NutriForum2018 Roberto Sainz Tendencias nutricion rumiantes

Mejoras actuales y tendencias en la nutrición de rumiantes Roberto D. Sainz Profesor en el departamento de Ciencias Animales University of California, Davis

Ponencia patrocinada por:

Roberto D. Sainz Profesor en el departamento de Ciencias Animales University of California, Davis

Ph. D. por la Universidad de California, Davis (Major: Nutri<on; minors: Physiological Chemistry and Systems Analysis) en 1986.

Desde 2007 hasta la actualidad es Profesor en el Departamento de Ciencias Animales, de la Universidad de California , Davis.

Posee más de 200 arMculos referenciados en revistas, capítulos de libros y ha realizados numerosas presentaciones en conferencias.

Clic para editar título de la presentación

Secuencia • Nutrición (tradicional) • Obje<vos • Historia • Estado actual

• Mejoras (?)

• Nuevos obje<vos • Problemas • Nuevas estrategias

• Caminos futuros • Más integración de sistemas

Nutrición -­‐ resumen • Química

Elementos principales, clases

• Nutrientes, requerimientos

Necesarios para la vida; suportan necesidades básicas

• Metabolismo

Transformaciones

• Respuestas • • • • •

Desempeño Eficiencia Calidade de productos Impacto ecológico Salud

Interacciones con otros sistemas

Una historia (Muy Breve) de la Nutrición • 400 B.C. Hipócrates, “Que tu alimento sea tu medicina y tu medicina sea tu alimento“ • 1500´s Leonardo da Vinci compara el proceso de metabolismo en el cuerpo a la candela de una vela • 1747 Dr. James Lind descubre que los limones protegen al los marineros del escorbuto • 1770 Antoine Lavoisier describe la combinación de alimento con el oxígeno en el cuerpo, con la producción de calor y agua • 1800´s descubiertas del los principales elementos de los alimentos: carbono, nitrógeno, hidrógeno, y oxígeno • 1840 Justus Liebig describe la composición química de los carbohidratos, grasas, y proteínas • 1897 Christiaan Eijkman observa una enfermedad en Java llamada Beriberi, la cual produce problemas cardiacos y parálisis, cuando las gallinas se alimentan con arroz blanco, pero no cuando se les da arroz integral (el salvado del arroz contiene vitamina B1, también conocida como tiamina).

• 1912 E. V. McCollum del USDA en la Universidad de Wisconsin, trabaja con ratas para descubrir la primera vitamina liposoluble, Vitamina A. • 1912 Dr. Casmir Funk inventa el término “vitaminas” como factores vitales en las dieta, que pueden prevenir el escorbuto, el beriberi, y la pelagra (una enfermedad producida por la deficiencia de niacina, vitamina B3).

• 1930´s William Rose descubre los aminoácidos esenciales • 1940´s se descubren las vitaminas hidrosolubles B y C • 1945 El Consejo Nacional de Ciencia (National Research Council) de los Estados Unidos publica la primera edición de “Recommended Nutrient Allowances for Beef Cattle” • 1960´s Bill Garrett y Glen Lofgreen desarrolan el Sistema California de Energía Neta • 1970´s hasta el presente mejor definición de las necesidades nutricionales, investigación sobre mecanismos de acción, desarrollo de modelos predictivos, mejor comprensión de componentes nutrigenómicos http://www.nutritionbreakthroughs.com/html/a_history_of_nutrition.html

“Recommended Nutrient Allowances for Beef Cattle” National Research Council (NRC) • 1945 – necesidades de proteína -­‐ factoriales • 1950 -­‐ primera revisión • 1958 -­‐ segunda revisión • 1963 -­‐ tercera revisión • 1970 -­‐ cuarta revisión, se incluyen las necesidades nutricionales de los microorganismos en el rumen • 1976 -­‐ quinta revisión • 1984 -­‐ sexta revisión, cambios importantes en las necesidades energéticas y en los cálculos de proteína degradable en el rumen y de bypass • 1996/2000 – séptima revisión , se incluyen modelos nutricionales más complejos y mecanísticos • 2016 -­‐ octava revisión Tedeschi et al., 2015

Nutrient Requirements of Beef Cattle – 8th edition • El comité actualizó la 7a edición revisando la literatura científica sobre nutrición del ganado de carne para todas las fases de la vida y diversos sistemas de producción • Se agregaron varias secciones nuevas, que incluyen:

Sistemas de producción de ganado vacuno Calidad de los alimentos y seguridad Anatomía y digestión de los rumiantes Carbohidratos Lípidos Modificadores de la digestión y del metabolismo Nutrición y el medio ambiente, con ecuaciones de predicción para la excreción de nutrientes y la producción de metano entérico • Utilización de subproductos, basada en datos de composición de laboratorios comerciales • • • • • • •

Nutrient Requirements of Beef Cattle – 8th edition • Se actualizaron los capítulos de la 7a edición, con un esfuerzo sustancial para proporcionar ecuaciones de predicción mejoradas para modelar el suministro de nutrientes y el metabolismo:

• Nuevas ecuaciones para predecir la síntesis de proteínas microbianas y la incorporación del nitrógeno reciclado en la proteína microbiana • Nueva información sobre el azufre en la producción de ganado vacuno • Recomendaciones para la provisión de vitamina E • Nuevas ecuaciones para predecir el consumo de alimento por el ganado de carne • Se incluye un porcentaje fijo de cambio de peso corporal por unidad de condición corporal (BCS) • Ajustes a los valores dietéticos de EM asociados con el uso de ionóforos

Metabolizable protein

http://articles.extension.org/pages/24980/maximizing-­‐organic-­‐milk-­‐production-­‐and-­‐profitability-­‐with-­‐quality-­‐forages

Fracciones del N en la dieta en rumiantes C

B (B = 100 – A – C)

Cual es la tasa de degradación de B ?

A

Alimentos y Alimentación 2015 Departamento de Producción Animal, FCV, UNCPBA

• Datos de 14 experimentos con 32 tratamientos, en 4 rebaños; cada punto representa de 80 a 450 vacas

16,8%

• Vacas multíparas, 14 a 150 días de lactancia, promedios de 46,0 kg/día leche, 27,4 kg/día de consumo de MS

1500

Milk True Protein (g/d)

1400

• Proteína metabolizable = DUP + DMP (alantoína)

1300 1200 1100 1000

900

y = -­‐12.196x2 + 275.94x -­‐ 218.28 R² = 0.01

800

PH Robinson, datos no publicados

700

600 9,5

10,0

10,5

11,0

11,5

12,0

Predicted Diet MP (% of DM)

12,5

13,0

13,5

Nuevos caminos

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/0/02/Chasing_the_horizon.jpg

Nuevos problemas, nuevos objetivos • Prohibición del uso de implantes anabólicos • Eliminación del uso de an<bió<cos • Preocupación con el impacto ambiental

• U<lización de adi<vos biológicos • Extractos vegetales • Probió<cos

• Selección gené<ca (y edición de genes)

Aceites  esenciales Â

Aceites esenciales en plantas

Calsamiglia et al. (2007) J. Dairy Sci. 90:2580–2595

Cobellis et al. (2016) Sci. Total Env. 545–546:556–568

Efectos de lípidos en la producción de metano en rumiantes: revisión de la literatura

Mar<n et al. (2010) Animal 4:351–365

Efectos de monensina y aceites esenciales en la fermentación ruminal

Calsamiglia et al. (2007) J. Dairy Sci. 90:2580–2595

Producción de metano en vacas control y suplementadas con aceite de anacardo (CNSL)

Shinkai et al. (2012) J. Dairy Sci. 95 :5308–5316

Cambios (log2) en las poblaciones bacterianas en el rumen en vacas suplementadas con aceite de anacardo

Shinkai et al. (2012) J. Dairy Sci. 95 :5308–5316

Respuesta dosis-­‐efecto de la suplementación con aceites esenciales en el numero de protozoarios en el rumen

○, beef cattle □, dairy cattle Δ, small ruminants)

Khiaosa-­‐ard et al. (2013) J. Anim. Sci. 2013.91:1819–1830

Efectos de la suplementación con aceites esenciales en la fermentación en el rumen

Khiaosa-­‐ard et al. (2013) J. Anim. Sci. 2013.91:1819–1830

Desempeño de vacas control y suplementadas con una mescla de aceites esenciales

Kung et al. (2008) J. Dairy Sci. 91:4793–4800

Taninos Â

Tanino hidrolizable

Huang et al. (2017) Animal Nutrition xxx :1-­‐14

Tanino condensado

Mueller-­‐Harvey (2006) J. Sci. Food Agric. 86:2010–2037

Los taninos aumentan el pH en el rumen

… y reducen la concentración de amonio

Digestibilidad de materia orgánica y proteína cruda vs. taninos condensados – meta-­‐análisis

Jayanegaraa & Palupib (2010) Media Peternakan, Dec. 2010, 176-­‐181

Efectos de los taninos en la producción de metano en relación a la materia orgánica digestible

In vitro

In vivo

Jayanegara et al. (2012) J. Anim. Physiol. Anim. Nutr. 96:365–375

Algas Â

Producción de gas in vitro de la semilla de algodón descorticada con y sin macroalga

Machado et al. (2014) PLoS ONE 9:e85289

Producción de metano in vitro de la semilla de algodón descorticada con y sin macroalga

Machado et al. (2014) PLoS ONE 9:e85289

Probióticos (y prebióticos)

Posibles mecanismos de acción de probióticos en rumiantes

McAllister et al. (2011) Can. J. Anim. Sci. (2011) 91:193 211

Simbióticos • Mesclas de adi<vos funcionales, que actúan sinérgicamente • Microorganismos probió<cos • Sustratos prebió<cos • Enzimas fibrolí<cas, amilolí<cas, proteolí<cas

• Ejemplo: Biofórmula (Brasil)

EXPERIMENTOS

10%

34%

Experimento 2 - Cachoeira 606

800

57%

600 400

Experimento 3 - Embrapa 2010 674

800

55%

600

260

247 247

Controle

302 400

200

200

0

0

Inicial

Final

117 117

Inicial

Final

Controle

META-­‐ANALISIS: Promedios de CCS antes y durante la utilización de un producto simbiótico

Variable CCS (CS/ml)

Sin Simbiótico Con Simbiótico Reducción 654.963

386.473

41%

P 0,001

Reducción de la mastitis clínica antes y mientras el uso de BF Leite 25%

22%

20% 15% 10% 5%

3%

3%

0% mai/16

ago/16

fev/17

FERTILIDAD: Tasas de concepción en vacas Girolando con y sin BIOFÓRMULA LEITE (%)

84% 90%

Tasa de preñez

80% 70%

+34 % 50%

60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

Controle

Tratamento

META-­‐ANALISIS: Intervalo de parición en los periodos de 12 meses antes y durante la utilización del simbiótico Biofórmula Leite

Variable Intervalo de parición (días)

Sin Biofórmula 446,3

Con Biofórmula

373,4

Reducción en días 73

P

0,002

1

2

3

4

Puntuación fecal con y sin el uso de simbiótico

0,45 Fecal Score (range from 0 to 1)

0,42 0,40

Control BF-MILK

0,41 0,39 0,37

0,35

0,35 0,34

0,34 0,31

0,30

0,30

0,33 0,32 0,29

0,25

0,20 1

2

3 Period

4

5

6

Marcondes et al. (2016) Trop. Anim. Health Prod. DOI 10.1007/s11250-­‐016-­‐1127-­‐1

RESULTADOS DE CAMPO

ANTES (MAIO)

DESPUÉS (AGOSTO)

Nº ANIMALES

87

69

CON DIARREA

18

8

ÍNDICE (%)

20%

11%

MORTALIDAD

10%

7%

Crecimiento en novillos Angus x Hereford en engorda, suplementados con monensina o simbiótico

Peso corporal, kg

440

y = 1,6363x + 299,43 R² = 0,99826

410

y = 1,5794x + 301 R² = 0,99603

380

y = 1,5178x + 297,66 R² = 0,99833

350 320

CON

MON

PRO

290 0

14

28

42

56

70

84

Días en engorda

UC Davis, 2010

Efectos del simbiótico Biofórmula Corte em el desempeño de novillos em engorda (Fazenda Nova Esperança)

Variable

Control

Peso inicial, kg

BF Corte 447

Desvío estándar

P

42,8

Peso final2, kg

576

589

42,7

0,02

Grosor de la grasa final3, mm

4,8

4,5

1,5

0,20

Ganancia de peso, kg/dia

1,483

1,535

0,322

0,01

Consumo, kg/dia

12,66

12,75

0,773

0,86

Ganancia : consumo

0,118

0,120

0,012

0,77

Filgueiras et al. (2012)

Genética

Desempeño de bovinos de carne de UC Davis en corral 1995

% 2015 cambio

GPD, kg/d

1.579

2.116

34%

IMS, kg/d

8.73

9.12

4%

Gan:Ing

0.181

0.232

28%

Sainz et al., 1995

Dykier et al., 2016

EM 3.20 Mcal/kg ENm 2.213 Mcal/kg ENg 1.525 Mcal/kg NDT 82.7 % PC 12.2 %

Desempeño de bovinos de carne de UC Davis en corral NRC 2000

1995

% 2015 cambio 1995

2015

GPD, kg/d

1.579

2.116

34%

1.521

1.596

IMS, kg/d

8.73

9.12

4%

9.38

9.07

Gan:Ing

0.181

0.232

28%

0.162

0.176

El incremento en la producción de leche in Holanda entre 1995 y 2013, y el aumento en el valor genético (EBV) desde 1995

hbps://wiki.groenkennisnet.nl/display/TAB/Chapter+13.2%3A+Gene<c+trend

Cambios en el sector lechero en California entre 1950 y 2010

Von Keyserlink et al., 2013

Canales de pollos Ross 308 (2001) y del grupo Control (1957) Ing:Gan

539 g 539 g

809 g 809 g

2672 g 2672 g

3946 g 3946 g

1117 g 1117 g

1430 g 1430 g

2.34

4806 g 4806 g

5521 g 5521 g

1.63

Havenstein et al., 2003a,b

Consumo alimentar residual

CAR = consumo observado – consumo esperado

CMS (kg/d) = β0 + β1 . (Peso promedio)0.75 + β2 . GDP + ε

donde

β0 = intercepto de la regresión (P > 0.05, igual a cero) β1 = coeficiente parcial de la regresión – peso promedio metabólico β2 = coeficiente parcial de la regresión – ganancia de peso ε = error residual of del consumo de cada animal

Source: Koch et al. (1963)

Consumo observado vs. predicho (kg MS/día)

RFI = -­‐0.97

Desempeño y producción de metano en novillos de alta (L-­‐RFI) y baja (H-­‐RFI) eficiencia alimentaria

Hegarty et al., 2007

Cuanto más estudio la nutrición, más creo en la genética…

CONOCIMIENTO

“A la medida que cresce el área de nuestro conocimiento, así cresce el perímetro de nuestra ignorancia.”

Neil DeGrasse Tyson

De la pastura...

Gràcies!

rdsainz@ucdavis.edu

…a la carn...

...és una cosa bella!