LA IMPORTANCIA DE LA FIBRA EN LA DIETA PARA RUMIANTES
RumiNotes – Por Dr. Martín J. Traxler, Ph.D., Consultor en Nutrición.
En memoria de Dr. Peter Van Soest (1929-2021), profesor, mentor y amigo que me enseñó las complejidades de la fibra, su importancia en la nutrición rumiante, la apreciación de la música clásica, el whisky escocés y cocina internacional.
Fibra y su uso en un programa de nutrición de precisión
La fibra no es un nutriente como proteína, almidón o algún mineral, más bien, es una entidad que es importante para la nutrición de los rumiantes y de las vacas lecheras en particular. Aunque podemos medir la fibra químicamente en un laboratorio como proteína cruda, su comportamiento varía entre los cultivos y entre los animales; también, depende en su nivel de producción. Vamos a empezar nuestra discusión con una pregunta, ¿qué es la fibra?
1. ¿Qué es la fibra?
La fibra es un compuesto de diferentes carbohidratos que forma la pared celular de las plantas. Su propósito es proporcionar rigidez a la planta para que pueda mantener su orientación vertical. Los componentes principales de la pared son celulosa, hemicelulosa y lignina. Podemos pensar en la pared de la célula como un edificio de oficinas o un hotel, donde estos componentes son las paredes exteriores e interiores de cada habitación de la oficina. La celulosa y la hemicelulosa componen el bloque y/o tabla roca y la lignina, es la barra de refuerzo. La pared celular también contiene otros compuestos al igual que las paredes del edificio de oficinas contienen cableado eléctrico y de comunicaciones y tuberías de suministro de agua y desagüe. Estos compuestos pueden consistir de pectina, proteína, beta-glucanos, entre otros.
La fibra es un importante componente de subproductos (salvados, cáscaras, pulpas etc.) y son populares en la alimentación de vacas lecheras por su alta digestibilidad. Sin embargo, es necesario tener en cuenta los demás ingredientes de la dieta al utilizar estos alimentos. El tamaño de la partícula y su efectividad para estimular la rumia puede limitar su uso en una dieta que falta FDN físicamente efectiva.
Debido a que la fibra está conformada por diferentes componentes entre carbohidratos, fenólicos y otros; su composición varía entre clases de forrajes. Por ejemplo, los pastos y cereales tienen más hemicelulosa que la alfalfa, y la composición de la lignina en alfalfa es diferente a la anterior, esto va a afectar la degradación de los forrajes en el rumen como veremos un poco después.
2. importancia de la fibra
Los rumiantes han desarrollado por milenios la utilización de la fibra de alimentos que en otros animales no pueden, la fibra de los cultivos que se encuentra en el mundo. Un reporte reciente de la FAO determinó que, a nivel mundial, 86% del consumo de los alimentos incluyendo granos de cereales por los animales por producción de proteína no es comido por humanos y 57% del consumo por los rumiantes consiste en pastos y hojas (Mottet y col. 2017).
La fibra en la dieta de las vacas lecheras sirve para múltiples propósitos. En primer lugar, la fibra estimula la producción de saliva a través de la rumia, amortiguando el entorno del rumen a un pH adecuado para una fermentación óptima del alimento.
En segundo lugar, es una fuente de energía para los microorganismos del rumen que, en última instancia, proporcionan proteínas de calidad a la vaca. Para lograr el primer objetivo, la longitud de las partículas de fibra debe ser adecuada para la formación de la capa de fibra del rumen y la estimulación del reflejo de rumia. La capa de fibra separa las fases de gas y líquido que se encuentran en el rumen. También retiene las partículas más pequeñas y menos densas de la salida del rumen para que puedan reducirse aún más en tamaño a través de la rumia y proporcionar energía en forma de ácidos grasos volátiles para el animal.
A. SALUD DEL RUMEN Y DE LA VACA
Los rumiantes grandes (ganado lechero) consumen rápidamente alimentos ofrecidos con poca reducción en el tamaño de las partículas de alimentación para la masticación y la reducción del tamaño de las partículas en un momento posterior. La masticación en el momento de comer o durante la rumia resulta en la producción de saliva que contiene bicarbonato, entre otras sustancias, para amortiguar el rumen pH (Zebeli y col., 2012). Si el tamaño de las partículas es demasiado pequeño, la rumia disminuirá, reduciendo la producción de saliva y amortiguamiento en el rumen posiblemente resultando en SARA (acidosis de rumen subagudo por sus siglas en inglés). La calidad de la capa de fibra depende del tamaño y la densidad de las partículas de alimentación.
B. PRODUCCIÓN DE ÁCIDOS GRASOS VOLÁTILES
El animal rumiante absorbe mal la glucosa y depende de la fermentación y producción de ácidos grasos volátiles dentro del rumen para sus necesidades energéticas. La producción del ácido propiónico a partir de la fermentación del almidón principalmente se absorbe a través de la pared del rumen y el hígado de los rumiantes, lo convierte en glucosa. Mientras, la fermentación de la fibra provee la producción de ácido acético, que es clave para la síntesis de novo de grasa láctea dentro la ubre de la vaca. Las bacterias responsables por la degradación de la fibra son extremadamente sensibles al pH del rumen y su capacidad fermentativa disminuye si el pH del rumen cae por debajo de 5.8. Mantener un equilibrio adecuado entre el forraje, su concentrado y un tamaño de partícula adecuado, además de un patrón de alimentación constante, son importantes para una fermentación saludable.
El tipo y madurez del forraje consumido por la vaca lechera determinará el grado de degradación y producción de ácido acético. Las leguminosas generalmente fermentan más rápido, pero los pastos tienen un mayor grado de digestión.
i. Producción de ácido acético como subproducto de la fermentación es importante por la formación de las cadenas de ácidos grasos por la ubre de la vaca.
3. Medios de desaparición
Tras la ingestión (Ki), existe dos medios de desaparición de los alimentos; digestión (Kd) y pasaje (Kp) como se muestra en la figura. El rumen (jarra) tiene un cierto volumen y la vaca no puede comer más hasta que haya pasado la desaparición de alimento a través digestión o pasaje (Van Soest, 1994).
La tasa de digestión de los alimentos es una característica de ellos mismos y tenemos pocos remedios para afectar esta tasa. Sin embargo, forrajes frescos (alfalfa verde, ryegrass y triticale fresco) tienen tasas de degradación más rápidas que sus respectivos henos. Tenemos mas libertad en afectar la tasa de pasaje de los alimentos a través del procesamiento (tamaño de las partículas). Con la reducción en el tamaño de la partícula, la tasa de pasaje aumenta y permite que la vaca pueda consumir más. Sin embargo, si el tamaño de las partículas es demasiado pequeño, podemos ver efectos negativos en la calidad de la leche y salud ruminal y de la vaca.
4. Calidad del forraje
La definición de calidad depende en la perspectiva del agrónomo quien tiene poco conocimiento de animales o del zootecnista a quien le falta conocimiento de cultivos forrajeros. Uno de los factores clave que determina la productividad de rumiantes es la calidad de los forrajes. La fibra es la fuente de energía por los microrganismos del rumen e importante por su función.
La productividad del forraje es un compromiso entre la madurez de la planta y la disponibilidad de fibra. A medida que la planta madura, la biomasa aumenta, pero la vinculación entre la lignina y el complejo de la pared celular aumenta, disminuyendo la extensión de la degradación de la fibra. En la alfalfa, la degradación de las hojas es poco afectada por la madurez, sin embargo, la digestibilidad de los tallos disminuye significativamente. Mientras que la digestibilidad de las hojas de hierba tiende a disminuir a medida que la planta envejece, los tallos son más digeribles que los de la alfalfa. El tiempo de residencia del forraje en el rumen es alrededor de 24 a 30 horas en una vaca produciendo leche, aunque partículas grandes de baja digestibilidad puede tardar más tiempo. En general, la máxima digestibilidad de FDN de alfalfa es 50% y la fibra desaparece dentro de las primeras 30 horas. En cambio, la digestibilidad de la FDN de los ensilajes de maíz, sorgo o cereales no es tan rápido pero el grado de degradación será más alto durante de las primeras 30 horas. Los forrajes frescos inmaduros tienen tasas de degradación muy rápidas y pueden tener desapariciones hasta más de 90% durante los primeros 30 horas de digestión (Figura cortesía de M.J. Traxler, Agro Lab Mexico).
La fibra es un componente en las dietas de vacas lecheras necesario para la salud y para la producción de leche de buena calidad. Con conocimiento de su función en el rumen, fermentación por los microorganismos del rumen para producir energía y proteína por la vaca, podemos hacer decisiones inteligentes sobre la selección de cultivos, tiempo de cosecha y procesamiento.
bibliografía
· Mottet, A., C. Haan, A. Falcucci, G. Tempio, C. Opio, and P. Gerber. 2017. Livestock: On our plates or eating at our table? A new analysis of the feed/food debate. Global Food Security. 14:1-8.
· Van Soest, P. J., Nutritional Ecoloogy of the Ruminant, 2nd Ed. 1994. Cornell Press.
· Zebeli, Q., J.R. Aschenbach, M. Tafaj, J. Boguhn, B.N. Ametaj, and W. Drochner. 2012. Invited review: Role of physically effective fiber and estimation of dietary fiber adequacy in high-producing dairy cattle. J. Dairy Sci. 95:1041-1056.
