Identificación del potencial antimetanogénico in vitro de plantas nativas de la sabana inundable adaptadas a condiciones de sequía en la Orinoquía Colombiana

O M Vélez, R R Noguera¹, S L Posada¹, R C Gaona y H S Guerrero

Universidad Nacional de Colombia, Sede Palmira, Facultad de Ciencias Agropecuarias
omvelezt@unal.edu.co
¹ Universidad de Antioquia, Facultad de Ciencias Agrarias, Grupo de Investigación en Ciencias Agrarias-GRICA

Resumen

La identificación y uso de los metabolitos secundarios de las plantas es un área de investigación con gran proyección para reducir la metanogénesis ruminal. Las plantas con propiedades antimetanogénicas se convierten en una alternativa de mitigación de metano entérico viable para países y regiones donde la actividad ganadera sea a base de pastoreo como es el caso de las sabanas inundables de la Orinoquía Colombiana. Por esta razón, el objetivo de este estudio fue caracterizar el potencial antimetanogénico in vitro y la composición fitoquímica de plantas de la sabana inundable adaptadas a condiciones de sequía. A través de la técnica de producción de gases se evalúo la adición de cinco plantas (A. peruviana, B. nemorosa, B. virgilioides, C. americana y S. multijuga) a una dieta base (Axonopus purpussi 60% + Paratheria prostrata 40%) y su efecto sobre la producción de gas, metano y degradación de la materia seca a las 12, 24 y 48h.

Las plantas evaluadas no generaron cambios en la producción de metano a través del tiempo, pero incrementaron el volumen de producción de gas de la dieta. La especie A. peruviana aumentó la digestibilidad mientras que B. virgilioides promovió una mayor síntesis de proteína microbiana. Se encontró la presencia de alcaloides, esteroides y triterpenoides, flavonoides, saponinas y taninos en todas las plantas evaluadas, a excepción de B. nemorosa que no presentó saponinas. Se recomienda la realización de otros estudios para caracterizar el potencial antimetanogénico de las plantas evaluadas de manera individual, y cuantificar los metabolitos secundarios encontrados.

Palabras clave: época seca, forrajes nativos, metabolitos secundarios, metano

Identification of in vitro antimethanogenic potential of native plants from the floodable savanna adapted to dry conditions in the Colombian Orinoco

Summary

The identification and use of plants secondary metabolites is a research area with great projection for reducing ruminal methanogenesis. Plants with antimethanogenic properties becomes a feasible mitigation alternative of enteric methane for countries and regions where livestock activity is based on grazing like the case of the floodable savannas in the Colombian Orinoco. Therefore, the aim of this study was to characterize the in vitro antimethanogenic potential and phytochemical composition of floodable savanna plants adapted to drought conditions. Using the gas production technique it was evaluated the addition of five plants (A. peruviana, B. nemorosa, B. virgilioides, C. americana y S. multijuga) to a basal diet (Axonopus purpussi 60% + Paratheria prostrata 40%) and their effects on gas production, methane and dry matter degradation at 12, 24 and 48h were recorded.

The evaluated plants did not produce changes in methane production across the time; however they increased the volume of gas production from the diet. The specie A. peruviana increased digestibility while B. virgilioides promoted greater microbial protein synthesis. It was found the presence of alkaloids, steroids and triterpenoids, flavonoids, saponins and tannins, in all the evaluated plants, except B. Nemorosa that not presented saponins. Further studies are required to characterize the antimethanogenic potential of the evaluated plants individually, and to quantify the secondary metabolites found.

Key words: dry season, methane, native forages, secondary metabolites

Introducción

La región de la Orinoquía representa el 22% del territorio colombiano con 25.4 millones de hectáreas de las cuales el 58% está dedicada al uso pecuario. En la región existen alrededor de 4.2 millones de cabezas de ganado lo cual representa aproximadamente el 19% del inventario ganadero nacional (Lafaurie 2011). Parte de la actividad ganadera se desarrolla en condiciones de sabanas inundables, las cuales alcanzan algo más de 5 millones de hectáreas ubicadas entre los departamentos de Casanare y Arauca. Estos departamentos poseen el 39% de la población bovina de la Orinoquía, y además producen el 68% de la carne consumida en la capital del país, lo que equivale al 16.5% de la producción nacional de carne bovina (Fernández 2009). La actividad ganadera principal es la cría, la cual se desarrolla en pastoreo extensivo con plantas nativas (gramíneas y leguminosas) adaptadas a la dinámica de sequía e inundación, y que garantizan la alimentación para el ganado durante el año (Peñuela et al 2011).

Una desventaja que tienen los bovinos que consumen dietas altas en fibra es que emiten altas concentraciones de metano (CH₄) a la atmosfera, un gas de efecto invernadero que tiene un potencial de calentamiento 21 veces superior que el CO₂ (Peters et al 2012), y cuyo efecto ambiental ha provocado que la actividad ganadera sea cuestionada fuertemente (Santana et al 2009; Makkar y Vercoe 2007).

El metano es producido principalmente por la descomposición bacteriana anaerobia de los compuestos orgánicos de los alimentos en el tracto digestivo de los bovinos (Merino et al 2011). Los productos de la fermentación son principalmente ácidos grasos volátiles (AGV´s-acetato, propionato y butirato), formato, etanol, lactato, sucinato y ácidos grasos ramificados. De estos, los AGV´s son la principal fuente de energía para el animal. También se produce amonio, hidrógenos y dióxido de carbono, estos dos últimos subproductos son reducidos y convertidos en metano por poblaciones microbiales especializadas (Jansen 2010; Banik et al 2013b). Los sistemas ganaderos se estiman contribuyen con cerca del 80% de las emisiones de CH₄ y N₂O de todo el sector agrícola (Havlik et al 2014), generando hasta un 9% de todas las emisiones antropogénicas de CO₂, 37-52% de CH₄ y 65–84% de N₂O (Peters et al 2012). En Colombia, los inventarios de gases publicados por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM) indican que la fermentación entérica del ganado genera anualmente el 61% de las emisiones totales de CH₄ en el país (Santana et al 2009).

La producción de metano representa una pérdida energética del 2 – 12 % de la energía consumida (Johnson y Johnson 1995) que puede ser potencialmente utilizable por el animal. Una forma de reducir estas pérdidas es a través de la manipulación de la dieta en busca de mejorar la eficiencia de fermentación ruminal para mejorar la utilización de los alimentos (Makkar y Vercoe 2007).

Un mecanismo natural para modificar la fermentación ruminal y reducir la metanogénesis son los metabolitos secundarios de las plantas (Santra et al 2012). Compuestos como las saponinas, taninos, aceites esenciales, flavonoides, compuestos organosulfurados, etc han demostrado reducir la metanogénesis ruminal (Patra y Saxena 2010; Bodas et al 2012) in vitro (Bodas et al 2008; García-González et al 2008; Durmic et al 2010; Banik et al 2013a) e in vivo (Grainger et al 2009; Hess et al 2004; Jensen 2012). Las plantas producen metabolitos secundarios como medio de defensa y de adaptación a ambientes adversos. Actualmente se han identificado más de 200.000 estructuras definidas de estos compuestos, en donde la actividad y concentración de cada uno, varía dependiendo de la localización geográfica y condiciones ambientales (Patra y Saxena 2010). Generalmente se ha observado que en algunas plantas, el estrés por sequía, las altas temperaturas e intensidad luminosa tienden a incrementar la presencia de metabolitos secundarios, en especial flavonoides, fenoles y saponinas (Ramakrishna y Aswathanarayana 2011).

Las sabanas inundables de la Orinoquía presentan un régimen monomodal, con una época de lluvias que va desde abril hasta noviembre, y un época seca que se da desde diciembre hasta marzo (Lasso et al 2010). Estas condiciones han determinado una diversidad de plantas nativas adaptadas a condiciones de altas temperaturas y extrema sequía (Peñuela et al 2011), que podrían estar determinando una diversidad de metabolitos secundarios, útiles para reducir la metanogénesis ruminal. Por esta razón, el objetivo de este estudio es caracterizar la composición fitoquímica y potencial antimetanogénico in vitro, de plantas nativas de la sabana inundable adaptadas a condiciones de sequía, que puedan ser usadas en asociación con otras especies de plantas como fuente de alimentación para los sistemas ganaderos de la región.

Materiales y métodos

Selección de las plantas a evaluar

Con la ayuda de un botánico y personal de la región, se recorrió un transecto de aproximadamente 72 Km a través de las sabanas inundables de Arauca. El recorrido se realizó durante la fase final de la época seca (Abril), en donde se realizaron 17 paradas o puntos de observación (Figura 1) en lugares donde se observaron cambios en la vegetación, topografía y suelo de acuerdo a lo propuesto por Shultze-Kraft (1979). En cada punto de observación se estableció un radio de 50 m, y se tomaron muestras de las plantas más abundantes. También se tomaron muestras de plantas de una misma especie en diferentes puntos de observación para generar un muestreo representativo de la zona de estudio. Las muestras se recolectaron en bolsas negras de polietileno y fueron almacenadas bajo refrigeración (4-6 °C) hasta su traslado al laboratorio donde fueron congeladas a -20 °C.

Figura 1. Ubicación del transecto recorrido y los 17 puntos de observación realizados en condiciones de sabanas inundables del Departamento de Arauca.

En el laboratorio, las plantas se secaron en un horno de ventilación forzada a 40°C por 48 h y fueron molidas en un molino Wiley (Arthur H. ThomásCompany, Philadelhia) a través de un tamiz de 1 mm, luego fueron almacenadas en recipientes plásticos oscuros.

El proceso de fermentación se realizó en la Sede de Investigación Universitaria (SIU) de la Universidad de Antioquia. Se utilizó la técnica de producción de gas siguiendo la metodología propuesta por Bodas et al (2008), ya que el propósito era identificar plantas que reduzcan la emisión de metano, cuando son usadas como complemento en la dieta de bovinos en pastoreo. El sustrato usado en las pruebas de fermentación, fue una combinación de forrajes los cuáles se consideran son la dieta base de los bovinos durante la época seca en condiciones de sabana inundable (Axonopus purpussi 60% +Paratheria prostrata 40%) (Vélez et al 2013). El inóculo se obtuvo de tres bovinos mestizos canulados los cuáles eran alimentados con heno de Digitaria decumbens, una pastura tropical que presentaba un contenido de MS (91.5%), proteína (8.3%), FDN (69.2%) y FDA (36.7%). El inóculo de cada animal se utilizó por separado y cada uno sirvió como repetición para el análisis estadístico. El fluido ruminal fue colectado a primera hora en la mañana (8:00 am) y transportado en termos previamente calentados a 39 °C al laboratorio, donde se filtró a través de dos paños de gasa y se saturo con CO₂. La parte solida fue licuada con un poco de líquido ruminal y nuevamente filtrada, para asegurar la presencia de microorganismos tanto de la fase liquida como de la sólida en el inóculo final.

Los tratamientos fueron incubados en frascos de vidrio de 100 ml, en los cuáles se pesaron y adicionaron 500 mg de materia seca de sustrato + 50 mg de materia seca de cada planta a evaluar + 10 ml de fluido ruminal filtrado (inóculo) + 40 ml de medio de cultivo según McDougall (1948). También se incluyeron tratamientos control (eg, inóculo + sustrato) y blancos (eg, inóculo) para corregir por los gases generados por los microorganismos presentes en el líquido ruminal (López et al 2007). Para cada tratamiento se incubaron 18 frascos (2 réplicas X 3 repeticiones (inóculos) X 3 horarios (12, 24 y 48 h)), y en total se evaluaron 7 tratamientos (Control + 5 plantas + blancos), para un total de 126 unidades de fermentación. Los frascos fueron sellados con tapas de caucho y llevados a una estufa de ventilación forzada a 39ºC por 48 h, tratando de simular el tiempo de retención ruminal de la fase solida reportado para bovinos con dietas a base de forrajes tropicales (Campos et al 2007; Lopes et al 2003)

Parámetros evaluados

En este experimento se realizaron lecturas de producción de gas, metano y degradación de MS a las 12, 24 y 48h, por lo tanto para evaluar cada parámetro, fue necesario retirar del proceso de fermentación 42 frascos en cada horario.

Para medir la presión originada por los gases producto de la fermentación se utilizó un transductor digital de presión (ASHCROFT – modelo 2089), al cual se le acopló una aguja que fue insertada a través de la tapa de caucho de los frascos, indicando la presión en libras por pulgada cuadrada (PSI). Para transformar los datos de presión a volumen, corregidos por la presión atmosférica del laboratorio, se usó la ecuación Y= -0.1375+5.1385 X+0.0777 X² donde Y representa el volumen de gas producido por cada unidad de presión (X) (Posada y Noguera 2006).

Para estimar la producción de metano, se tomaron muestras de los gases generados y se almacenaron en bolsas de etil vinil acetato de 100 ml, posteriormente se inyectaron manualmente a un cromatógrafo de gases (TRACE GC Ultra) con una jeringa de 100 µl (SGE 50R-V-GT).

Para la determinación de la degradación de la MS, los frascos se filtraron inmediatamente a través de crisoles filtrantes Pyrex® (poro numero 1). Los residuos se secaron a 110 °C por 4h, y la MS degradada se estimó por diferencia de peso antes y después del proceso de fermentación.

Con la información obtenida, se estimó el factor de partición (FP), el cuál es la relación entre la cantidad de sustrato degradado (mg) y el volumen de total gas producido (ml) durante el proceso de incubación. Este parámetro indica la eficiencia de fermentación microbiana sobre los tratamientos (Arenas et al 2010).

Para observar el efecto general de los tratamientos, también se estimó el volumen total de gas y metano después de las 48 h de incubación. Estos parámetros fueron estimados a través de la sumatorias de cada una de las producciones en los tres horarios de medición.

Análisis fitoquímico

Se pesaron 20 g del material seco de cada una de las especies a evaluar, y se realizó el método cualitativo denominado marcha fitoquímica, que permite conocer la composición de metabolitos secundarios presentes en cada planta a través del cambio de color de las muestras cuando se mezclan con diferentes compuestos químicos específicos para cada metabolitos. El material se mezcló con etanol y cloroformo para generar los respectivos extractos y se identificó la presencia (+) o ausencia (-) de alcaloides, saponinas, taninos, flavonoides, esteroides y triterpenoides siguiendo la metodología adaptada de Carvajal et al (2009) y Sanabria (1983), los cuáles han sido reportados por reducir las emisiones de metano (Patra y Saxena 2010; Bodas et al 2012).

Para la identificación de los metabolitos, en cada extracto se realizaron los ensayos Dragendorff y wagner (alcaloides), índice de espuma (saponinas), cloruro férrico (taninos), Shinoda (flavonoides) y Liebermann-Burchard (esteroides y triterpenos).

Análisis estadístico

Para analizar el comportamiento en el tiempo de cada uno de los parámetros estimados en los tratamientos, se realizó un análisis de medidas repetidas bajo un diseño completamente al azar, de acuerdo al siguiente modelo estadístico:

Y_ijk = µ+ T_i + H_j + (T × H)_ij + e_ijk

Dónde:

Y_ijk = Observacion ijk

µ = Media general

T_i = Efecto del tratamiento i

H_j = Efecto del horario j

( T × H)_ij = Interacción entre el tratamiento i y el horario j

e_ijk = Error experimental

En cada parámetro estimado, se evaluó diferentes estructuras de covarianza y se estimó el mejor modelo de análisis teniendo como criterio de selección los coeficientes de información Akaike (AIC) y Bayesiano (BIC), utilizando la opción “Modelos lineales generales y mixtos” del software estadístico InfoStat (2013). La comparación de medias se hizo utilizando la opción “Contrastes”, en donde se comparó cada tratamiento contra el control.

Para el análisis de los parámetros volumen total de gas y metano después de las 48 h de incubación se realizó un análisis de varianza de una vía con el software estadístico InfoStat (2013). La comparación de medias fue igual que en el análisis anterior.

Resultados y discusión

Durante el recorrido realizado en la época seca de las sabanas inundables de Arauca, se seleccionaron 5 especies vegetales que mostraron un alto nivel de presencia y adaptación a las condiciones adversas de la época. En la tabla 1 se muestran las características de las especies seleccionadas.

Parámetros de fermentación

La tabla 2 muestra el efecto de la inclusión de las plantas a la dieta base sobre los parámetros de fermentación en cada uno de los horarios de medición. Los resultados del presente estudio se expresan por unidad de materia seca degradada, esta es la fracción disponible para el metabolismo corporal de los animales, y por tanto es la que más interesa (Dijkstra et al 2011).

Los volumenes de gas por unidad de MS degradada generados por la adición de cada planta, en general fueron diferentes con respecto al control en los 3 horarios de medicion (p>0.05). A las 12h de incubación, la mayoría de las plantas mostraron volúmenes de gas más altos que el tratamiento control, a excepción de B. virgilioides (70 Vs 74 ml/g MS degradada). A las 24 h el tratamiento control presentó un volumen más alto que B. virgilioides , C. americana y S. multijuga (p>0.05). En las 48h las diferencias persistieron, sin embargo en este caso todas las plantas mostraron mayores volúmenes de gas en comparación con el control (p>0.05). Los tratamientos con las especiesA. peruviana y B. nemorosa mostraron ser superiores en los 3 horarios de medición (p>0.05).

La producción de metano por unidad de MS degrada no mostró diferencia a través del tiempo entre los tratamientos con las plantas y el tratamiento control (p>0.05). La figura 2 muestra como la producción de metano presenta una tendencia creciente en el tiempo, similar en todos los tratamientos evaluados.

Figura 2. Efecto de la inclusión de las plantas a la dieta base sobre la emisión de metano.

Cuando comparamos la degradación de la MS de los tratamientos estudiados, podemos observar que a las 12h de incubación no se encontraron diferencias entre las plantas y el control (p>0.05), sin embargo a las 24h los tratamientos con B. virgilioides y C. americana mostraron reducir la digestibilidad con respecto al control en 3,78 y 4% respectivamente (p>0.05). A las 48h sólo el tratamiento con la planta A. peruviana mejoró la digestibilidad de la MS mostrando diferencias estadísticas (p>0.05).

Como se puede observar en la tabla 2, no todos los tratamientos que mostraron las mayores degradaciones de la MS, presentaron los más altos volumenes de produccion de gas. Esto es, porque una mayor produccion de gas no siempre esta relacionada con una mayor degradacion de la MS (Arenas et al 2010). Para entender mejor esta situacion se estimó el factor de particion (FP) el cuál refleja cuanto de la MS degradada se destinó para la formación de proteina microbiana. (Getachew et al 1998; Noguera et al 2011).

Los FP estimados de los tratamientos con la adición de las plantas, mostraron ser diferentes al tratamiento control en los tres horarios evaluados (p>0.05). A las 12h los tratamientos con las plantas B. virgilioides, C. americanay S. multijuga presentaron un FP mayor que el control (p>0.05), mientra que A. peruviana y B. nemorosa estuvieron por debajo, siendo sóloesta última la que mostró diferencias estadísticas (p>0.05). En las 24 h sólo dos plantas mostraron diferencias B. nemorosa yB. virgilioides (p>0.05). En el primer caso, se encontró un FP inferior al encontrado con el tratamiento control (2,22 Vs 2,30), mientras que en el segundo el FP fue mayor (2,55 Vs 2,30). A las 48h la única planta que mostró diferencias (p>0.05) con respecto al control fueB. virgilioides, la cuál continuó con la superioridad mostrada en los horarios anteriores (1,76 Vs 1,58), lo que indica que la adición de esta planta promovió una mayor síntesis de proteína microbiana por unidad de materia seca degradada.

La tabla 3 muestra el comportamiento general de los tratamientos despuésde las 48h de incubación en relacion a volumen total de gas y metano. Los resultados muestran que a pesar de que el volumen de gas fue variable en los tiempos de medicion evaluados, al final del proceso de incubación el volumen total de gas generado por los tratamientos con las plantas evaluadas no mostraron diferencia estadística con respecto al tratamiento control (p>0.05). Este mismo comportamiento se observo en la produccion total de metano, a excepción de A. peruviana que mostró un mayor volumen comparado con el tratamiento control (p>0.05).

Composición Fitoquímica

En la tabla 4 se puede observar los resultados de la identificación presuntiva de algunos metabolitos secundarios en las plantas que fueron usadas como complemento a la dieta base de bovinos durante la época seca en condiciones de sabana inundable.

En general se encontró diversidad de metabolitos en las plantas estudiadas. En las especies Ambrosia peruviana, Curatella americana, Bowdichia virgilioides y Senna multijuga se identificó la presencia de todos los compuestos propuestos en este estudio, sólo en la especie Belencita nemorosa no se encontró la presencia de saponinas. Similares resultados se han reportado para la especie Ambrosia peruviana donde se han encontrado alcaloides, flavonoides, taninos y saponinas (Guauque et al 2010). En las hojas de la especie Curatella americana se ha reportado la presencia de flavonoides, fenoles, terpenos, saponinas, esteroides (El-Azizi et al 1980) y en menor proporción taninos (Gomes 2009). Vieira et al 2013 reporta para la especie Bowdichia virgilioides alcaloides, triterpenoides, flavonoides y aceites esenciales. En la especie Senna multijuga se han encontrado triterpenos, esteroles, esteroides, flavonoides, alcaloides y taninos (Tapia 2012; Rinnert 2010). En cuanto a la especie Belencita nemorosa son escasos los reportes acerca de los constituyentes químicos de esta planta, por tanto los resultados del presente estudio brindan las primeras bases acerca de la composición fitoquímica de esta especie.

Diversos estudios reportan el potencial antimetanogénico in vitro de plantas (Banik et al 2013a; Durmic et al 2010; Bodas et al 2008; Garcia-González et al 2008; Soliva et al 2008) útiles para ser usadas como alternativas nutricionales de mitigación de metano entérico en rumiantes en pastoreo. La reducción en la producción de metano se debe principalmente a la presencia de metabolitos secundarios (taninos, saponinas, flavonoides, etc.) cuyas formas de acción varían dependiendo el compuesto, y que de manera general se asocian con una inhibición directa sobre las bacterias metanogénicas o protozoarios, mejorando las reacciones metabólicas que promueven mayor formación de propionato o reduciendo la degradación de la MS, siendo este último mecanismo de poco interés ya que resulta en una menor eficiencia de utilización de los alimentos (Bodas et al 2012). Por lo tanto la identificación de estas plantas debe realizarse cuidadosamente, garantizando que no se afecte la producción de AGV´s y degradación de la MS (Bodas et al 2008; García-González et al 2008).

Los resultados del presente estudio, indican que en general la adición de las plantas al sustrato no afecto la degradación de la MS a través del tiempo (Tabla 2), siendo estos resultados similares a los reportados para otras especies tropicales como Megathyrsus maximus yDichanthium aristatum (Molina et al 2013). En algunos casos la degradación de la MS se incrementó (A. peruviana) lo que se pudo reflejar en un mayor volumen de gas y FP indicando que se mejoró la eficiencia de fermentación a través de una mayor síntesis de proteína microbiana (FP) y digestibilidad de la dieta. Resultados similares reporta Bodas et al (2008), donde la adición de plantas como Carduus pycnocephalus L., Rheum nobile Hook. f. & Thoms y Prunus avium (L.) a una dieta a base de forraje no afecto la producción de gas, y si mejoro la producción de AGV´s y proteína microbiana. Diferentes estudios reportan el efecto benéfico de la suplementación con especies arbóreas y arbustivas sobre la digestibilidad de dietas altamente fibrosas en cabras (Ondiek et al 2013) y bovinos (Abdulrazak et al 1997).

En la Tabla 3 se pueden observar los volúmenes totales de gases encontrados después de 48h de fermentación. Estos resultados son superiores a los reportados para otras especies de gramíneas y leguminosas (600.48-666.63 Vs 418.1-601.7 ml/g MS degradada respectivamente), además, la producción de metano fue notoriamente superior en las especies evaluadas en el presente estudio (105.2-120.9 Vs 25.5-74.8 ml/g MS degradada) (Vargas 2013). Los altos volúmenes de gas y metano observados con la adición de las plantas, están determinados por el alto contenido fibroso del sustrato utilizado (77,3 % FDN) el cuál representaba la dieta basal de los bovinos durante la época seca. La fermentación de sustratos altamente fibrosos favorece la síntesis de acetato y butirato (Klevenhusena et al 2012), durante la formación de estos compuestos se libera CO₂ el cuál es parcialmente reducido a metano por acción de las bacterias metanógenas (Moss et al 2000; Noguera et al 2011). De esta manera, es común observar en dietas de baja calidad nutricional mayores volúmenes de gas determinados en gran parte por CO₂ y CH₄.

A pesar de encontrar diversidad de metabolitos secundarios en las plantas evaluadas (Tabla 4), no se redujo la producción de metano durante el proceso de fermentación. Estos resultados pueden ser explicados por los tipos de compuestos encontrados, su concentración (g/Kg de material vegetal) y dosis utilizada (Bodas et al 2012). En bajas concentraciones, estos compuestos tienen poco efecto sobre la fermentación ruminal, sin embargo en dosis más altas se puede observar una reducción en la producción de metano hasta alcanzar un límite, donde se estabiliza (Bodas et al 2012). La dosis usada en el presente estudio fue de 50 mg (100 mg/g MS incubada, 1g/L o 1000 mg/L de líquido incubado) la cuál es considerada baja (Klevenhusena et al 2012), lo que podría explicar el hecho de que la adición de las plantas evaluadas no generaran cambios significativos en la producción de metano y otros parámetros de fermentación. Zmora et al (2012) evaluaron el efecto de la adición de una planta con diversidad de compuesto secundarios (Salvia officinalis L.) sobre la producción de metano, y observaron que los mejores resultados se obtuvieron con dosis entre 100 y 200 mg. García-González et al (2008) lograron reducir la metanogénesis hasta un 20% con la adición de plantas en dosis de 1.4 g/L. Goel et al (2008) demostraron que la adición de plantas con bajos y altos contenidos de saponinas (Carduus pycnocephalus – 12.7 g/Kg y Sesbania sesban – 105 g/Kg de material vegetal) permitieron reducir la metanogénesis cuando se suministraron en dosis de 150 y 66 mg respectivamente. Por otra parte, Busquet et al (2006) reportan que en aceites esenciales el efecto es más notorio con dosis entre los 300-3000 mg/L. La literatura indica que la efectividad de los metabolitos secundarios para modificar la fermentación ruminal y reducir la producción de metano es variable entre las especies de plantas y dosis usadas (Klevenhusena et al 2012; Busquet et al 2006).Por esta razón se recomienda que al evaluar el potencial antimetanogénico en plantas que presenten diversidad de metabolitos secundarios se haga de manera individual, similar a lo propuesto por Durmic et al (2010) y Banik et al (2013ª), o realizar una caracterización y cuantificación fitoquímica de las plantas antes de los experimentos de fermentación in vitro (Flachowsky y Lebzien 2012; Vélez et al 2014).

Conclusiones

• La inclusión de las plantas evaluadas a la dieta base, a través del tiempo no generaron cambios significativos en la producción de metano in vitro con respecto a la dieta control.
  
  
• El análisis fitoquímico determinó la presencia de alcaloides, esteroides y triterpenoides, flavonoides, saponinas y taninos en A. peruviana, B. virgilioides, C. americana y S. multijuga. Sólo en la especie B. nemorosa no se encontró la presencia de saponinas.
  
  
• Las plantas estudiadas incrementaron el volumen de producción de gas de la dieta, y entre ellas se destaca A. peruviana por mejorar la digestibilidad, y B. virgilioides por promover una mayor formación de proteína microbiana por unidad de materia seca degradada.

Agradecimientos

A la Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira (Convocatoria del programa nacional de proyectos para el fortalecimiento de la investigación, la creación y la innovación en posgrados de la Universidad Nacional de Colombia 2013-2015), la Universidad Nacional de Colombia Sede Orinoquía (Convocatoria de investigación para financiar trabajos de grado en posgrado en temáticas relacionadas con la Orinoquía 2014-I) por su aporte financiero, y al laboratorio NUTRILAB - GRICA de la Universidad de Antioquia por su apoyo logístico para la realización de la presente investigación.

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Received 5 February 2015; Accepted 10 April 2015; Published 1 May 2015

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