Estudios del valor nutritivo del follaje de Albizia lebbeck (L.) Benth según su digestibilidad in vitro para ganado porcino

J Ly, Y Caro, R Arias¹, E Delgado² y S Mireles³

Instituto de Ciencia Animal, Apartado postal 24, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba
jly@ica.co.cu
¹ Instituto de Investigaciones Porcinas. P O Box 1. Punta Brava. La Habana, Cuba
² Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Universidad Nacional Autónoma de México, Tlalpan, Ciudad de México, México
³ Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias (CUCBA), Universidad de Guadalajara. Zapopan, Jalisco, México.

Resumen

El objetivo del presente estudio fue determinar el valor nutritivo de follajes de Albizia lebbeck (L.) Benth. según su digestibilidad ileal y rectal con el uso de métodos in vitro (pepsina/pancreatina y fecal). Se empleó un arreglo factorial 2 x 3 para evaluar el efecto de secar al sol o no (status), y de posición del follaje en el árbol, ramas altas, intermedias y bajas, de una plantación sin cultivar de albizias jóvenes (cada posición, un tercio de una altura promedio de 5 m), y localizada en Punta Brava, La Habana. Se cosecharon simultáneamente y en forma aleatoria, cuatro muestras de follaje en los cuatro puntos cardinales (norte, sur, este y oeste) de la plantación.

No hubo efecto significativo (P>0.05) en la interacción status x posición del follaje en ninguna medida, ni en la consecuencia de evaluar el follaje in natura o secado al sol (digestibilidad in vitro del N (pepsina/pancreatina), 60.0 y 59.8%) y estuvo asociada con su valor de lavado (R², 0.902; P<0.0001) y con el N ligado a la pared celular (R², 0.891; P<0.0001). La digestibilidad in vitro (fecal) de la materia orgánica fue mayor (P<0.0001) en ramas terminales ó más altas con respecto a las más bajas (70.8, 66.6 y 55.5%, respectivamente). El follaje de Albizia lebbek, fresco o seco, puede tener utilidad en la formulación de raciones para alimentar cerdos y otros animales monogástricos, de acuerdo con su valor nutritivo. El follaje de albizia fue más digestible mientras más joven.

Palabras claves: digestión, cerdos, follaje arbóreo, leguminosas

Studies of the nutritive value of Albizia lebbeck (L) Benth foliage through its in vitro digestibility

Abstract

The nutritive value of Albizia lebbeck (L.) Benth. foliage was determined according to its ileal and rectal digestibility by using in vitro (pepsin/pancreatin and faecal) methods. A 2 x 3 factorial arrangement was employed for evaluating the effect of sun-drying or not, (status) and the foliage position in the tree, highest, medium and lowest branches, from a non-cultivated plantation of young albizias (each position, a third of the total height, on average, 5 m) located in Punta Brava, Havana. Four samples per cardinal point of the plantation (north, south, east and west) were collected at random.

There was no significant (P>0.05) effect neither for the interaction of status x foliage position nor for the in natura or sun-dried foliage, in any measurement (in vitro pepsin/pancreatin N digestibility, 60.0 and 59.8%) and was associated to its wash value (R², 0.902; P<0.0001) and NDF-N (R², 0.891; P<0.0001). The in vitro (faecal) organic matter digestibility was higher (P<0.0001) in highest or terminal branches with respect to those of the lowest position (70.8, 66.6 and 55.5%, respectively). The Albizia lebbeck foliage, either fresh or dry, may be of utility for formulation of rations to feed pigs and other monogastric animals, according to its nutritive value. The albizia foliage was more digestible if young.

Key words: digestion, pigs, legumes, tree foliage

Introducción

El uso de follaje arbóreo puede ser una alternativa viable en la cría del ganado porcino u otros animales de granja, sobre todo si se utiliza como una fuente proteica en la ración (Ly 2004). Varios han sido los follajes evaluados, entre ellos el algarrobo de olor (Albizia lebbeck (L) Benth), en distintas especies animales (Mederos et al 2000; Awotoye et al 2016; Chitra y Balasubramanian 2016). En el caso específico de los cerdos, se cuenta con datos de uso del follaje de albizia para el desempeño de los individuos, en condiciones de alimentación con dietas formuladas para contener productos de la caña de azúcar (Mederos et al 2000). Otros estudios utilizando este tipo de follaje, han comprendido la evaluación de la digestibilidad ileal y rectal en cerdos en crecimiento (Díaz et al 2001a; Díaz et al 2001b) y de métodos de conservación del forraje (Rodríguez et al 2003). Sin embargo, todas estas evaluaciones no han sido coincidentes en cuanto al valor nutritivo del follaje de las albizias para el ganado porcino.

En el caso particular de laalbizia, se ha señalado que este árbol pudiera ser también una fuente proteica destinada a la alimentación animal, teniendo en cuenta que el follaje contribuye con elementos minerales a la formulación de las dietas (Hanson et al 2007). Así, en otros trabajos se ha sugerido que esta especie arbórea debiera ser considerada fundamentalmente como una fuente de proteína para su uso en la ganadería (Prinsen et al 1986; Lowry et al 1998).

Desde el punto de vista de la determinación del valor nutritivo de follajes de árboles tropicales, se ha sugerido que tanto en animales rumiantes (Rosales 1996) como en ganado porcino (Carvajal 2010; Heinritz 2011), los procedimientos in vitro. Estos constituyen una herramienta muy útil para conocer el resultado general de los procesos digestivos que tienen lugar en animales de granja de interés económico. Los métodos evaluativos, tanto in vivo como in vitro, no se han usado muy frecuentemente en estudios nutricionales de albizias, y en el caso particular del ganado porcino, han originado resultados contradictorios (Díaz et al 2001a; Díaz et al 2001b; Rodríguez et al 2003).

El objetivo de la presente investigación fue determinar el valor nutritivo del follaje de Albizia lebbeck (L.) Benth. con el uso de técnicas de incubación in vitro, así como explorar algunas fuentes de variación en los mismos.

Materiales y métodos

Sitio de estudio

Las muestras fueron recolectadas en Punta Brava, noroeste de la provincia de La Habana, Cuba.

Recolección de las muestras

Todas las muestras de follaje provinieron de una plantación joven de Albizia lebbeck ( (L) Benth sin cultivar. Esta plantación se dividió en cuatro partes iguales, de acuerdo con los puntos cardinales, norte, sur, este y oeste. En cada una de tales partes, se escogieron ocho individuos arbóreos al azar, se midió su altura, y ésta se dividió en tres partes iguales, alta, media y baja, para tomar el follaje y constituir una muestra de cada posición en el árbol. De esta forma, se contó con 12 muestras. Cada muestra tenía un peso aproximado de 2 kg de material fresco, que resultó de manipular el follaje colectado, por el método de cuarteo, con el fin de disminuir su volumen.

Procedimiento experimental

Las 12 muestras acopiadas fueron desprovistas de tallos leñosos, y se dividieron en dos partes iguales, que fueron picadas de forma manual y finamente con la ayuda de cuchillos. Una de las muestras se secó al sol, mientras que la otra se utilizó in natura.En ambos casos, las muestras fueron molidas en una licuadora de cocina, con el objetivo de disminuir el tamaño de partícula. En las muestras convenientemente homogeneizadas, se determinó el contenido de MS, cenizas, fibra cruda y N al aplicar procedimientos analíticos descritos en otro lugar (AOAC 2003), mientras que el contenido de FAD y FDN fue medido con la ayuda de soluciones detergentes (Van Soest et al 1991). El contenido de N ligado a la pared celular, FDN-N, también se determinó según un método con soluciones detergentes (Licitra et al 1996). El valor de lavado o la solubilidad en agua de la MS y el N se midió siguiendo una metodología ya descrita (Ly y Preston 2001), e implica el lavado de bolsas de nylon contentivas del follaje, sumergidas en una lavadora doméstica, en cuatro períodos sucesivos de 15 min, en cada uno de los cuales se cambió el agua añadida del acueducto a razón de 2 L/muestra, tras lo cual se secaron en un horno de microondas convencional, durante 5 min. Todos los análisis se hicieron por duplicado.

Pruebas de digestibilidad in vitro

La digestibilidad in vitro para la MS; materia orgánica (100 - % cenizas) y N, que simuló los procesos digestivos prececales o ileales fue medida al aplicar una técnica en la que las muestras de follaje se incubaron con enzimas comerciales en soluciones tamponadas (Dierick et al 1985). La digestibilidad in vitro f fecal se llevó a cabo por otra metodología (Lowgren 1992) en la que el follaje se incubó con un inóculo de excretas porcinas frescas. Al final de la incubación, se determinó el contenido de AGCC en el líquido incubado con inóculo fecal. Las medidas de AGCC se hicieron por una técnica de arrastre con vapor de agua (Phimmasan et al 2004) y el pH se midió en el medio de incubación con la ayuda de un electrodo de vidrio. Todos los análisis fueron hechos por cuadruplicado.

Diseño experimental y análisis estadístico

Se empleó un arreglo factorial 2 x 3, con cuatro réplicas por tratamiento, para evaluar dos factores; el efecto de secar al sol o no, (status) y el de la posición del follaje en el árbol, correspondiente a ramas terminales, intermedias y bajas, de la plantación de albizias (posición). Los datos fueron procesados por la técnica del análisis de varianza (Steel et al 1997), y en los casos en que el contraste de media fue significativo (P<0.05), éstas fueron separadas mediante la prueba de Duncan. En los casos convenientes, se practicó también el análisis de correlación y de regresión. Los datos fueron manipulados mediante un paquete estadístico adecuado (Minitab 2014).

Resultados y Discusión

Composición química y digestibilidad in vitro (pepsina/pancreatina)

El porcentaje de MS del follaje in natura fue 34.92 ± 1.46, 42.26 ± 0.90 y 46.21 ± 0.74, según proviniera del tope, la parte media o la inferir del árbol. El análisis de varianza que contrastó estas tres medias indicó que las tres fueron significativamente diferentes entre sí (P=0.001). La media de la concentración de MS de las muestras secadas al sol (n = 12) fue 88.79 ± 0.48 expresada en por ciento. No hubo efecto significativo (P>0.05) en la interacción status x posición del follaje en ninguna medida. Tampoco se encontró efecto de tratamiento como consecuencia de evaluar el follaje in natura o secado al sol, tanto en la composición química como en la digestibilidad in vitro (pepsina/pancreatina). En la Tabla 1 aparecen los datos relativos a la comparación de la composición química del follaje evaluado de acuerdo con su status de procesamiento del follaje, así como esta influencia en la simulación de digestibilidad ileal de las muestras.

Las cifras relativas a la composición química del follaje fueron similares a otras informadas en la India (Chitra y Balasubramanian 2016) y en Cuba (Díaz et al 2001b). Por otra parte, hubo coincidencia con un experimento ya informado (Díaz et al 2001b) en lo referente a la digestibilidad in vitro (pepsina/pancreatina) del N. En contraste, los datos de este tipo de digestibilidad para la MS y la materia orgánica fueron aproximadamente el doble en este estudio con respecto al de esa investigación (Díaz et al 2001b). Aparentemente, hubo correspondencia entre la digestibilidad in vitro de MS y N, con la solubilidad de estas entidades. Por otra parte, la magnitud del N ligado a la pared celular pareció asociarse inversamente con la digestibilidad in vitro de ese N. En evaluaciones in vivo en las que se ha comparado el valor nutritivo de follaje de moringa sin secar, in natura o secado al sol, no se encontró tampoco efecto alguno por secar o no este follaje arbóreo (Ly et al 2014, 2016). Otro tanto ha tenido lugar en pruebas de comportamiento donde se evaluó el follaje fresco o seco de morera suministrado a ganado porcino (Osorto 2003).

Los datos del efecto de la posición del follaje en la composición química y la digestibilidad in vitro (pepsina/pancreatina) se muestran en la Tabla 2. Se encontró que hubo efecto significativo (P<0.05) en las determinaciones hechas. En este sentido el contenido de N aumentó cuando se comparó el tope con la parte baja, yendo desde 28.53% hasta 13.92%, mientras que lo contrario sucedió con la concentración de cenizas, fibra cruda y FDN. Por otra parte, el valor de lavado de MS y FDN-N siguió el mismo comportamiento del contenido de N. Igualmente, en este experimento se encontró que la digestibilidad in vitro ( (pepsina/pancreatina), decreció significativamente (P=0.0001) como consecuencia de tomar el follaje de lo alto, la parte media o la parte baja de las albizias.

En otros estudios en los que se examinó el efecto de la edad de corte de follajes de morera o moringa, en su valor nutritivo para cerdos (Pok Samkol et al 2014; Mireles et al 2017), se observó que al aumentar el intervalo de tiempo entre cortes, había una inclinación hacia un deterioro de la composición química y la digestibilidad de las muestras, en concordancia con otras evaluaciones en las que se halló una correspondencia de este deterioro con el envejecimiento del follaje (Pok Samkol et al 2005). Evidentemente, las muestras de follaje de albizias del tope de los árboles, eran más jóvenes que las de la parte baja de los individuos, aunque esta edad no se determinó en el experimento.

El contenido de fracciones fibrosas y de N ligado a la pared celular aumentó (P<0.01) a medida que las muestras fueron del tope a la parte baja de los árboles. Por otra parte, la digestibilidad in vitro (pepsina/pancreatina) fue significativamente (P<0.01) mayor en el follaje del tope de las albizias con respecto al de la parte baja. Para investigar la magnitud de la asociación del contenido de FDN-N, el valor de lavado del N y la digestibilidad in vitro (pepsina/pancreatina), se construyó una matriz de correlación de Pearson, cuya expresión se muestra en la Tabla 3.

Se encontraron fuertes asociaciones entre el valor de lavado de MS o solubilidad de la MS y su digestibilidad in vitro (P<0.0001). Esto mismo ocurrió entre el valor de lavado de N o solubilidad del N, y el contenido de N en la pared celular, y su digestibilidad in vitro, (P<0.0001). La asociación entre la digestibilidad in vitro del N y el valor de lavado del N o N soluble visto como variable independiente, x (R², 0.9021; P<0.0001) aparece a continuación,

y = - 1.597 + 1.269 x (S_yx = ± 1.923),

donde y es la digestibilidad in vitro (pepsina/pancreatina) del N expresada en por ciento, mientras x es el valor de lavado, expresado en por ciento

En lo concerniente al FDN-N considerado como variable independiente, la correspondiente ecuación de primer grado (R², 0.8911; P<0.0001) fue

y = 79.73 – 0.90 x (S_yx = ± 2.071),

donde y es la digestibilidad in vitro (pepsina/pancreatina) del N expresada en por ciento mientras x es el valor del N asociado a la pared celular, o FDN-N, expresado en por ciento

En ambos casos, las expresiones matemáticas fueron calculadas en base seca.

Según el conocimiento de los autores, en nutrición porcina, se cuenta con escasos estudios relacionados con el N soluble en agua o el ligado a la pared celular vegetal. En este estudio, se obtuvo un valor promedio de 21.6% en el contenido de FDN-N, con cifras más altas para las muestras más viejas, de la parte baja de las albizias (29.5%) y menores en las muestras más jóvenes, de la parte alta o tope de los árboles (14.4%). En evaluaciones de otras leguminosas (Carvajal 2010) para cerdos, se informó un valor promedio de 26%, mientras que en otro examen (Bindelle et al 2008), se informó que el promedio fue 31%. Todos estos datos indican que el contenido de FDN-N, no degradable por las enzimas digestivas de los animales monogástricos, puede ser considerado un indicador valioso en la determinación de la calidad nutritiva de forrajes tropicales que se utilicen como fuentes de proteína. Lo mismo podría ser dicho sobre el N soluble o valor de lavado del N. Por consiguiente, sería deseable contar con más detalles sobre este tema.

Digestibilidad in vitro (fecal)

El contenido de MS y el pH del inóculo fecal fue de 3.5% y 6.80%, respectivamente. No hubo efecto de tratamiento (P>0.05) del follaje en ninguno de los indicadores en la digestibilidad in vitro (fecal) del follaje (Tabla 4). Por otra parte, la producción de AGCC y el descenso del valor del pH en el medio de incubación estuvieron en correspondencia con estudios hechos anteriormente (Ly et al 1997). Igualmente, hubo coincidencia en cuanto a los valores de degradación del almidón de arroz y la celulosa de madera, empleados como sustancias de tipo estándar.

La digestibilidad in vitro (fecal) de la MS y de la materia orgánica fue mayor (P<0.001) en ramas terminales o más altas con respecto a las más bajas (Tabla 5). Estos resultados siguieron la misma tendencia que lo hallado en las albizias cuando se ensayó la digestibilidad in vitro con pepsina y con pancreatina. En líneas generales, los valores de digestibilidad in vitro s simulando la digestión en todo el tracto gastrointestinal, fueron superiores a los que simularon la digestibilidad ileal, mostrando así la participación del intestino grueso de los animales en la desaparición de parte de los constituyentes de las muestras evaluadas. Esto ya fue observado anteriormente en experimentos similares hechos con follaje de morera y de tricantera (Pok-Samkol et al 2011).

Según los resultados de esta investigación, el follaje de Albizia lebbek (L.) puede tener mucha utilidad en la formulación de raciones para alimentar cerdos, así como otros animales monogástricos, y es más digestible mientras más joven sea el follaje utilizado. Posiblemente en otros experimentos cubanos (Mederos et al 2000; Díaz et al 2001a; Díaz et al 2001b), se usó material senescente que impidió obtener resultados apropiados, tanto desde el punto de vista de los rasgos de comportamiento como del valor nutritivo del follaje de esta albizia. Además, es necesario señalar la necesidad de realizar estudios de consumo, para medir la aceptación del follaje, con diferentes niveles de inclusión en la dieta.

Agradecimientos

Los autores agradecen el respaldo financiero del Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias (CUCBA), Zapopan, por facilitar el intercambio de especialistas para las determinaciones analíticas, la manipulación de los datos y la redacción del manuscrito. Uno de los autores (J Ly) desea expresar su reconocimiento al trabajo eficiente de las señoras Martha Carón, Bárbara Rosas y Juana Rosa Plasencia, Instituto de Investigaciones Porcinas, relacionado con las determinaciones analíticas hechas en las muestras. También se agradece a la Dra. Marisol Muñiz, del mismo Instituto, por sus sugerencias aplicadas a las determinaciones biométricas.

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Received 4 December 2017; Accepted 4 January 2018; Published 1 February 2018

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