El desarrollo de una biblioteca de alimentos para el modelo CNCPS

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El desarrollo de una biblioteca de alimentos para
el modelo CNCPS

• Luis O. Tedeschi
• Cornell University

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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

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Pronosticos del NDT de Forrajes
Tropicales
r2 93
4
NDT tabular vs. NDT pronoticado de la composición
química
r2 58
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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)
CHO A/B1 8.3 17.7 25.5
CHO B2 4.2 6.7 8.2
Protein B3 0.1 5.0 10.5
35 a 50 (N 6)
CHO A/B1 9.8 13.1 18.4
CHO B2 3.4 6.2 7.4
Proteína B3 5.2 6.8 9.9
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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

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Análisis químico

• Materia seca
• Cenizas
• FDN
• Extracto etéreo
• Lignina
• Almidón

• Proteína bruta
• Proteína bruta soluble
• N no-proteíco
• Proteína NDF
• Proteína ADF

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(No Transcript)
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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
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Estructura de los CHO en el modelo CNCPS
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Fracciones de proteína (PRO)
PRO B3 (kd lento)
RUBISCO Carboxilasa de ribulosa 1,5-bifosfato
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Estructura de proteínas en el modelo CNCPS
13
Determinación de tasas de degradación
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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

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Uso de la producción de gas

• Aplicación de modelos matemáticos para describir
  respuestas en producción de gas
• Vt Vf1 - 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

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

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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

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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 2 2 4
Propionato 2 -- 2 2
Butirato 1 2 1 3
Lactato 2 -- 2 2
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Técnica automática para cuantificar la
producción acumulativa de gas
Controlador de temperatura
Interface (conector)
AC
10 V
Sensor de temperatura
AC
tarjeta A/D
hábanico
hábanico
Sensor de presión
Calentador
Computa- dora
Botella, suero
mezclador
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Pasos receta in vitro

• Solución macromineral
• Solución micromineral
• Solución buffer
• Caseína
• Líquido ruminal

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Paso 2 Colección del líquido ruminal
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Paso 3 Incubación
24
Paso 4 Datos sobre la producción de gas
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La Investigación Colombiana
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Fracciones de CHO y proteína de alimentos
tropicales
Sanchez, D. y Otros, 2002
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Interpretación de la producción de gas de alfalfa
ME Y26.3(1-exp(-0.13(X-0.59))) r20.992 RIE
Y15.6(1-exp(-0.08(X-0.58))) r20.996 FDN
Y8.5(1-exp(-0.044(X-1.93))) r20.993
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Interpretación de la producción de gas de B.
decumbens
ME Y39.4(1-exp(-0.044(X-0.72))) r20.994 RI
E Y37.9(1-exp(-0.027(X-3.15))) r20.988 FDN
Y29.2(1-exp(-0.032(X-3.72))) r20.956
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Tasas de degradación de pastos tropicales
Especie FRACCIONES MS RIE FDN Alfalfa (
Floración) Tasa degradación (
/hr) 12.8 8.0 4.4 Error estandar 0.065 0.0015 0.0
022 Grados de Libertad 421 431 287 Coeficiente de
determinación (R2) 0.985 0.978 0.952 Angleton (
D. aristatum. maduro) Tasa degradación (
/hr) 3.8 3.5 4.2 Error estandar 0.0005 0.0007 0.0
0098 Grados de Libertad 575 575 575 Coeficiente
de determinación (R2) 0.994 0.989 0.982 Brachiari
a decumbens (30 días) Tasa degradación (
/hr) 4.0 2.7 3.2 Error estandar 0.0016 0.0016 0.0
016 Grados de Libertad 571 575 575 Coeficiente de
determinación (R2) 0.954 0.948 0.94
Especie FRACCIONES MS RIE FDN Colosuana (
B. pertusa) Tasa degradación (
/hr) 3.7 2.8 4.0 Error estandar 0.00098 0.001 0.0
01 Grados de Libertad 575 575 575 Coeficiente de
determinación (R2) 0.981 0.979 0.979 Kikuyo (P.
clandestinum. 56 días) Tasa degradación (
/hr) 4.8 4.9 4.5 Error estandar 0.001 0.001 0.001
3 Grados de Libertad 575 575 575 Coeficiente de
determinación (R2) 0.982 0.981 0.969
Sanchez, D. y Otros, 2002
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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