| Livestock Research for Rural Development 32 (12) 2020 | LRRD Search | LRRD Misssion | Guide for preparation of papers | LRRD Newsletter | Citation of this paper |
Se utilizaron 9 vacas lecheras Holstein comercial que estaban en la etapa media de lactación (±140 días), con el objetivo de determinar el efecto de la inclusión de un preparado microbial de Saccharomyces cerevisiae en la producción de leche y en la población microbiana ruminal, con dietas altas en fibra. Los animales se distribuyeron en tres tratamientos: Control; 10 g.l-1 de levaduras viables y 15 g.l-1 de levaduras viables, según diseño cuadrado latino. Todas las vacas consumieron una ración que consistió en pastoreo de Cynodon nlenfuensis y concentrado a razón de 4 kg /vaca/día + 500 g de soya y 60 g de sales minerales. La inclusión de 10 g.l -1 de S.cerevisiae, incrementó (p≤0.01) en 0.7 litros la producción de leche e influyó, directamente, en la proteína láctea lo que pudiera indicar una mejor utilización de los metabolitos finales de la digestión. Similar comportamiento presentó los sólidos totales. La inclusión de un nivel superior 15 g.l-1 no produjo ventajas en la producción de leche, pero se obtuvieron mejoras en la concentración de proteínas lácteas y sólidos totales. Dichas respuestas productivas están en correspondencia con los incrementos que se encontraron en las poblaciones de levaduras, bacterias y hongos celulolíticos ruminales cuando se incluyó 10 g.l-1 del preparado. Estos resultados son alentadores y trazan el camino para el empleo de levaduras como activadoras de la fermentación ruminal en Cuba.
Palabras claves: grasa, microorganismos, levaduras, proteína, rumen
9 commercial Holstein dairy cows that were in the middle stage of lactation (± 140 days) were used, with the objective of determining the effect of the inclusion of a microbial preparation of Saccharomyces cerevisiae in milk production and in the ruminal microbial population. with high fiber diets. The animals were distributed in three treatments: Control; 10 g.l-1 of viable yeasts and 15 g.l-1 of viable yeasts, according to the Latin square design. All cows consumed a ration that consisted of Cynodon nlenfuensis grazing and concentrate at a rate of 4 kg / cow / day + 500 g of soybeans and 60 g of mineral salts. The inclusion of 10 g.l-1 of S.cerevisiae, increased (p≤0.01) milk production by 0.7 liters and directly influenced milk protein, which could indicate a better use of the final metabolites of digestion. Similar behavior presented the total solids. The inclusion of a higher level 15 g.l-1 did not produce advantages in milk production, but improvements were obtained in the concentration of milk proteins and total solids. Said productive responses are in correspondence with the increases that were found in the populations of yeast, bacteria and ruminal cellulolytic fungi when 10 g.l-1 of the preparation was included. These results are encouraging and pave the way for the use of yeasts as activators of ruminal fermentation in Cuba.
Keywords: fat, microorganisms, protein, rumen, yeast
Un incremento en el número de bacterias celulolíticas del rumen es una de las respuestas más consistentemente reportadas cuando se adicionan levaduras a las dietas de rumiantes. Lo anterior generalmente influye en el incremento de las bacterias totales y por ende en el incremento de la tasa de degradación de la fibra en el rumen y el incremento en el flujo de proteína microbiana hacia el intestino delgado (Mosoni et al 2007, Ebtehag et al 2011) y como consecuencia se manifiesta en los procesos productivos, tales como, crecimiento, producción de leche y ganancias de peso.
Existen evidencias bajo condiciones in vitro (Marrero et al 2015, Castillo et al 2016) de las ventajas que pueden ocasionar la utilización aditivos de levaduras de diferentes especies en la alimentación de rumiantes, aún para aquellos que son alimentados con fuertes volúmenes de forrajes y este aspecto es importante para las condiciones de alimentación en Cuba. Pero son necesario estudios in vivo que permitan corroborar si los efectos fisiológicos se revierten en una mayor productividad del animal.
Por lo anterior el objetivo del presente trabajo fue determinar el efecto de la inclusión de un preparado microbial de S.cerevisiae en la producción de leche y en la población microbiana ruminal con dietas altas en fibra bajo las condiciones de Cuba
Se utilizaron 9 vacas lecheras Holstein comercial con potencial para producir 11 litros de leche y se distribuyeron en tres tratamientos que consistieron en: Control (sin levaduras), 10 g.l-1 de levaduras viables y 15 g.l-1 de levaduras viables. La adición de células viables con una concentración de 107 células mL-1 se garantizó al adicionar 160 y 240 mL del preparado microbial de la cepa S. cerevisiae L25/7/13 en un medio diseñado con fuentes nacionales. La cepa pertenece a la colección del Instituto Cubano de Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA) y se emplea para la destilación de alcoholes.
Se utilizó un diseño cuadrado latino. Para ello los períodos de adaptación a la dieta fueron de 14 días y 5 días de colección de datos, tiempo suficiente para estabilizarse las poblaciones en el rumen o para dejar de tener influencia en el caso de los animales controles, durante el cual se midieron los indicadores de producción y calidad de la leche diariamente.
Todas las vacas consumieron una ración que consistió en pastoreo de estrella (Cynodon nlenfuensis), suplemento de pienso comercial a razón de 4kg /vaca + 500 g de soya y 60 g de sales minerales, con los cuales se cubría los requerimientos para 10 litros de leche/vaca/día, según balance alimentario (Calrac). El preparado microbial con S.cerevisiae L25/7/13 viable se mezcló con 500 g de harina de soya y la misma se ofreció a los animales en el horario del ordeño de la tarde.
Se determinó la disponibilidad de pastos según el método de Haydoch y Shaw (1975) y la calidad de los alimentos ofertados según la AOAC (1995). La composición bromatológica de la leche, se realizó en el laboratorio del departamento de Manejo y alimentación de rumiantes del ICA, utilizando el equipo Milko-Scan 104,A/SN. Fosselectric, Dinamarca.
Por otra parte, se estudiaron las poblaciones de bacterias viables totales, celulolíticas, proteolíticas, hongos celulolíticos y levaduras del rumen. Para ello se tomó muestras de líquido de rumen de las vacas a las 4 horas después de ofertado el preparado, utilizando una sonda esofágica. Se hizo análisis de varianza según diseño completamente aleatorizado, las medidas se transformaron según Ln(x) y en el caso de que los conteos fueran igual a cero se sumó la constante 0.375.
Los resultados se procesaron según el diseño experimental seleccionado y en el análisis de la información se aplicó la dócima de Duncan (1955) para p<0.05, según fue requerido.
Análisis microbiológicos: La técnica de cultivo que se utilizó fue la descrita por Hungate (1970) en tubos roll y bajo condiciones de anaerobiosis estricta. La siembra de bacterias viables totales, proteolíticas y celulolíticas se efectuaron en los medios de cultivo de Caldwell y Bryant (1966), modificado por Elías (1971) y Galindo (1988). Para la determinación de la población fungal se utilizó el medio de cultivo de Joblin (1981). El número de unidades formadoras de colonia y de talo se determinó con una lupa, por conteo visual de aparición de las colonias en los tubos rodados. La población de levaduras viables se determinó
mediante el método de Paiting y Kirsop (1990). Los conteos de microorganismos se transformaron según Log N, para garantizar las condiciones de normalidad en la curva de crecimiento. Para el análisis se aplicó la fórmula (K+N).10x, donde: K = constante que representa el logaritmo de la dilución en la cual se inoculó el microorganismo, N = logaritmo del conteo de colonias, determinado como ufc mL-1, uft mL-1 o células mL-1, 10 = base de los logaritmos y X = dilución a la que se efectuó la inoculación
La inclusión de niveles de 10 g.l-1 del preparado microbial en base a levaduras viables en la dieta de vacas, incrementó en 0.7 litros la producción de leche (tabla 1). Igual comportamientos presentaron los sólidos totales. La inclusión de 15 g.l-1 no produjo ventajas significativas en la producción de leche. Sin embargo, se obtuvieron mejoras en la concentración de proteínas lácteas, así como en los sólidos totales, similares a cuando se suministró la dosis de 10 g.l-1 de levaduras viables.
El contenido en grasa de la leche no se modificó como resultado de la utilización de las levaduras viables en la dieta de las vacas. La composición media de grasa en el presente experimento fue de 3. 83%. El indicador proteína: grasa, sus valores próximos a la unidad (1) permite indicar mejores relaciones energía proteína en su balance final lo cual mejoró en los tratamientos que utilizaron la levadura correspondiéndose con mejores valores en proteína y sólidos totales.
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Tabla 1. Efecto de preparado microbial con S. cerevisiae L25/7/13 en la producción y calidad de la leche |
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Medidas |
Tratamientos |
EE ± Sign |
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Sin |
S. cerevisiae
|
S. cerevisiae |
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Producción de leche, l |
9.0a |
9.7b |
9.2a |
0.1** |
|
Grasa, % |
3.6 |
4.0 |
3.9 |
0.02 |
|
Proteína en leche, % |
2.8a |
3.2b |
3.1b |
0.01** |
|
Sólidos totales, % |
12.0a |
12.6b |
12.4b |
0.01** |
|
Sólidos no grasos,% |
8.4 |
8.6 |
8.5 |
002 |
|
Proteína : grasa |
0.77 |
0.8 |
0.79 |
0.00 |
|
Medias y filas con diferentes superíndices difieren p≤0.05. Duncan 1955 |
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Tabla 2. Efecto del preparado microbial con S. cerevisiae L25/7/13 en las poblaciones microbianas ruminales y levaduras |
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Medidas |
Tratamientos |
EE± Sign |
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Sin |
S. cerevisiae
|
S. cerevisiae
|
||
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Bacterias viables Totales, (1011 ufc mL-1) |
3.76 b
|
4.2 b
|
1.94 a
|
0.20** |
|
Bacterias Celulolíticas, (104 ufc mL-1) |
2.50 b
|
3.0 c
|
1.96 a
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0.10*** |
|
Bacterias Proteolíticas, (107 ufc mL-1) |
1.92 b
|
2.30b
|
0.87 a
|
0.22** |
|
Hongos Celulolíticos, (104 ufc mL-1) |
1.69 b
|
2.25 c
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1.15 a
|
0.15** |
|
Levaduras, (107 ufc mL-1) |
1.86 b
|
3.37 c
|
0.89 a
|
0.14*** |
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Datos transformados según Ln X. Entre paréntesis, medias
originales. |
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La tabla 2 muestra que la inclusión de la dosis de 10 g.l-1 de la levadura incrementó las poblaciones de bacterias y hongos celulolíticos. Sin embargo, la dosis de 15 g.l-1 produjo una disminución de todas las poblaciones estudiadas y la población de levaduras fue incluso menor que en el control.
La cepa de S.cerevisiae L25/7/13 utilizada en este trabajo funcionó de acuerdo con la hipótesis y las condiciones a las cuales se sometió, pues se debe considerar que no todas las cepas de S. cerevisiae son capaces de estimular la digestión en el rumen como se describió desde la década de los 90 del pasado siglo (Newbold et al 1998). En este sentido, Montes de Oca et al (2016) describieron varios mecanismos de acción para S.cerevisiae entre los que se encuentran: el consumo del oxígeno presente en el rumen que favorece el crecimiento y actividad de los microorganismos anaeróbios, la regulación del pH y limitación de riesgos de acidosis a través del control de las poblaciones de bacterias que producen y consumen lactato así como proveer de nutrientes como péptidos, vitaminas, ácidos orgánicos y cofactores requeridos por los microorganismos ruminales.
Pszczolkowski et al (2016) estudiaron el efecto de S.cerevisiae de cerveza artesanal liofilizada y levadura de panadería. En el mismo demostraron que las mismas son una rica fuente de proteína y que la levadura de cerveza contiene α-yβ-ácidos de la planta de lúpulo con beneficio potencial adicional como suplemento ya que disminuyó la cantidad de metano producido en el rumen de bovinos y caprinos. Lo anterior corrobora que el efecto que ejercen las cepas que se emplean como aditivos sobre la población microbiana ruminal es muy específico.
El preparado de S. cerevisiae L25/7/13 a razón de 10 g.l -1 influyó directamente en los procesos productivos y los componentes de la leche fundamentalmente la proteína láctea lo cual pudiera indicar una mejor utilización de los recursos finales de la digestión.
Llama la atención que cuando se empleó una dosis de 15 g.l-1 se produjo un efecto depresivo en las poblaciones microbianas ruminales que repercutió en la producción de leche. La respuesta de animales lactantes y animales en crecimiento a la inclusión de levadura se señala como variable (Wang, et al 2016) y esta variabilidad puede estar parcialmente relacionada a la dieta, la especie, la cepa y las dosis empleadas (Tesfaye y Hailu 2019).
Resultados similares obtuvieron Yuan et al (2015). Ellos refirieron que la inclusión de 30,60 y 90 g diarios de un suplemento a base de levaduras no afectó la producción de leche pero existió tendencia al incremento del porciento de grasa, proteína y lactosa en la leche. También encontraron aumentos del β-hidroxibutirato plasmático y tendencia a la disminución de la glucosa, mientras que no se afectaron los ácidos grasos no esterificados.
Por su parte, Salvati et al (2015) también encontraron aumentos en la producción de leche y de sólidos totales, especialmente lactosa cuando incluyeron S.cerevisiae en la alimentación de vacas lecheras que se encuentran bajo estrés calórico.
Sin embargo, la ingesta diaria de materia seca y de materia orgánica digestible, la digestibilidad total de los nutrientes en el tracto, la excreción de alantoína urinaria y el patrón de masticación a lo largo del día no respondieron a la levadura. En otros parámetros en estudio se observó una tendencia de aumento de la glucosa plasmática con, disminución de la frecuencia respiratoria y aumento del contenido de niacina plasmática, aunque las vacas tenían una temperatura rectal similar. Por ello concluyeron que la mejora en el rendimiento de la lactancia aparentemente involucró la regulación de la homeotermia corporal, en lugar de mejorar la digestibilidad.
Otros autores refieren efectos de la suplementación con levaduras en dichos parámetros fisiológicos y el metabolismo. Así, Dias et al (2018) encontraron que la suplementación con 15 g diarios de S. cerevisiae incrementó la concentración plasmática de niacina, las pérdidas de calor corporal y la eficiencia alimentaria por reducción del consumo de vacas en lactación tardía con producciones de leche similares.
El incremento en la población de organismos celulolíticos en el rumen puede explicar el incremento en la digestibilidad de materia seca y fibra ácido detergente en todo el tracto digestivo que ha sido reportada en animales alimentados con levadura (Can et al 2007) y como consecuencia responder al incremento en leche y a los indicadores de la composición de la misma. En cuanto a este aspecto Guedes et al (2008) plantearon claramente como las levaduras reducen la indigestibilidad de la FDN promoviendo la acción de las bacterias y hongos que intervienen en la hidrolisis de enlaces lignina-polialósidos.
Como se demuestra en el presente trabajo existe una estimulación en la síntesis de proteína microbiana en el liquido ruminal en respuesta a la inclusión de la levadura a razón de 10 g.l-1 lo que puede conducir a un incremento en el flujo de proteína microbiana que abandona el rumen y como consecuencia lograr un mejor abastecimiento de aminoácidos que entran en el intestino delgado. Sin embargo, este incremento en el abastecimiento de proteína microbiana podría esperarse en situaciones donde la proteína duodenal fuera limitante, es decir en dietas con bajos tenores de proteína bruta o con pobre digestibilidad de fibra en el rumen, como ocurre frecuentemente en dietas con pastos tropicales.
Se concluye que el preparado microbial de S.cerevisiae tuvo efectos determinantes en las poblaciones celulolíticas ruminales y en la producción y calidad de la leche cuando se ofertó a razón de 10 g.l -1 con una dieta fibrosa. Los resultados sugieren la necesidad de efectuar estudios posteriores en los que se evalúe el nivel óptimo de inclusión de estos preparados para la producción de leche y su relación con la proteína dietética e indica la necesidad de prestarle atención a esta línea de trabajo y explorar todas las posibilidades que la misma puede ofrecer en las condiciones de Cuba.
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