Resumen
Antecedentes: Los estudios del valor nutritivo de las hojas peciolos de Dichrostachys cinerea son
insuficientes para definir el secado de las muestras en estudios de
digestibilidad in vitro. El objetivo
fue calcular .la producción de gas in
vitro y parámetros de mejor ajuste a modelos como indicadores de la
digestibilidad del follaje de la planta a dos alturas y con dos métodos de
secado.
Métodos: Las muestras se colectaron manualmente de forma
aleatoria de 10 árboles diferentes (de 1 m y 2 m de altura), en época de seca, simulando el
ramoneo de la planta en su totalidad. Cada muestra se dividió para ser sometida
a dos tratamientos de secado (a temperatura ambiente aproximadamente por 96 h y
a 550 C
en estufa), hasta peso constante. Se evaluó la influencia de la altura de la
planta y temperatura de secado en los volúmenes de gas in vitro producido a las 24, 48 y 72 h, utilizando como inóculo
heces bovinas, mediante análisis de varianza de clasificación simple de las
combinaciones de factores.
Resultados: La producción de gas in vitro de hojas peciolos de plantas de
2 m,
secadas a 55 °C
fue significativamente menor que el resto de las combinaciones
temperatura-altura evaluadas.
Conclusiones: Los parámetros de mejor ajuste a las ecuaciones de
producción de gas in vitro de hojas
peciolo de Dichrostachys cirenea muestran la posibilidad de su
uso en la alimentación de rumiantes debido a su potencial nutricional similar
al de varias especies arbustivas forrajeras de la familia leguminosa.
Palabras clave: valor nutritivo, leguminosas, follaje,
digestibilidad in vitro (Fuente:
AIMS)
Abstract
Background: Studies of the
nutritional value of Dichrostachys cinerea leaf-petioles are insufficient to define sample
drying in various in vitro digestibility studies. The aim of this
research was to calculate in vitro gas production, and provide better
fit model parameters, as indicators of foliage digestibility from two different
plant heights, using two drying methods.
Methods: The samples were
collected at random, by hand, from 10 different trees (1 m and 2 m high),
during the dry season, simulating total plant leaf browsing conditions. Each
sample was divided in two for the different drying treatments (room temperature
for approximately 96 h, and 55 ºC in a stove), to constant weight. The
influence of plant height and drying temperature on the volumes of in vitro gas
produced at 24, 48, and 72 h, in cattle feces, were evaluated through simple
analysis of variance of factor combinations.
Results: In vitro gas production
from 2 m high plant leaf-petioles dried at 55 °C was significantly lower than
the rest of the temperature-height combinations evaluated.
Conclusions: The better fit
parameters of the equations for in vitro gas production from Dichrostachys cirenea leaf-petioles
showed a potential for ruminant nutrition due to the high nutritional values,
similar to several forage shrub-like species of leguminosae.
Key words: nutritional value, leguminosae,
foliage, digestibility in vitro (Source: AIMS)
INTRODUCCIÓN
Los pastos
constituyen una fuente de alimentos económica y de fácil acceso para el ganado.
Un buen pastizal garantiza la producción de carne, leche y demás derivados, muy
necesarios en la alimentación humana, lo que asegura una sostenibilidad y
sustentabilidad adecuadas en las producciones ganaderas. La presencia del
marabú (Dichrostachys cinerea) en
áreas de pastos conspira contra la calidad y productividad de los pastizales.
Lo anterior adquiere mayor importancia en las condiciones actuales del mundo,
al dificultarse la adquisición de materias primas como los granos para la
elaboración de concentrados. Además de competir con la creciente demanda y la
alimentación humana, algunos de ellos como el maíz están siendo destinados a la
obtención de energía, como biocombustibles (Folliero
y Laya, 2008).
El marabú (D. cinérea) es originario de África del
Sur, crece igualmente en Asia (Paquistán), y fue introducido por la actividad
humana en América (Estados Unidos y Cuba) sin que exista fecha exacta de su
introducción en la isla. Es
un arbusto o árbol con ramas espinosas, de la familia de las leguminosas, nunca
crece aislado sino formando masas compactas impenetrables y puede alcanzar una
altura de hasta 8-10 m.
Se estima que en Cuba el marabú ha llegado a ocupar 1,7 millones de hectáreas,
muchas de ellas de las mejores tierras, que en algún momento fueron cultivadas.
Es una especie que se extiende rápidamente por lo que es muy difícil de
erradicar (Red Internacional de Bosques Modelo, 2017).
Esta arbustiva tiene utilidad en la alimentación
animal pues son utilizados sus frutos, semillas y forraje, por el ganado
vacuno, ovino, caprino, los camellos, las jirafas, los búfalos y antílopes
entre otros. La mayoría de estos animales consumen las vainas que caen al suelo
y comen las ramas jóvenes y hojas, debido a que estas son ricas en proteínas
(11-18%) y contenido mineral. Esta planta retiene las hojas y las vainas
durante la estación seca donde la disponibilidad de pasto suele ser limitada (Heuzé, Tran y Giger-Reverdin,
2015)
Los polifenoles ejercen un efecto inhibidor sobre la actividad
de una serie de enzimas como proteasas, zimógenos, lipasas, α-amilasas, celulasas, β-glucosidasas y
ureasas, por lo que se puede afirmar que deprimen la digestibilidad del
alimento. También inhiben la digestión de la proteína en el rumen lo que
disminuye las concentraciones de amonio (Lasa, Mantecón y Gómez, 2010).
El secado de
los follajes con alto contenido de polifenoles como
es D. cinerea,
puede influir en la actividad biológica de estos; lo cual trae consigo que no
se obtengan interpretaciones adecuadas en los estudios de digestibilidad in vitro. En ese sentido amerita valorar
esta influencia para tenerla en cuenta en futuros estudios.
La presente
investigación estudia la producción de gas in
vitro y los parámetros de mejor ajuste a modelos como indicadores de la
digestibilidad de hojas-peciolo de plantas de D. cinerea, secadas de manera natural y
en estufa a 550C.
MATERIALES Y MÉTODOS
Procesamiento de las muestras
La recolección, traslado y
procesamiento de las muestras utilizadas en el estudio aparecen descritos en la Nota Técnica
recientemente publicada por los autores (Espinosa, Martínez, Pedraza y González, 2020).
Digestibilidad in
vitro.
Se
realizó con el uso de la técnica de producción de gases, propuesta por Menke y Steingass
(1988), en jeringuillas de cristal calibradas de 100 mL
de capacidad (FORTUNA®, Häberle Labortechnik.
Alemania), modificada para utilizar como inóculo heces bovinas recién
depuestas, que se disolvieron en medio mineral amortiguado (m.m.a.)
en proporción 1:4. Se pesaron en balanza analítica
unos 200 mg de las muestras secas, que se colocaron en las jeringas, se
agitaron cuidadosamente al momento de colocarlas en baño de agua a 39 °C y al realizar las
lecturas de su volumen, después de 3, 6, 24, 48, 72 y 96 h de incubación. En
cada una de las tres corridas se colocaron dos jeringas sólo con la solución
inóculo + buffer, que servían como blanco, dos que contenían unos 200 mg de
Guinea molida, como referencia para corregir las diferencias entre corridas y
tres de cada una de las muestras. El cálculo de mejor ajuste a modelos y
corrección de los valores experimentales se realizó de acuerdo con lo propuesto
por Martínez, Pérez, González y
Olivera (2014). El modelo usado fue:
V = 0 ti t<= lag
V = b*exp(-ct)
Donde:
Lag, b y c son parámetros del
modelo.
V – volumen de gas producido en ml
t tiempo en horas.
El mejor
ajuste al modelo se realizó por programación lineal en hoja de cálculo
programada al efecto con el uso del Solver de Excel
para error cuadrado mínimo.
Procesamiento estadístico.
Se trabajaron
muestras secadas a dos temperaturas (a 55°C y temperatura ambiente) utilizando alturas
de 1 y 2 metros
(como variables independientes), con tres réplicas en cada caso.
Se hizo un
análisis de varianza de clasificación simple para determinar la posible
influencia de las variables estudiadas en los volúmenes de gas a las 24, 48 y
72 h, después de haber sido corregidos; las diferencias entre medias se
determinaron por Duncan (1955) para p < 0,05. Para los análisis estadísticos
se utilizó el programa STATGRAPHICS® Centurión XVI (2012).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
|
Los
resultados de producción de gas que muestra la figura 2 y son similares a los
obtenidos por Rodríguez (2012) con gramíneas, excepto la temperatura de 55 °C a 2 m que es inferior a las
restantes temperaturas y alturas evaluadas en el mismo experimento.
2020.%20Secado%20de%20hojas%20peciolos%20de%20marabú._archivos/image004.png)
|
|
Fig. 1. Dinámica de producción de gas in vitro por las muestras de hojas de
D. cinerea a
diferentes temperaturas de secado y alturas de rebrote.
|
En un estudio
realizado por Pedraza et al. (2008),
con D. cirenea de alturas hasta 153
cm se muestran producciones de
gas inferiores a las presentadas en este trabajo lo que puede estar
influenciado por diversos factores entre ellos la fuerza del inóculo usado para
la producción de gas.
Al ordenar
grupos de leguminosas según la producción de gas, Martínez, Olivera, Viera y
González (2009), encontraron que, en el primero de ellos, que incluye Gliricidia sepium, Haematoxilum. brasiletto, Leucaena leucocephala, Stilosanthes viscosa, Chamaecrista
lineada, Desmodium barbatum,
se produjo más gas que los obtenidos para las muestras de D. cirenea evaluadas en esta ocasión.
En el caso de
D. cirenea se reporta la existencia
de un alto contenido de factores antinutricionales
(Pedraza et al. 2008). Los autores
refieren que cuando se le añade PEG4000 la producción de gas aumenta
significativamente al ser bloqueados los polifenoles
por este compuesto. En particular paraa D. cirenea este aumento resulta muy
notable (más de 50%) y explica por qué su nivel de incorporación en la dieta de
rumiantes es limitado.
El estudio
realizado por Fernández Gálvez et al.
(2016) de la fracción integral de dos nuevos cultivares de caña de azúcar para
forrajes a los 6; 8 y 11 meses de edad de rebrote refieren que a los ocho meses
los tres cultivares alcanzan el momento óptimo para su utilización como
alimento animal, edad en la cual pueden ser mejor aprovechados por los
rumiantes desde el punto de vista nutricional alcanza producciones de gas entre
(32,7 ml-52,1 ml) valores muy superiores a los mostrados en esta investigación
teniendo en cuenta que es una gramínea. Este comportamiento puede estar
asociado a que la planta posee mayor contenido de PB y menor de fibra a los
ocho meses en comparación con los 11 meses. Por otra parte, a pesar de poseer
mayor contenido de fibra que a los seis meses, también posee mayor contenido de
PB y carbohidratos solubles, todo lo cual facilita el proceso de degradación
del alimento.
En una
investigación realizada por Rodríguez, Pujal, Olivera, Martínez
(2008) con leguminosas donde se incluye D.
cirenea refiere una producción de gas de 17,2 ml, valores que están en los
rangos encontrados en esta investigación.
En la tabla 1
solo se muestra la producción de gas hasta las 72 h dado que luego de esta y
hasta las 96 h el comportamiento se mantiene sin variación apreciable.
Tabla 1. Producción de
gas in vitro para diferentes alturas de corte y método de secado.
|
Temperatura
|
Altura (m)
|
Tiempo (h)
|
|
24
|
48
|
72
|
|
T = 55 °C
|
1
|
12,9a
|
17,9a
|
19,5a
|
|
T. Ambiente
|
1
|
12,7a
|
18,4a
|
20,4a
|
|
T = 55 °C
|
2
|
11,8b
|
13,5b
|
14,1b
|
|
T. Ambiente
|
2
|
12,4a
|
18,2a
|
19,8a
|
|
EE
|
0,22
|
0,36
|
0,49
|
|
|
Letras diferentes en cada columna indican diferencia
significativa para p< 0,05 (Duncan, 1955). EE – Error estándar
|
Se puede
observar que la altura de 2 m
con secado a 55 °C
es la que muestra significativamente menor (p<0,05) producción de gas. Este
comportamiento puede deberse a que la conjunción de las diferencias en la
composición bromatológica a mayor altura (menor proteína) y mayor materia seca
influyan negativamente sobre la digestibilidad in vitro. Este es un tema
que requiere de estudios más detallados.
El parámetro
b es una medida del potencial del alimento para entregar materia digestible al
ambiente ruminal mientras c es una medida de la
velocidad de degradación del material y lag tiempo de adaptación (Ørskov y McDonald, 1979).
Fernández
Gálvez et al. (2016) con cultivares
de caña de azúcar reportaron lag entre (2,10 - 4,57) horas, similares a los
referidos en la tabla excepto para la altura de 2 m secada a 55 °C con valor de 8.0
horas.
Las hojas tomadas
de plantas de D. cinerea de 2 m de altura y que fueron
secadas a 55 °C
presentan un potencial de entrega de materia digestible al rumen inferior a las
hojas incluidas en las otras tres variantes. También es esta combinación la que
mayor fase lag tiene lo cual puede
ser debido a que los cambios en su composición química hagan más difícil la
colonización por los microorganismos. Estos valores son coherentes con los que
se muestran en la Tabla 2 y como aquellos, requieren de estudios posteriores.
|
Temp.
secado
|
Altura (m)
|
lag (h)
|
b (ml)
|
c (h-1)
|
Error típico
|
|
55 °C
|
1
|
3,3
|
19,5
|
0,046
|
1,3
|
|
T. Ambiente
|
1
|
3,1
|
21,3
|
0,043
|
1,5
|
|
55 °C
|
2
|
8,0
|
15,0
|
0,040
|
0,9
|
|
T. Ambiente
|
2
|
2,2
|
21,1
|
0,040
|
1,4
|
lag – fase de adaptación b-
volumen potencial de gas – c velocidad especifica de crecimiento.
Los
parámetros b y c de tres grupos estudiados por Martínez, Olivera, Viera y
González (2009) reportan que el grupo 1, (G.
sepium, H. brasiletto, L. leucocephala, S. viscosa, Ch. lineada, D. barbatum), tiene valores de b muy superiores y de c
similares, aunque un poco por debajo a las muestras de D. cinerea de altura 1m secadas a 55 °C. El grupo 2, (D. cinerea, P.maximun, P. purpureum, S.
officinarum), en el que, como puede verse, se
encuentra el marabú muestra similar el parámetro b (19.0 ml) y c es inferior
(0.02 h-1). En el grupo 3, (A.
bilimekii y A. pennatula)
el parámetro b reportado se acerca al obtenido en esta investigación para plantas
de 2 m de
altura secadas a 55 °C.
CONCLUSIONES
Los parámetros de mejor ajuste a las
ecuaciones de producción de gas in vitro de
hojas peciolo de D. cirenea muestran
la posibilidad del uso de esta planta en la alimentación de rumiantes debido a
su potencial nutricional similar al de varias especies arbustivas forrajeras de
la familia leguminosa.
El tipo de secado y la altura de la
planta influyen en producción de gas in
vitro, de las hojas-pecíolo de D.
cirenea con énfasis en las plantas de 2 m secadas a 55 °C que tienen la menor
producción.
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Contribución
de los autores
Concepción
y diseño de la investigación: EE, SM, RP; análisis e interpretación de los
datos: EE, SM, ML; redacción del artículo: EE, SM, RP.
Conflicto
de intereses
Los autores declaran que no existen
conflicto de intereses.
2020.%20Secado%20de%20hojas%20peciolos%20de%20marabú._archivos/image002.png){kind=small}
, Silvio
J. Martínez Sáez*