Efecto de la alimentación sobre la composición de la leche

Carlos A. Gómez, PhDIng. Melisa Fernández

Universidad Nacional Agraria La Molina

III Congreso Nacional de Producción LecheraPERULACTEA 2004

Apropiado manejo del programa de la alimentación del ganado lechero puede mejorar:

El ingreso económico

Salud de los animales

Mayor producción de leche

Mayor contenido de grasa, proteína ó sólidos totales de la leche

Menor incidencia de Acidosis y Laminitis

Factores que afectan la composición de la leche

• Genéticos

• Estado de lactación• Nivel de producción

de leche• Medio ambiente• Enfermedades

(mastitis)• Alimentación

Producción y composición de leche en diferentes estados de lactación.

Días en lactación

Porcentajelibras/díaLeche

Grasa

Proteína

Cambios en producción y composición de leche por efecto de mastitis.

Leche

Grasa

Proteína

libras/día Porcentaje

Mes

Raza Lactosa Proteina Grasa Solidos totales % % % %

Jersey 4.93 3.92 5.37 14.9

Brown Swiss 5.04 3.61 4.01 13.4

Holstein 4.87 3.32 3.4 12.2

El potencial de cambio de los componentes de la leche a través de la alimentación

_ +

adi-tivos Temas

noMinerales nutricionalesProteina:RDP/RUP Agua

Energia: EN Lactacion

FDN - CNF Tamaño de particulaForraje de buena calidad

Buenas practicas de manejo de la alimentacion

Bases fuertes

Nutrición y productividad del ganado lechero

Síntesis de grasa de la leche

• La grasa en leche esta constituida por ácidos grasos de cadena corta y larga.

• Los de cadena corta son sintetizados en la glándula mamaria a partir de los compuestos provenientes de la fermentación ruminal. Los de cadena larga son captados como tales de la sangre

• La vaca recibe solamente cerca de la mitad de la grasa en la dieta comparada con la que secreta en la leche y la diferencia es sintetizada en las células de la glándula mamaria.

• El ácido acético y butírico son utilizados para la síntesis de cadena corta que predominan en la leche.

• Aproximadamente 17-45% de la grasa de la leche es producida del acético y el 8 -25% del butírico.

• Generalmente todo descenso en el contenido graso de la leche provocado por cambios en la dieta va acompañado de una menor proporción de ácidos grasos de cadena corta en la leche

Impacto de los nutrientes sobre los componentes de la leche

La cantidad de grasa, proteína y lactosa que es sintetizada en la glándula mamaria es dependiente del suministro del sustrato.

– Grasa:

– Proteína:

– Lactosa:

Acetato, productos de Butirato y Ácidos grasos de cadena larga

Aminoácidos

Glucosa

Producto Sustrato

Los sustratos para la síntesis de los componentes de la leche son suministrados por la digestión fermentativa ruminal y digestión hidrolitica en intestino delgado

Producto de la Lugar de Leche Grasa Proteina Lactosadigestion absorcion kg/dia % % %

Acetato Rumen 8 9 -1 2

Propionato Rumen -2 -8 7 1

Butirato Rumen -5 14 2 2

Glucosa Intestino delgado 6 -10 -1 1

Aminoacidos Intestino delgado 7 -3 6 1

LCFA Intestino delgado 2 13 __ __

Respuesta (% de control)

Thomas and Martin (1988)

Ácidos grasos volátiles en rumen, producción y grasa de leche

Parametro Normal Alto en granos

Granos (%MS) 50 80

Forraje (% MS) 50 20

Acetato 67 53

Propionato 21 47

C2/C3 3.3 1

Produccion (kg/d) 19 21

Grasa (%) 3.6 1.75

Grasa (g/d) 684 368

Porcentaje molar

Leche

Adaptado de Van Soest (1994)

Carbohidratos

• Son la fuente primaria de energía en el rumen.

• Los carbohidratos pueden afectar la producción y composición de la leche por diferencias en:

– Digestibilidad del almidón– Digestibilidad de la fibra– Calidad de la fermentación ruminal– Efectividad de la fibra

• La fermentación de la fibra y el almidón es incrementada cuando el tamaño de partícula es reducida a través de picado o molienda.

• Esta reducción en tamaño se incrementara la superficie por unida de peso haciendo que el alimento sea mas accesible a las enzimas microbiales.

Efecto del tipo de proceso del maíz sobre la digestibilidad del almidón y flujo de proteína

microbial en el intestino delgado

Molido al seco Hojuelado al vapor

Digestibilidad del almidon

Ruminal (% consumo) 35 52

Intestinal (% ingreso) 61 93

Proteina microbial (kg/d) 1.04 1.23

Preceso

Theurer et al., (1999)

Consumo de carbohidratos: Balance

CNF / CNS Fibra (FDN)

Ruminalmente disponible

Efectividad FDN

FDN Digestible

FDN Físico

Estimula rumiacion

Producción de saliva: 80 g/d

Digestión microbial

Producción de ácidos grasos Agente buffer, forraje,

proteína.

Balance

Fibra

• La fibra es fermentada a una tasa mas lenta que los CNF, pero es necesaria para la formación de un adecuado manto ruminal, rumiacion, salivación y buffer.

• La NRC recomienda que las raciones para vacas de alta producción deben contener como mínimo 19% FDA y 25% FDN con 75% FDN de la ración total proveniente del forraje.

• Sin embargo, la efectividad de la fibra en mantener función ruminal apropiada depende del tamaño de partícula de la fibra.

Niveles de FDN y CNF (% de MS) recomendados por NRC (2001)

FDN mínimo FDN mínimo CNF máximo

en forraje en dieta en dieta

19 25 44

18 27 42

17 29 40

16 31 38

15 33 36

Weiss B., 2002

Rumen saludable“Manto”

flotante departiculas

largas

““Pool” de líquidos yparticulas pequeñas

Evaluación del Tamaño de partícula

• Se ha demostrado que una reducción en el tamaño de partícula del forraje mejora significativamente el consumo de materia seca y permite una mejor utilización de los nutrientes de la ración

• Una adecuada cantidad, forma física y química del forraje son necesarias para una apropiada función ruminal en vacas lecheras

Evaluación de tamaño de partícula para Chala

Tamiz 1

(Ø 1.9 cm)Tamiz 2

(Ø 0.8 cm)

Tamiz 3

(Ø 0.13 cm) Tamiz 4

• Tamiz 1: 3 – 8%

• Tamiz 2: 45 – 65%

• Tamiz 3: 30 – 40%

• Tamiz 4: Menos de 5

Distribución de partícula (% del peso total) recomendada para Silaje de maíz / Chala

Superior Medio Bajo

Evaluación de tamaño de partícula en RTM

Base

Hoja de calculo de tamaño de partícula en

TMR

Farm Name Sample Date 21/04/2004Address Sample Type 1

1 = TMR, 2 = Corn silage, 3 = Haylage

INPUT

Sample 1: Vacas Super Alta Sample 2: Low Group TMRWeight (grams) Weight (grams)

28.0 0.0116.0 0.0244.0 0.062.0 0.0

450.0 0.0

OUTPUTSection 1. Distribution of Particles

Particles Remaining Cumulative Particles Particles Remaining Cumulative Particles(% of total) (% under each sieve) (% of total) (% under each sieve)

6 94 #¡DIV/0! #¡DIV/0!26 68 #¡DIV/0! #¡DIV/0!54 14 #¡DIV/0! #¡DIV/0!14 #¡DIV/0!

Section 2. Sample Parameters

Sample 1 Sample 20.18 #¡DIV/0!0.102 #¡DIV/0!

Section 3. Recommended Distribution of Particles Sample Type: TMR

Particles Remaining(% of total)

2 to 830 to 5030 to 50

20 or less

Average Particle Size (in)

Sample 2: Low Group TMR

Seive UpperMiddleLower

Bottom PanTotal

LowerBottom Pan

Sample 1: Vacas Super Alta

SeiveUpperMiddle

Particle Size AnalysisDatasheet

MiddleLower

Bottom Pan

SeiveUpper

Maximum Milk Makers658 Dairy LaneAnytown, PA 17956

Standard Deviation (in)

DAIRY&ANIMALSCIENCE

1

0.1

25

10

20304050607080

9095

99

99.9

0.07 0.31 0.750.01 0.1 1 10

Particle size (inches)

Cum

ulat

ive

Perc

enta

ge U

nder

size

dtargetsample 1sample 2

DAIRY&ANIMALSCIENCE

TMR Particle SizeFor: Maximum Milk Makers

Grafico de tamaño de partícula en

TMR

• Fibra efectiva es necesaria para una apropiada función ruminal pero excesiva fibra puede limitar el consumo y densidad energética de la ración.

• CNF incrementa la energía de la ración pero la producción de ácidos grasos volátiles puede exceder la capacidad buffer del rumen pudiendo llegar a disminuir el pH del rumen.

Niveles de pH bajos disminuye la motilidad ruminal lo cual reduce la tasa de absorción de AGV.

Esto ocurre porque se reduce el mezclado en el rumen y la concentración de AGV a nivel de papila ruminal.

Así mismo, se dañan las papilas y causa adhesión de papilas adyacentes reduciendo el área superficial de absorción lo que finalmente conlleva a una disminución de tasa de remoción de AGV.

• Cuando el pH decrece por debajo de 6 existe menos energía (ATP) para crecimiento bacterial.

• Esto ocurre debido a que la fermentación de la fibra y pectinas decrece y la cantidad de ATP derivada de la fermentación del azúcar y almidón es bajo.

• Disminución de la fermentación de la fibra y pectinas conducirá a una menor producción de acetato.

• Buffer incrementa la síntesis de grasa a nivel de glándula mamaria especialmente cuando las raciones son baja en fibra.

• El efecto positivo del buffer para evitar la disminución de la grasa en leche es usualmente asociada con un incremento de la relación acetato:propionato.

Consumo y digestibilidad de la materia seca, materia orgánica y FDN de dietas con alto (HF) y

bajo (BF) contenido de forrajeHF LF

NB B NB B

Materia SecaConsumo, kg/d 20.6 21.9 23.7 24.1Digestibilidad ruminal verdadera, % 46.8 47.7 33.5 43.6

Materia orgánicaConsumo, kg/d 19.1 19.9 21.9 22Digestibilidad ruminal verdadera, % 52.3 52.6 38.5 48

FDNConsumo, kg/d 7.3 7.6 5.2 5.3Digestibilidad ruminal aparente, % 60.7 63.2 37.6 48

Kalscheur et al., (1997)NB: Sin bicarbonato; B: Con bicarbonato

pH ruminal y concentración de VFA de vacas alimentadas con dietas alto (HF) y bajo (LF)

contenido de forraje

HF LF

NB B NB B

pH 6.13 6.15 5.83 6.02

Total VFA, mM 89 97.2 110.1 112.3

Acetato 64.2 62.2 58 58.5

Propionato 20.5 22.7 26.5 24.4

Isobutirato 0.74 0.8 0.54 0.69

Butirato 10.8 10.6 11.6 12.6

Valerato 1.72 1.7 1.75 1.85

NB: Sin bicarbonato; B: Con bicarbonatoKalscheur et al., (1997)

• Se sabe que dietas altas en grano afectan el proceso de biohidrogenacion y en particular la acumulación de ácido graso transoctadecenoico (C18:1).

• Esto es debido a que los granos contienen altas cantidades de ácidos grasos poliinsaturados los cuales son precursores del ácido graso trans C18:1.

• Dietas bajas en forraje incrementan la producción de ácido graso trans C18:1 en el rumen e incorporados en la leche lo que resulta en una disminución de la grasa de la leche.

Peso vivo, producción de leche y composición de leche de vacas alimentadas de dietas con

alto y bajo contenido de forraje

HF LFNB B NB B

Peso vivo, kg 645 642 643 643Leche, kg/d 28.1 29.3 31.5 29.83.5% FCM, kg/d 30.8 32.3 30.9 31.1Componentes de leche, %Grasa 4.09 4.22 3.42 3.91Proteína 3.63 3.59 3.74 3.68Producción, kg/dGrasa 1.14 1.21 1.07 1.12Proteína 1.02 1.05 1.15 1.07Trans C18:1 (g/100 gr de grasa) 3.1 2.9 5.8 2.9

NB: Sin bicarbonato; B: Con bicarbonato Kalscheur et al., (1997)

Efecto de la dietas sobre pH ruminal

Alto en forraje con buffer Bajo en forraje con buffer

Alto en forraje sin buffer Bajo en forraje sin buffer

• Bajos niveles de pH parece ser un factor que resulta en la inhibición del ultimo paso de la biohidrogenacion, la conversión de ácido grado trans C18:1 a ácido esteárico.

• Buffer al incrementar el pH ruminal, reducen la producción de ácido grado trans C18:1 lo que a su vez incrementa el porcentaje de grasa de la leche

• La proteína de la leche consiste de proteína verdadera y nitrógeno no proteico (NNP).

• Cerca del 94% de la proteína total en la leche es proteína verdadera y el 6% se encuentra en los compuestos NNP (nitrógeno ureico en leche).

• Nutricionalmente se puede cambiar la proteína verdadera (0.1 – 0.3%).

Proteínas

• La proteína metabolizable (PM) y aminoácidos que la vaca usa para síntesis de proteína láctea es la suma de proteína microbial (RDP) y RUP de los alimentos que se digiere en el intestino.

• Alrededor del 50-55% PM y aminoácidos son proveídos por ingredientes energéticos a través del crecimiento de bacterias ruminales y el 40-45% proveído por ingredientes proteicos a través del RUP.

Contenido de RUP de algunos insumos (base seca)

Proteína cruda RUP FDN Grasa% % % %

ForrajesAlfalfa, heno 20 30 45 3Silaje de alfalfa 20 15 45 3Silaje de maíz 8 20 45 3GranosMaíz 10 66 13 4Cebada 12 20 19 2Suplementos proteicosHarina de pescado 92 82 1 1Torta de soya

Extracción solvente 49 30 24 1Extracción mecánica 49 55 24 5

Ishler and Varga

• Incrementando la cantidad de RUP en la dieta puede incrementar el porcentaje de proteína de la leche si existe correcto balance de aminoácidos disponible para la glándula mamaria.

• Debe tenerse en cuenta que 80% de la proteína láctea es caseína y casi el 100% se sintetiza en la glándula mamaria a partir de los aminoácidos circulantes en sangre.

• Sin embargo un aporte inadecuado de los aminoácidos que llegan al duodeno puede limitar la producción de leche y alguno de sus componentes especialmente proteína.

• En este sentido, la metionina y lisina han sido señalados como los aminoácidos potencialmente limitantes para la síntesis de proteína láctea.

• Dado que la proteína microbiana es pobre es este tipo de aminoácidos, es necesario aportarlos en la ración en forma by pass, es decir protegidos de la degradación ruminal, para que lleguen íntegros al duodeno y pueden ser absorbidos como tales.

Respuesta de vacas en producción a la suplementación de aminoácidos protegidos

% AA en proteína metabolizableMet Lis Met Lis1.89 6.38 2.35 7.45 Respuesta P

Leche (kg/d) 32.96 35.28 2.32 < 0.05

Proteína (%) 3.12 3.2 0.08 > 0.1

Proteína (g/d) 1015 1097 82 < 0.01

Grasa (%) 4.24 4.05 -0.19 > 0.1

Grasa (g/d) 1371 1401 30 > 0.1

Chalupa et al., (1999)

Consumo y producción de leche de vacas suplementadas con Lisina y Metionina sobrepasantes

NCR:86%Req Lisina y 90% req. Metionina; PCR: 112% Req. Lisina y 103%Req. Metionina

NCR + RP Lis (28g/d) + Met (8 g/d); NRC + RP Lis (40g/d) + Met (13 g/d)

Harrison et al., (1998)

NCR PCR NCR NRC

RP Lis + Met HRP Lis + Met

Consumo MS, kg/d 16.6 b 17.1 b 17.4 b 21 a

Leche, kg/d 33.8 c 39.4 ab 37.5 b 39 ab

4% FCM, kg/d 31.6 c 36 b 36.5 b 38 ab

Grasa, % 3.66 bc 3.56 c 3.98 a 3.96 a

Grasa, kg/d 1.21 d 1.35 c 1.43 bc 1.5 ab

Proteina, % 3.06 b 3.07 b 3.06 b 3.29 a

Proteina, kg/d 1.03 d 1.19 bc 1.14 c 1.27 ab

Grasa

Reemplazar grano por grasa es un método de incrementar la densidad energética sin comprometer el contenido de fibra.

Sin embargo el rumen no esta diseñado para usar grasa. Las grasas pueden afectar la digestibilidad de la fibra mediante:

-Recubrimiento físico de la fibra.-Efecto tóxico sobre la flora celulolítica.-Recubrimiento físico de los microorganismos, reduciendo la superficie activa de las enzimas.

Grasa sobrepasante

•La grasa sobrepasante han sido ampliamente usados como fuente de energía que no afecta el ambiente ruminal, presenta baja (<20%) disociación en el rumen a pH < 6.0 y es satisfactoriamente estable aun a pH 5.5

•Los resultados del efectos de la grasa sobrepasante sobre el porcentaje de grasa en leche es variable.

•Existen estudios en los que se logra incrementar el porcentaje de grasa en leche en hasta 0.26%.

Estrategias alimenticias para maximizar los sólidos de la leche

• Maximizar el consumo de alimento

• Monitorear la composición de la dieta

• Cosechar y/o comprar forraje de calidad

• Apropiado suministro de proteína, energía, fibra, que aseguren fermentación ruminal apropiada.

Investigación disponible sobre alimentación y composición de leche es limitada en su aplicación a dietas típicas usadas en alimentación intensiva de vacas de alta producción del Perú.

Muchas Gracias

cagomez@lamolina.edu.pehttp://tarwi.lamolina.edu.pe/%7Ecgomez/