Influencia de la fuente y contenido de fibra en la dieta sobre la excreción de nitrógeno in vivo en cerdos reflejado por la fermentación in vitro y la incorporación de nitrógeno en las bacterias fecales
J Bindelle, A Buldgen, M Delacollette, J Wavreille, R Agneessens, JP Destain, and P Leterme. 2009. Journal of Animal Science. 87:583-593.
La inclusión de fibra fermentable en las dietas para cerdos puede representar un vía para la reducción de las emisiones de NH3 en las granjas de cerdos ya que esta contribuye a desplazar la excreción de nitrógeno de la orina a las heces permitiendo aumentar el crecimiento bacteriano en el intestino. El presente estudio pretende utilizar un método in vitro para medir la síntesis de proteína de origen bacteriano durante la fermentación y mimetizar la excreción de nitrógeno in vivo inducida por la dieta difiriendo en la concentración y la solubilidad de la fibra.
En el primer experimento se midió el efecto del aumento de la concentración de pulpa de remolacha (0, 10, 20 y 30%) en dietas en base a maíz y harina de soja, sobre la proporción de la excreción in vivo de nitrógeno en la orina y las heces. En un segundo experimento se evaluó la sustitución de la pulpa de remolacha, rica en fibra soluble, por cascarilla de avena, rica en fibra insoluble (20:0, 10,5:10,5 y 0:22%, respectivamente). En paralelo, las características de la fermentación de los carbohidratos de la dieta, no digeridos en el intestino delgado, fueron evaluados mediante un método in vitro de producción de gas, basado en la incubación de microbiota procedente del colon y utilizando una solución tampón mineral enriquecida con 15N. El N originado a partir de la solución tampón incorporada en la proteína bacteriana fue determinado alrededor de la mitad de producción de gas (8,5 a 14,5 h de fermentación) y después a las 72 de fermentación. Se determinaron los ácidos grasos volátiles de cadena corta en la fase líquida.
En el primer experimento la inclusión de pulpa de remolacha redujo linealmente la excreción de nitrógeno urinario de 0,285 a 0,215 g de N excretado vía orina por gramo de N ingerido y decreció la relación N-urinario:N-fecal de 2,171 a 1,177 (P<0,01). En el segundo experimento, la substitución de pulpa de remolacha por cascarilla de avena aumentó de forma lineal la relación de excreción de nitrógeno N-urinario:N-fecal (P=0,009). Por otro lado, la producción de ácidos grasos volátiles de cadena corta y la incorporación de N en la proteína bacteriana fue superior a la mitad de la producción de gas respecto a las 72 h de fermentación. La pulpa de remolacha mejoró de forma lineal la cantidad de N incorporado a la proteína bacteriana (P<0,001), 2,01, 2,06 y 2,35 mg·g-1 de la dieta con 10, 20 y 30% de pulpa de remolacha, respectivamente, comparado con 1,51 mg para la dieta control. La substitución de la pulpa de remolacha por la cascarilla de avena redujo la cantidad de N incorporado (P<0.01). Con la excepción de la producción final de gas, todas las características cinéticas de la fermentación in vitro y la cantidad de N incorporado correlacionaron con los parámetros de excreción de N in vivo, y las ecuaciones de regresión para la predicción de las vías de excreción de N fueron identificados con los datos obtenidos en la fermentación in vitro.
Se puede concluir que, aunque la presencia de almidón resistente en la dieta puede alterar la composición del residuo fibroso que es fermentado, el método in vitro es una herramienta útil para la formulación de dietas y poder así reducir los efectos no deseados de la producción porcina sobre el medioambiente.
En el primer experimento se midió el efecto del aumento de la concentración de pulpa de remolacha (0, 10, 20 y 30%) en dietas en base a maíz y harina de soja, sobre la proporción de la excreción in vivo de nitrógeno en la orina y las heces. En un segundo experimento se evaluó la sustitución de la pulpa de remolacha, rica en fibra soluble, por cascarilla de avena, rica en fibra insoluble (20:0, 10,5:10,5 y 0:22%, respectivamente). En paralelo, las características de la fermentación de los carbohidratos de la dieta, no digeridos en el intestino delgado, fueron evaluados mediante un método in vitro de producción de gas, basado en la incubación de microbiota procedente del colon y utilizando una solución tampón mineral enriquecida con 15N. El N originado a partir de la solución tampón incorporada en la proteína bacteriana fue determinado alrededor de la mitad de producción de gas (8,5 a 14,5 h de fermentación) y después a las 72 de fermentación. Se determinaron los ácidos grasos volátiles de cadena corta en la fase líquida.
En el primer experimento la inclusión de pulpa de remolacha redujo linealmente la excreción de nitrógeno urinario de 0,285 a 0,215 g de N excretado vía orina por gramo de N ingerido y decreció la relación N-urinario:N-fecal de 2,171 a 1,177 (P<0,01). En el segundo experimento, la substitución de pulpa de remolacha por cascarilla de avena aumentó de forma lineal la relación de excreción de nitrógeno N-urinario:N-fecal (P=0,009). Por otro lado, la producción de ácidos grasos volátiles de cadena corta y la incorporación de N en la proteína bacteriana fue superior a la mitad de la producción de gas respecto a las 72 h de fermentación. La pulpa de remolacha mejoró de forma lineal la cantidad de N incorporado a la proteína bacteriana (P<0,001), 2,01, 2,06 y 2,35 mg·g-1 de la dieta con 10, 20 y 30% de pulpa de remolacha, respectivamente, comparado con 1,51 mg para la dieta control. La substitución de la pulpa de remolacha por la cascarilla de avena redujo la cantidad de N incorporado (P<0.01). Con la excepción de la producción final de gas, todas las características cinéticas de la fermentación in vitro y la cantidad de N incorporado correlacionaron con los parámetros de excreción de N in vivo, y las ecuaciones de regresión para la predicción de las vías de excreción de N fueron identificados con los datos obtenidos en la fermentación in vitro.
Se puede concluir que, aunque la presencia de almidón resistente en la dieta puede alterar la composición del residuo fibroso que es fermentado, el método in vitro es una herramienta útil para la formulación de dietas y poder así reducir los efectos no deseados de la producción porcina sobre el medioambiente.