deterioro, etc. Es por ello que su uso debe estar muy bien planificado y en lo posible cerca de las áreas de producción. Grasas y Aceites Características de importancia nutricional. Desde el punto de vista de las cantidades presentes en el cuerpo animal y su alimento, las grasas son los alimentos más importantes dentro del grupo, pero muchos otros lípidos juegan papeles significativos en la nutrición. En los vegetales, los lípidos son de dos tipos: estructurales y de reserva. Los primeros se encuentran formando parte de algunas membranas y capas superficiales de protección, constituyendo, aproximadamente el 7% de la materia seca de las hojas de las plantas superiores. Los lípidos superficiales son, principalmente ceras, existiendo cantidades relativamente menores de hidratos de carbono de cadena larga, ácidos grasos y cutina. Nutrición y Alimentación Animal 41 El término “ácidos grasos poliinsaturados” se aplica con frecuencia a aquellos que tienen más de un doble enlace, y tiene un significado especial en la nutrición (dureza de la grasa). El punto de fusión de los ácidos grasos, se incrementa conforme la longitud de la cadena aumenta, pero disminuye con la adición
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