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Almidón: estrategias paramejorar su digestibilidad

en vacas lecherasFrancisco Javier Meda GutiérrezGerente Técnico Rumiantes

Costa Rica, 18 de Septiembre de 2012

Porque el (maíz) almidón esimportante para las vacas lecheras?

“El almidón contribuye con el 50 al 75% del valor de energía, a partirdel silo de maíz y del grano de maíz…mejorando la utilización del

almidón de maíz se pueden reducir los costos o bien incrementar la utilidad” (Gencoglu, et al 2009)

El almidón de maíz contribuye con el 45% del requerimiento diario de glucosa de las vacas

“La adición de CNF (i.e. almidón ) a la dieta de vacas lecheras puededeprimir la digestibilidad de la fibra…ojala que la nueva tecnología

pudiera ayudarnos al entendimiento de las interacciones nutricionalescomplejas.” (Firkins, et al 2006)

El costo de alimentación es el mayor costoen los establos lecheros

• Los elevados costos alcanzados durante los últimos 5 años de 8USD/100 kg a 14USD/100 kg. En 2011 los precios se incrementaron 20USD/100 kg,contando parael 65% del total de los costos en la producción de leche.

• Mejorando eficiencia en producción de leche = es uno de los factores clave paraobtener mayor rentabilidad en los establos lecheros.

Source: IFCN Dairy Report 2011

Reemplazos22%

Alimento65-70%

Otros4%

Vet4%IA

2%

Agua/Electricidad3%

Digestión total de almidón, %

Prod

ucci

ón d

e le

che,

kg/

d

Firkins, et al., 2001

Efecto de la digestibilidad de almidón sobre la producción de leche

Composición química de los principales granos(% de la materia seca)

NRC, 1996

PC FDN CNE Almidón EM mcal

Maíz 9.8 9.8 75 73 3.2

Sorgo 12.6 15.1 66 60 2.8Cebada 13.2 16.2 64 57 2.9

Avena 13.6 26.5 49 44 2.7

EE

4.1

3.0

2.2

5.2

Trigo 14.2 11.1 70 63 3.02.3

59

7681

8893

0

20

40

60

80

100

Sorgo Maíz Cebada Trigo Avena

%Degradabilidad ruminal del almidón

Huntignton, 1997Todos rolados

Categorización por fermentación ruminal

Avena hojueleadaTrigo rolado húmedo

Cebada roladaCebada húmeda rolada

Cebada reconstituida roladaMaíz alta humedad

Maíz rehidratadoMaíz quebrado

Sorgo rolado / molido seco

ALTA

BAJA

Carbohidratos en la planta

Ácidosorgánicos

Pared celularContenido celular

Azucares Almidón FructanosPectinas

B-glucanosGalactanos

Hemicelulosa Celulosa

Lignina

FDA

FDN

Fibra soluble

detergente neutra

Carbohidratos solubles en detergente neutro

Rápida

fermentación

Lenta

fermentación

1.614.50.100.5076-800.40Melaza

1.9922-2318-2050.5351.3Semilla de algodón

1.4411-132.5-360-630.7-1.51-1.5Cascarilla de soya

1.8351-532-2.511-1213-13.51-1.5Soya integral

1.3618-251.5-2.335.504-81.5-2.5Heno de alfalfa

1.615-61.526.2825-271.5-3Pulpa cítrica

1.189-123.5-3.858-623.5-42-2.5Ensilado de avena

1.7522-249-1055-602.5-34-5Grano de cervecería

1.6724-274-638.417.5-911-13Gluten feed

1.5517-184-4.340.436-822-24Salvado de trigo

1.556.5-82.5-325.452.5-3.530-35Ensilado maíz

1.9213-141-211.5-132-362-65Trigo grano

2.057.5-9.33.5-49.8-10.32-367-72Maíz grano

ENl(Mcal/kg)PC %Grasa %FDN %Azúcar %Almidón %Ingrediente

Composición química de ingredientes en base seca de acuerdo a su nivel de almidón

RumenFibra

Almidón

Intestino grueso

Fibra

Almidón

AGV´s

Célulasmicrobianas

TORRENTE SANGUINEO

Intestino delgado

Glucosa

AGV´s

Heces

DigestibilidadAlmidón

Fibra (FDN)Tubo digestivo totalRumen

45-65%

60-90%

50-70%

85-99%

METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS RUMIANTES

Factores primarios del grano que influencian la digestibilidad del almidón

Procesamiento

•Tamaño de particula• Diferentes tratamientos

Cosecha/Almacenaje

•Seco vs Alta humedad•Tiempo de fermentación

Tipo de endospermo

•Prolaminas•Matriz almidón-prolaminas

Cuando la mayor proporción de almidón es digerido en el rumen

Desventajas potencialesVentajas potenciales

Energía de los AGV´s

Proteína microbiana

Mayor digestión en el tubodigestivo del almidón o energía total

Problemas de bajo pH en rumenAcidosis

CMSDigestión de la fibra

Grasa en lecheLaminitis

Cuando la mayor proporción de almidón es digerido en el intestino delgado

Desventajas potencialesVentajas potenciales

>Eficiencia energética

• Los beneficios en el desempeño son difíciles

de documentar•Uso de glucosa por el

tejido intestinal

Menos problemas de pH en el rumen

< Proteína microbiana

Reducción de la digestibilidaddel almidón en el tubo

digestivo total

Cebada vs MaízContenido de almidón, FDN, Proteína

MaízCebada

Base MS

• Almidón 56% +/- 4.9 •FDN 18.9% +/- 4.5•PC 12.1% +/- 1.4

Base MS

• Almidón 70.7% +/- 3.2 •FDN 9.5% +/- 2.3•PC 9.4% +/- 1.3

Cebada vs MaízDigestión ruminal del almidón

Maíz seco molidoCebada rolada

% de Almidón80.0% +/- 9.2

Tasa de digestión12.0% / hora

% de Almidón58.9% +/- 8.8

Tasa de digestión4.0% / hora

913Seco molido fino

9110Hojueleado con vapor

943Alta humedad rolado

992Alta humedad molido

9113Seco molido

8910Rolado con vapor

859Seco, quebrado/rolado

Digestibilidad del almidón %

# de comparacionesFuente de maíz

Digestibilidad total del almidón en diferentes fuentes de maíz en vacas lecheras

Firkins, et al., JAS, 2001

96%

18%

78%

Molido

7%21%Post-Ruminal

93%90%Digestibilidad total

86%69%Ruminal

proporción de almidón digerido

Quebrado

Maíz de alta humedadMaíz seco

Efecto del procesamiento sobre el sitio de digestión del almidón de maíz

Owens, et al., 1986

Efecto del procesamiento de maíz sobre producción de leche, CMS y cambio de peso

Hutjens, et al., 1999

0.3040.2730.154Cambio de PV (kg/día)

232322.3CMS kg/día

3.293.263.19Proteina en leche %

3.733.643.59Grasa en leche %

34.232.831.4Leche kg/día

MolidoMix (50/50)Quebrado

Tipo de maíz

81876961Digestibilidad ruminaldel almidón %

76

1,725

85

Seco rolado

98

489

70

Alta humedad

molido

9689Digestibilidad total del almidón %

1,789618Tamaño medio de partícula (micras)

7085MS %

Alta humedad

rolado

Seco molidoFuente de maíz

Digestibilidad del almidón de maíz

Knowlton, et al., JDS, 1998

Digestibilidad ruminal del almidón en diferentes fuentes de maíz en vacas lecheras

8712Alta húmedad

579Hojueleado con vapor

5277Seco, molido

456Seco, quebrado/rolado

Digestibilidad del almidón %

# de comparacionesFuente de maíz

Firkins, et al., JAS, 2001


Procesamiento

•Tamaño de particula•Tratamiento con vapor

Cosecha/Almacenaje


Tipo de endospermo


EL TRIANGULO DEL SILO

El cosechador

El p

rodu

ctor

de

forra

je El nutricionista

LA CALIDAD DEL FORRAJE, DE QUE DEPENDE….

El productor de forraje

Todo lo referente a agronomía

Producción (planta completa y grano)

Digestibilidad de fibra

Leche/Ton

Leche/ha

El nutricionista de lechero

Palatabilidad

Producción de leche

Eficiencia en producción de leche

El que cosecha el forraje

Poner tons dentro del silo en tiempo

Establecer los puntos correctos del corte, picado y proceso

Compactar, almacena y tapar el forraje de forma adecuada

Relación entre producción de leche/ha y producción de leche/ton de forraje

ESCOGER LO MEJOR DE LO MEJOR….

El procesamiento del silo de maíz incrementa:

La digestibilidad del almidón

La habilidad para empacar el silo

La producción de leche

Potencial de cosechar partículas mas grandes

Y se reduce la posibilidad de selección por las vacas

Cortar alto el silo de maíz, da la opción de “seleccionar” la digestibilidad de la fibra

El grado de disponibilidad de almidón en el ensilaje de maíz está

fuertemente influenciado por el grado de disrupción del pericarpio

por parte de los procesadores (molinos) en el corte

Dos ejemplos más de trabajos muy pobres de procesamiento

El procesamiento afecta la cobertura de la semilla y la matriz proteica, incrementando

la digestibilidad en 10-20%

PUNTOS A CONSIDERAR PARA UN BUEN ENSILADO….

Evaluar el hibrido en cuanto a calidad y toneladas.

Baja lignina = alta digestibilidad de FDN = incremento en el consumo de MS y producción de leche, en promedio 2.2 litros por vaca por día

Permitirá a los productores dar mas silo y reducir el uso de grano de maíz 1 a 2 kg por vaca por día


Procesamiento


Cosecha/Almacenaje


Tipo de endospermo


Morfología básica en el maíz

Endospermo harinoso. Mas abierto en estructura. Maíz dentado tiene iguales proporciones de almidón harinoso a vítreo (comparado con el maíz palomero con mayor almidón vítreo)

Germen scutellum y eje embrionico. Germen serámayor maíz alto en aceite a expensas del almidón. Cada 1% de incremento en aceite se espera una disminución del 1.3% en almidón

Endospermo vítreo, también llamado endospermo duro

Línea negra, causada por la compresión de algunas capas de células a madurez fisiológica

Corona

Pericarpio

Dis

poni

bilid

ad (%

de

alm

idón

)

Vitreosidad %

Relación entre vitreosidad y disponibilidad ruminal in situ del almidón

Correa et al., 2002

91

2.8225

0

Harinoso

85

1.7173

0

Opaco

62Digestibilidad in vitro del almidón % 7-horas

7.57211

Proteína prolamina % MS%PC

% de almidón

64Vitreosidad

Hisogénico

Tipo de endospermo en maíz seco influencia la digestibilidad del almidón en vacas lecheras

Lopes et al., 2009

Todos los granos tienen prolaminas

Las prolaminas para cada grano de cereal tienen nombres específicos e históricos

BajoAveninaAvena

AltoZeinaMaíz

Muy altoKafirinaSorgo

Medio-bajoSecalinaArroz

BajoHordeinaCebada

Medio-bajoGliadinaTrigo

Nivel de prolamina

Nombre de prolaminaGrano

El maíz alto en humedad es bajo en prolaminas

Prol

amin

a-ze

ina,

g/1

00 g

de

alm

idón

Larson et al., 2009

Almidón vitreo Almidón harinoso

Matriz Almidón-Proteína


Procesamiento


Cosecha/Almacenaje


Tipo de endospermo


Estartegias de mejora en el uso del almidón

26.026.025.624.5Consumo de MS, Kg

39.440.040.438.9Leche, Kg1.621.651.531.47Grasa, Kg

1.521.541.581.60Leche/CMS0.291

6.161.28

2.5

5.0

0.291

6.191.29

5.0

5.0

0.2950.312NEL/CN

6.216.19pH Ruminal1.281.24Proteína, Kg

7.5

0

0

7.5

% de sucrosa en la dieta % MS

% de almidón en la dieta % de MS

Cambios en la producción de leche y sus componentes con cambios en la complementación de sucrosa y

almidón

Broderick et al., 2000

17.2 16.817.8 17.8Consumo de MS, kg/día

26.5 29.826.6 26.2Leche, kg/día3.69 2.694.35 4.19Grasa, %

0.77 0.830.74 0.73Proteina, kg/día0.97 0.802.92 2.79

80% complementoFibra soluble Almidón

1.15 1.09Grasa, kg/día2.79 2.78Proteína, %

60% complementoFibra soluble Almidón

Cambios en la producción de leche y sus componentes con cambios en la complementación de carbohidratos

Sutton et al., 1987

Almidón, normal Almidón reducido

Lb/v

aca/

día

Consumo de materia seca para dietas normales y reducidas en almidón


Producción de leche para dietas normales y reducidas en almidón

Lb/v

aca/

día


Pdn Leche/CMS para dietas normales y reducidas en almidón

2.932.78Proteina en leche, %

3.703.70Grasa en leche, %

22.620.7CMS, kg/día

41.640.6Leche, kg/día

41.841.1Leche corregida 3.5% grasa, kg/día



Desempeño animal-vacas primiparas17.116.6CMS, kg/día


32.532.5Leche corregida 3.5% grasa, kg/día

Desempeño animal-vacas multiparas1625Almidón

36.329.2FDN

18.218.9PC

Composición de la ración %MS14.20Cascarilla de soya

11.510.5Soy Plus

1.22.1Pasta de soya integral

9.99.9Semilla de algodón

8.8022.8Maíz alta humedad

26.326.3Ensilado de alfalfa

26.326.3Ensilado de maíz

Ración con cascarilla de soyaRación controlIngredientes de la ración %MS

Cascarilla de soya en raciones para vacas lecheras

Almidón reducido (-) Almidón reducido (+)

Lb/v

aca/

día

Consumo de materia seca para dietas reducidas en almidón con y sin amilasa

Almidón reducido (-) Almidón reducido (+)

Lb/v

aca/

día

Producción de leche para dietas reducidas en almidón con y sin amilasa

Almidón reducido (+)Almidón reducido (-)

Pdn Leche/CMS para dietas reducidas en almidón con y sin amilasa

Original Diet Ingredient DM $/Ton $/Kg (M*O) usd

Silo de Maíz 8 CaraN 7.880 635.0 0.6350 5.0038 0.417Silo de Alfalfa 31 2.060 1508.0 1.5080 3.1065 0.259Silo de alfalfa 27 2.060 1508.0 1.5080 3.1065 0.259Agua 0.001 0.0 0.0000 0.0000 0.000Maiz rolado 1.771 4100.0 4.1000 7.2611 0.605Sorgo rolado 1.748 3700.0 3.7000 6.4676 0.539Aguamiel 0.600 1050.0 1.0500 0.6300 0.053Pasta de soya 1.439 5130.0 5.1300 7.3821 0.615Maiz molido 1.334 3900.0 3.9000 5.2026 0.434Salvado trigo 1.259 3400.0 3.4000 4.2806 0.357Canola 1.215 3490.0 3.4900 4.2404 0.353Alfalfa seca 1.080 2400.0 2.4000 2.5920 0.216Kellogs 0.940 1000.0 1.0000 0.9400 0.078CottonseedDeLint 0.809 5010.0 5.0100 4.0531 0.338Semilla de algodón 0.650 4290.0 4.2900 2.7885 0.232Premix Lechero DSM 0.609 11760.0 11.7600 7.1618 0.597Cebada paja 0.450 700.0 0.7000 0.3150 0.026Energivac 0.315 9000.0 9.0000 2.8350 0.236SoybeanML44Solv 0.231 5130.0 5.1300 1.1871 0.099Melaza 0.190 2100.0 2.1000 0.3990 0.033AminoPlus 0.178 5430.0 5.4300 0.9665 0.081Harina de pescado 0.093 19500.0 19.5000 1.8135 0.151Cascarilla de soya 0.000 2200.0 2.2000 0.0000 0.000

Totals 26.912 71.733 5.978

Prueba en Rancho comercial en Querétaro, México, con el uso de una amilasa comercial

Trial Diet Ingredient DM $/Ton $/Kg (E*G) usd

Silo de Maíz 8 CaraN 7.880 635.0 0.6350 5.0038 0.417Silo de Alfalfa 31 2.060 1508.0 1.5080 3.1065 0.259Silo de alfalfa 27 2.060 1508.0 1.5080 3.1065 0.259Agua 0.001 0.0 0.0000 0.0000 0.000SoybeanML44Solv 0.231 5130.0 5.1300 1.1871 0.099Premix Lechero DSM 0.609 11760.0 11.7600 7.1618 0.597CottonseedDeLint 0.809 5010.0 5.0100 4.0531 0.338Alfalfa seca 1.080 2400.0 2.4000 2.5920 0.216Cebada paja 0.450 700.0 0.7000 0.3150 0.026Energivac 0.315 9000.0 9.0000 2.8350 0.236Sorgo rolado 1.748 3700.0 3.7000 6.4676 0.539Aguamiel 0.600 1050.0 1.0500 0.6300 0.053Pasta de soya 1.439 5130.0 5.1300 7.3821 0.615Maiz molido 1.000 3900.0 3.9000 3.9000 0.325Maiz rolado 1.050 4100.0 4.1000 4.3050 0.359Salvado trigo 1.250 3400.0 3.4000 4.2500 0.354Canola 1.215 3490.0 3.4900 4.2404 0.353Kellogs 0.940 1000.0 1.0000 0.9400 0.078Semilla de algodón 0.650 4290.0 4.2900 2.7885 0.232Melaza 0.190 2100.0 2.1000 0.3990 0.033AminoPlus 0.178 5430.0 5.4300 0.9665 0.081Harina de pescado 0.093 19500.0 19.5000 1.8135 0.151Cascarilla de soya 1.000 2200.0 2.2000 2.2000 0.183

Totals 26.848 72.059 6.005

Leche corregida por energía




30.8429.63CMS, kg/día

ECM kg/d = [(0.327 × kg leche) + (12.95 × kg grasa) + (7.2 × kg proteina)]; (Orth, 1992).

ECM kg/d = [(0.327 × 45.57) + (12.95 × 1.4992) + (7.2 × 1.4081)]ECM kg/d = [(14.9014) + (19.4146) + (10.1383)]ECM kg/d = 44.4543

ECM kg/d = [(0.327 × 46.25) + (12.95 × 1.6557) + (7.2 × 1.4337)]ECM kg/d = [(15.1237) + (21.4413) + (10.3226)]ECM kg/d = 46.8876

6.486.81Almidón, kg/vaca/día

2123Almidón, %

30.8429.63CMS, kg/día

7.236.53Leche, kg / Almidón, kg

ConclusionesEl procesamiento del grano deber ser una practica indispensable para

mejorar la digestibilidad del almidón

El endospermo vítreo es un factor de detrimento de la calidad de granos al disminuir la digestibilidad del almidón

Contenidos bajos de prolamina-zeina favorecen la digestibilidad del almidón

La optima utilización del almidón es de suma importancia para mejorar la eficiencia de producción

El almidón debe ser fermentado en el rumen a AGV´s como la mayor fuente de energía para las vacas

La digestión intestinal de almidón resulta en una fuente directa de glucosa necesaria para la producción de lactosa

La utilización de herramientas y estrategias nutricionales que permitan maximizar la utilización del almidón, sin perjudicar la producción de leche

son una opción en estos tiempos

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