El desarrollo de una biblioteca de alimentos para el modelo CNCPS

Presentación del tema: "El desarrollo de una biblioteca de alimentos para el modelo CNCPS"— Transcripción de la presentación:

1 El desarrollo de una biblioteca de alimentos para el modelo CNCPS
Luis O. Tedeschi Cornell University

2 La Biblioteca de Alimentos Tropicales
Resumen de la composición química y tasas de digestión de 96 alimentos para pronosticar el NDT, proteína del alimento y proteína microbial Con el modelo CNCPS se pronosticaron los contenidos de NDT y proteína degradable en el rumen (RUP) para cada alimento

3 Pronosticos del NDT de Forrajes Tropicales

4 NDT tabular vs. NDT pronoticado de la composición química

5 Asignación de las tasas de degradación
FDNPI, %PB Min Media Max 5 a 20% (N = 5) CHO A/B1 18.6 26.8 34.8 CHO B2 7.9 8.3 8.6 Proteína B3 0.3 3.6 6.3 21 a 35 (N = 10) 17.7 25.5 4.2 6.7 8.2 Protein B3 0.1 5.0 10.5 35 a 50 (N = 6) 9.8 13.1 18.4 3.4 6.2 7.4 5.2 6.8 9.9

6 Fracciones del CHO y proteína
A = Degradación rápida en el rumen Azúcares, proteína soluble B = Degradación más lenta Almidón, FDN disponible C = No disponible a digestión ruminal Lignina, proteína FDA

7 Análisis químico Materia seca Cenizas FDN Extracto etéreo Lignina
Almidón Proteína bruta Proteína bruta soluble N no-proteíco Proteína NDF Proteína ADF

8

9 Fracciones de carbohidratos (CHO)
Acido orgánico y azúcares CHO A (kd rápido) CHO libres de N (por diferencia) Almidón y fibra soluble CHO B1 (kd mediano) CHO B2 (kd lento) FDN FDN CHO C (no disponible) Lignina

10 Estructura de los CHO en el modelo CNCPS

11 Fracciones de proteína (PRO)
PBFDA Péptidas PBFDN PNP PRO A (kd veloz) PRO B1 (kd rápido) PRO C (indigestible) Proteína soluble PRO B2 (kd variable) Extensinas RUBISCO* PRO B3 (kd lento) * RUBISCO = Carboxilasa de ribulosa 1,5-bifosfato

12 Estructura de proteínas en el modelo CNCPS

13 Determinación de tasas de degradación

14 Evaluación de alimentos y dietas
Análisis químico: Cantidades de componentes específicos: FDN, PB, EE…. No reflejan los procesos biológicos del proceso de digestión (tasa y grado de digestión) Técnicas in vitro: Modelar digestión en un tubo de laboratorio Incorporar información sobre la fermentación ruminal sobre el balance en la dieta

15 Uso de la producción de gas
Aplicación de modelos matemáticos para describir respuestas en producción de gas Vt = Vf×[1 - exp(-k×(t - L))] Donde: Vt= volumen de gas al tiempo t Vf= volumen asintótica final de gas k = constante (tasa de digestión) L = término discreto de la fase de atraso

16 Tasas de digestión x digestibilidad ruminal
Kd Digestibility = Kd + Kp Digestibilidad ruminal (%) Tasa de digestión, constante (%/h) Kp = 5%/h (constante)

17 Fermentación de CHO Alimento  AGV + células microbiales + CO2 + CH4 + NH3 1 mol hexosa + 2H2O  2 acetato +2 CO2 + 4 H2 1 mol hexosa + 2H2  2 propionato +2H2O 1 mol hexosa  1 butirato +2 CO2 + 2 H2 CO2 +4H2  CH4 + 2 H2O

18 Dínamica de la digestión de alimentos
Técnicas gravimétricas: desaparición de CHO con tiempo CHO  AGV + CO2 + CH4 Técnicas de producción de gas: cantidad de producto final con el tiempo CHO  AGV + CO2 + CH4

19 Técnica de producción de gas
Directo: CO2, CH4 Indirecto: reacción de AGV con la solución buffer con producción de CO2 Producto final Rendimiento de producto, moles CO2 directo, moles CO2 indirecto,moles CO2 total, moles Acetato 2 4 Propionato -- Butirato 1 3 Lactato One of the techniques that we have been used to determine degradation rates of the carbohydrates is the gas production technique. The fermentation of carbohydrates by ruminal bacteria release volatile fatty acids and CO2. The VFAs reach with the buffer solution and release CO2. The fermentation takes place in small bottle in side an incubator. The gas production is determine as a change on pressure, since the volume is constant, as gas production increase, the pressure inside the bottle increase. The system is completely automatic, the sensors are connected to a computer and the data is recorded approximately each twenty minuts for 48 hours.

20 Técnica automática para cuantificar la producción acumulativa de gas
Controlador de temperatura AC Interface (conector) +10 V Sensor de temperatura AC tarjeta A/D hábanico hábanico Sensor de presión Calentador Computa- dora Botella, suero mezclador

21 Pasos: receta in vitro Solución macromineral Solución micromineral
Solución buffer Caseína Líquido ruminal

22 Paso 2: Colección del líquido ruminal

23 Paso 3: Incubación

24 Paso 4: Datos sobre la producción de gas

25 La Investigación Colombiana

26 Fracciones de CHO y proteína de alimentos tropicales
Sanchez, D. y Otros, 2002

27 Interpretación de la producción de gas de alfalfa
ME: Y=26.3*(1-exp(-0.13*(X-0.59))) r2=0.992 RIE: Y=15.6*(1-exp(-0.08*(X-0.58))) r2=0.996 FDN: Y=8.5*(1-exp(-0.044*(X-1.93))) r2=0.993

28 Interpretación de la producción de gas de B. decumbens
ME: Y=39.4*(1-exp(-0.044*(X-0.72))) r2=0.994 RIE: Y=37.9*(1-exp(-0.027*(X-3.15))) r2=0.988 FDN: Y=29.2*(1-exp(-0.032*(X-3.72))) r2=0.956

29 Tasas de degradación de pastos tropicales
Especie FRACCIONES MS RIE FDN Alfalfa ( Floración) Tasa degradación (% /hr) Error estandar Grados de Libertad Coeficiente de determinación (R2) Angleton ( D. aristatum. maduro) Tasa degradación (% /hr) Error estandar Grados de Libertad Coeficiente de determinación (R2) Brachiaria decumbens (30 días) Tasa degradación (% /hr) Error estandar Grados de Libertad Coeficiente de determinación (R2) Especie FRACCIONES MS RIE FDN Colosuana ( B. pertusa) Tasa degradación (% /hr) Error estandar Grados de Libertad Coeficiente de determinación (R2) Kikuyo (P. clandestinum. 56 días) Tasa degradación (% /hr) Error estandar Coeficiente de determinación (R2) Sanchez, D. y Otros, 2002

30 Conclusiones Degradación y tasas de pasaje determinan la digestibilidad de alimentos en el rumen El sistema de producción de gas es un método bueno y confiable para diagnosticar la tasa de degradación Se necesita caracterizar más alimentos en los trópicos