Uso de PEG4000 para evaluar la influencia de los polifenoles en la producción de gas in vitro con heces vacunas como inóculo.

Silvio J. Martínez Sáez*, Cecilia E. González Pérez, Marlene León González, Redimio M. Pedraza Olivera y Oscar Loyola Hernández

Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Camagüey, Cuba. *Correo electrónico: silvio.martinez@reduc.edu.cu

RESUMEN

En la búsqueda de técnicas analíticas que permitan obtener resultados confiables para la evaluación de materias primas y/o forrajes a ser usados en la alimentación de rumiantes, la medición de la producción de gas in vitro con el uso de heces vacunas puede ser un procedimiento de elección para predecir la digestibilidad, sin agresión alguna a dichos animales. Aplicando esta técnica, se estudiaron muestras de Chamaecrista lineada, Desmodium barbatum, Desmodium incanum, Dichrostachys cinerea, Leucaena leucocephala y Stylosanthes viscosa. Se evaluó la influencia de la adición de PEG4000 en la producción de gas y contrarrestó su efecto con la cantidad de polifenoles extractables presentes en las muestras. La adición del polímero mejoró (P<0,01) la producción de gas (mL/200 mg MS) para Ch. lineada (8,5 a 12,3), D. cirenea (17,3 a 27,1) y L. leucocephala (16,8 a 20,0). En las leguminosas estudiadas, existió correlación positiva (r² = 0,94) entre la mejora producida por el PEG en la producción de gas y la concentración de polifenoles totales.

Palabras clave: gas in vitro, heces, PEG, polifenoles, leguminosas.

In the search of analytical techniques to achieve reliable results in assessing animal feed raw materials and/or forages, in vitro gas production using bovine feces can be a selected procedure to predict digestibility, without any aggression to the animals. Applying such technique, samples of Chamaecrista lineada, Desmodium barbatum, Desmodium incanum, Dichrostachys cinerea, Leucaena leucocephala, and Stylosanthes viscosa were evaluated. The correlation between the influence of PEG4000 on gas production and the concentration of extractable polyphenols was evaluated. The addition of PEG significantly (P<0.01) improved in vitro gas production (mL/200 mg DM) of Ch. lineada (8.5 to 12.3), D. cirenea (17.3 to 27.1), and L. leucocephala (16.8 to 20.0). In the evaluated legumes, there was a positive correlation (r² = 0.94) between the improvement in gas production because of PEG and the concentration of polyphenols.

Recibido y aceptado en el contexto del V Congreso Latinoamericano de Agroforestería para la Producción Pecuaria Sostenible 2008.

Los árboles y arbustos, junto a otras leguminosas, constituyen una importante fuente de nutrientes para los rumiantes en muchas regiones del planeta. Aun cuando tales plantas son ricas en nutrientes, contienen además en muchos casos cantidades apreciables de metabolitos secundarios que, como es sabido, pueden influir negativa o positivamente en el desempeño de los microorganismos del rumen. Entre estos metabolitos, los taninos son los más comúnmente encontrados. Los taninos son polifenoles capaces de formar, por condensación, un complejo estable de celulosa-proteínas-taninos, que protege las proteínas y la celulosa de la degradación ruminal, lo cual tiene una gran importancia en la nutrición de los rumiantes. Su acción positiva se relaciona también con la prevención del meteorismo en los rumiantes y con sus propiedades antioxidantes (Mlambo et al., 2007). Para estudiar el efecto de los taninos sobre las proteínas y la fibra se han utilizado diferentes compuestos que ligan dichos taninos, inhibiendo su efecto. El más utilizado es el polietilenglicol (PEG) que forma enlaces de hidrógeno con los OH fenólicos de los taninos (Makkar et al., 1995)

El presente trabajo fue realizado para evaluar la influencia del PEG4000 sobre la producción de gas in vitro con el uso de heces vacunas ya depuestas en 6 leguminosas y su correlación con el contenido de polifenoles en las muestras

MATERIALES Y MÉTODOS

Las plantas utilizadas fueron las arbóreas Dichrostachys cinerea y Leucaena leucocephala conjuntamente con Chamaecrista lineada, Desmodium barbatu, Desmodium incanum y Stylosanthes viscosa, todas leguminosas. Las muestras fueron tomadas de forma aleatoria de rebrotes de diferentes plantas, se secaron a 65oC en estufa con circulación forzada y se molieron hasta pasar por un tamiz de 1 mm.

Los polifenoles totales se determinaron según LABCA (1998) usando reactivo de Folin-Denis para desarrollar el color y ácido tánico como patrón. Para la determinación del gas in vitro se pesaron 200 mg de muestra, las cuales fueron adicionadas o no con igual cantidad de PEG4000 y se incubaron a 39oC. En todos los casos se usaron 3 replicas por tratamiento, es decir, cada planta con y sin la adición del PEG.

Como inóculo para la producción de gas se usaron heces vacunas con menos de 3 h de haber sido depuestas por vacas en ordeño. Las muestras de heces se mezclaron en proporción 1:3 con solución amortiguadora y suplementos minerales. El volumen del gas se midió en jeringas de 100 mL a las 3, 6, 12, 24, 48, 72 y 96 h (Martínez et al., 2004).

Para tratar de eliminar el sesgo por cambio de inóculo entre una y otra corrida se empleó siempre un estándar interno de L. leucocephala para corregir las diferencias.

V = 0  para t < o = lag  (1)

V = b x (1- exp(-c x t)  para t > lag  (2)

Donde

lag = tiempo de demora en iniciase la actividad fermentativa de la fracción insoluble (h)

V= volumen de gas producido (mL)

t = tiempo (h)

b y c son parámetros del modelo de Orskov-McDonald (1979),

El volumen usado en las comparaciones fue el calculado para t = 72 según (2).

Para determinar los parámetros de mejor ajuste se utilizó el programa Solver de Microsoft Excel^® 2003. Los valores de r² y el error estándar fueron calculados con el uso de funciones de este mismo software. La comparación entre medias se hizo con el paquete SYSTAT^® versión 7 para Windows^®, según la dócima de Tukey. Los análisis de correlación se llevaron a cabo utilizando los valores determinados para 8, 16, 24, 48 y 72 h, sin considerar la fase lag que fue en todos los casos sustraída.

El Cuadro 1 muestra los resultados obtenidos para la media de producción de gas a las 72 h a partir de la fase lag sin y con la adición de PEG4000, así como la mejora obtenida en la producción de gas por la adición del acomplejante y el contenido de polifenoles presentes en la muestra. En el Cuadro 1 es notable que las dos arbustivas (D. cirenea y L. leucocephala) y S. viscosa posean volúmenes de producción de gas razonablemente altos, lo que señala concomitantemente su posible digestibilidad. Estas arbustivas (D. cirenea y L. leucocephala), sin embargo, mejoran (P<0,01) por la adición del polietilenglicol, lo cual es debido a su más alto contenido de polifenoles y la reacción del PEG con estos compuestos (Salem et al., 2007). En el caso particular de D. cirenea resulta notable la mejora (más del 50%) en el volumen de producción de gas, lo que podría también ser en su digestibilidad.

En la Figura 1 se puede apreciar la buena correlación (r² = 0.94) existente entre el aumento de la cantidad de gas producida y el contenido de polifenoles presentes en las nuestras, lo que está en perfecta concordancia con el criterio de que los taninos se unen al PEG y de esta manera permiten que incremente la fermentación, es decir, como los taninos se unen al PEG que es más reactivo que las proteínas y la celulosa, estas quedan libres para el ataque de los microorganismos (Mlambo et al., 2007).

El PEG4000 mejora la producción de gas in vitro de las tres leguminosas con mayor concentración de polifenoles entre las evaluadas. En las plantas estudiadas, existe correlación positiva entre la mejora introducida por el PEG en el volumen de gas producido y la presencia de polifenoles extractables.

1. LABCA. 1998. Manual de Técnicas Analíticas, Laboratorio de Control Agroambiental, CEDEPA. Universidad de Camagüey, Cuba.         [ Links ]

2. Makkar H.P., M. Blümmel y K. Becker. 1995. Formation of complexes between polyvinyl pyrrolidones or polyethylene glycols and tannins, and their implication in gas production and true digestibility in in vitro techniques. Brit. J. Nutr., 73: 897-913.        [ Links ]

3. Martínez S.J., R.M. Pedraza, G. Guevara. C.E. González, M. León y J.A. Estévez. 2004. Implementación de la técnica de producción de gas in vitro con heces vacunas como inóculo y su empleo para evaluar follajes de algunas leguminosas tropicales. Informe de Investigación. CEDEPA, Universidad de Camagüey, Cuba.        [ Links ]

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