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Alimentos y nutrientes

 

Alimentos

Alimento es una sustancia que contribuye a asegurar en todas sus manifestaciones (producción, reproducción) la vida del animal que la consume.

Para ser exacta, esta definición debe completarse con las siguientes advertencias: lo que es un alimento para un ser vivo puede no serlo para otro; encontramos efectivamente, al respecto, frecuentes ejemplos entre las diferentes especies de animales de granja; por tanto, la noción de valor alimenticio va ligada a la especie que aprovecha el alimento.

Por otra parte la técnica correcta de alimentar consiste en asociar las diferentes clases de alimentos de que disponemos para integrar una ración capaz de cubrir las necesidades nutritivas de los animales, de tal modo que el alimento integrado en el conjunto de una ración y no aisladamente es capaz de asegurar la vida. Observemos, finalmente, que el valor de un alimento depende de los restantes constituyentes de la ración, lo que pone de manifiesto la noción equilibrio alimenticio.

Aditivos

Son sustancias extrañas a la alimentación normal, que se emplean para mejorar, activar o proteger los procesos nutritivos de los animales, cuya acción principal es estimular determinadas funciones zootécnicas: crecimiento, lactación, engorde, puesta.

Entre estas sustancias tenemos: antibióticos, hormonas, antioxidantes, etc., que directa o indirectamente son como nutrientes suplementarios.

Nutrientes

Un nutriente es un elemento constitutivo de las sustancias alimenticias, ya sean de procedencia vegetal o animal, que ayuda a mantener la vida. Puede ser un elemento simple como el hierro o el cobre o puede ser un compuesto químico complicado como el almidón o la proteína, compuesto de muchas unidades diferentes.

Se sabe que unos 100 nutrientes diferentes tienen valor en las raciones del ganado y de las aves de corral. Muchos son necesarios individualmente para el metabolismo corporal, crecimiento y reproducción; otros o no son esenciales o pueden sustituirse por otros nutrientes.

No existen dos alimentos que contengan los nutrientes en la misma proporción. Cada alimento suele contener una mayor o menor proporción de uno o varios de estos principios. Estas diferencias hacen necesario que se regule la cantidad de cada alimento, de tal manera que la total composición de sus nutrientes sea la requerida en cada caso, variable según la especie, edad, producción, etc.

La clasificación de los nutrientes según su origen: Orgánicos (Carbohidratos, Grasas, Proteínas, Vitaminas), e Inorgánicos (Agua, Sales minerales). Según su misión principal: Energéticos (carbohidratos y lípidos), Plásticos y energéticos (proteínas), Plásticos y biorreguladores (macroelementos minerales), y Biorreguladores (microelementos minerales, vitaminas y antibióticos).

Nutrientes de los alimentos

Proteína cruda

Son compuestos orgánicos constituidos en su mayor parte por aminoácidos que existen en proporciones características en cada proteína. Estos aminoácidos, son agrupados en esenciales o indispensables definido como “aquellos que no se pueden sintetizar en el organismo en la proporción o velocidad que requiere un crecimiento normal”, y no esenciales o dispensables, los cuales son “aquellos que pueden ser sintetizados por el organismo en una proporción o velocidad adecuada, a partir de fuentes no especificas de nitrógeno amino que para tal fin deben estar disponibles”, p.e. alanina, glutamina, prolina, etc.

El aminoácido que se encuentre en la mas baja proporción respecto de una necesidad es la que se denomina “aminoácido limitante”. En dietas para monogástricos, teóricamente cualquier aminoácido puede ser limitante. Pero en condiciones prácticas comúnmente los aminoácidos limitantes son: lisina, triptófano y los aminoácidos azufrados metionina y cistina.

La valoración de la proteína cruda se suele hacer por el método de Kjeldahl, determinando primero la cantidad total de nitrógeno contenido en el alimento, y se multiplica este valor N por 6.25. Las proteínas contienen alrededor del 16% de nitrógeno (100÷16=6.25).

El valor biológico de las proteínas es la capacidad de estos para suministrar los aminoácidos esenciales en las proporciones requeridas para el mantenimiento del animal y la variedad de producciones que de él se exigen. Es sinónimo de calidad proteica.

Cuando una proteína contiene todos los aminoácidos esenciales se dice que es una proteína completa. En general, se incluyen en este grupo las proteínas de origen animal, como los de la leche, carne, huevos, y pescados. Los de origen vegetal se pueden considerar como incompletos, con algunas excepciones.

Las aves de corral, los cerdos y otros no rumiantes necesitan determinados aminoácidos específicos en sus raciones; existe un nivel óptimo de cada uno de ellos para un rendimiento máximo. Sin embargo, los rumiantes tienen microorganismos en su sistema digestivo que pueden sintetizar cualquier aminoácido de otros aminoácidos o de otras fuentes de elementos necesarios. Por consiguiente, en la alimentación del rumiante nos interesa de manera fundamental la cantidad total de proteína obtenible en la ración, pero en la alimentación de los no rumiantes hemos de preocuparnos por las cantidades de aminoácidos específicos.

Carbohidratos

Los Hidratos de Carbono son un grupo de compuestos que contienen hidrógeno y oxígeno, en las proporciones del agua, y carbono.

El grupo de los hidratos de carbono está formado principalmente por azúcar, almidón, dextrina, celulosa y glucógeno. Los más sencillos son los azúcares simples o monosacáridos, que contienen un grupo aldehído o cetona. Un disacárido tiene dos moléculas de azúcar simple. Los polisacáridos son enormes moléculas formadas por uno o varios tipos de unidades monosacáridas.

Al consumirlos los animales, los carbohidratos sirven como fuente de calor y energía, y todo exceso se almacena en el cuerpo como grasa.

En los rumiantes y en los animales, tales como el caballo y el conejo, con poblaciones microbianas voluminosas en la porción inferior del tubo gastrointestinal, la fermentación anaeróbica del almidón y de la celulosa producen grandes cantidades de ácidos grasos volátiles (acético, propiónico, butírico) que se utilizan para suministrar gran parte del aporte energético total al animal huésped.

Los carbohidratos ingeridos por los animales monogástricos se hidrolizan en el intestino delgado y se absorben como monosacáridos por medio del transporte activo, principalmente en el duodeno y en el yeyuno.

Una vez absorbidos los glúcidos por la pared intestinal, pasan a la sangre, llegando por la vena porta al hígado, donde son polimerizados en forma de glucógeno, el cual para ser utilizado por el organismo ha de ser convertido en glucosa. También se forma glucógeno en el músculo, que sirve para una provisión local, ya que, ante una necesidad inmediata, proporcionará glucosa al músculo.

La fuente fundamental de energía para la mayoría de células vegetales y animales es la glucosa. Esta unidad básica se encuentra disponible a las células a través de la ingestión de glucosa, de sus precursores en la dieta del animal o a través de la conversión a partir de otros metabolitos.

Los carbohidratos y lípidos son las dos fuentes principales de energía para el cuerpo del animal. El contenido de lípidos de la mayoría de dietas que se suministran a animales productores de alimento es de <5%, de manera que la mayor parte de la energía proviene de los hidratos de carbono.

Grasas

Las grasas son la fuente mas poderosa de energía en las raciones. Son sustancias orgánicas heterogéneas cuyo carácter químico mas común es el de contener uno o mas radicales de ácidos grasos en su molécula, siendo ésteres de ácidos grasos y alcohol. Al igual que los hidratos de carbono, son compuestos ternarios de C, H y O.

La grasa cruda en los alimentos es el residuo no volátil que queda después de evaporar en estufa el extracto obtenido por la acción del éter anhidro sobre el alimento, hasta el agotamiento.

En este extracto etéreo figuran todas las sustancias solubles en los disolventes de las grasas, esto es, las grasas verdaderas (glicéridos), ácidos grasos, céridos, esteroles, pigmentos, etc., pero esta fracción, que no es grasa verdadera, contiene elementos de gran valor nutritivo, como los esteroles, carotenos, vitaminas liposolubles, etc., la cifra obtenida de grasa bruta o extracto etéreo sirve en la práctica como valor grasa de un alimento.

Las grasas y aceites son ésteres de ácidos grasos puros de glicerol, llamados por esta razón triglicéridos. Las grasas son aquellos ésteres del glicerol que están en estado sólido, mientras que los aceites son los que están en estado líquido a temperatura ambiente (climas templados). Asimismo, la definición del término lípido se refiere a todas las sustancias de los alimentos o tejidos que son extractables por el éter, incluyendo a las grasas y aceites.

La utilización de los lípidos en el organismo animal parte con el desdoblamiento y digestión iniciado en el estomago, cuya mucosa forma una lipasa que las ataca hidrolíticamente en medio ácido, formándose ácidos grasos y glicerina.

Pero el verdadero ataque de las grasas se realiza por la lipasa pancreática, junto con las sales biliares, las cuales, rebajando la tensión superficial, hacen la emulsión mas fina y estable, permitiendo una acción mas eficaz de aquel fermento.

La absorción de las grasas se verifica en el intestino bajo la forma de ácidos grasos y glicerina. En la pared intestinal tiene lugar resíntesis de grasas neutras, sufriendo los ácidos grasos alguna modificación, ingresando a la circulación general a través de los vasos linfáticos abdominales.

Las grasas y aceites generan más energía que los carbohidratos debido a que éstos contienen mucho más átomos de carbono e hidrogeno en relación a su contenido de oxígeno (en la grasa, C:O=8,5:1; H:O=16,3:1; en la glucosa, C:O=1,1; H:O=2:1). De este modo, la grasa contiene un gran exceso de carbono e hidrógeno capaz de ser quemado a CO2 y H2O.

La experimentación ha demostrado que el valor de Energía Bruta de las grasas y aceites puros es de alrededor de 9.4 kcal/g, aproximadamente 2.25 veces que el del almidón que tiene un valor de Energía Bruta de aproximadamente 4.15 kcal/g.

Fibra cruda

Fibra bruta son todas las sustancias orgánicas no nitrogenadas que no se disuelven tras hidrólisis sucesivas, una en medio ácido y otra en medio alcalino, y a cuya cifra final total se le resta el peso de las cenizas, es decir, la fracción de carbohidratos que es insoluble a digestiones sucesivas de ácido-base.

El principal componente de la fibra cruda es la celulosa (90%), hemicelulosa y lignina. La cantidad de lignina afecta la disponibilidad biológica de la celulosa y hemicelulosa para los microorganismos y de esta manera afecta el valor nutritivo de las sustancias vegetales para los animales.

En general, cuanto más basto es un alimento, más fibra contiene. Son los alimentos groseros o voluminosos, cuyo fin principal es dar volumen a la ración para asegurar el buen funcionamiento digestivo, sobre todo en los rumiantes.

Es evidente que los rumiantes van a tener mucho menos problemas con la fibra cruda puesto que esta es digerida por miles de millones de bacterias en el rúmen liberando así gran cantidad de energía que utiliza luego el animal.

En monogástricos la hemicelulosa cumple más un papel de laxante, facilita los movimientos peristálticos del intestino.

Minerales

Los seres vivos necesitan, para que sus funciones se realicen normalmente, del consumo de sustancias minerales muy diversas, además de los principios nutritivos ya mencionados.

Las exigencias orgánicas en minerales son cuantitativamente muy pequeñas en comparación con las de los otros principios, pero su importancia no es menor, pues si la ración carece de principios minerales durante un cierto tiempo no tardará en alterarse la salud, los fenómenos reproductivos y sobrevenir incluso la muerte.

Los minerales son elementos inorgánicos. Los compuestos orgánicos, que contienen carbono (como los carbohidratos, proteínas, vitaminas), arden. Cuando se quema una muestra de alimento a 600ºC hasta que deja de perder peso, los minerales permanecen como cenizas. De ahí que la palabra ceniza en una etiqueta de alimento se refiere al contenido total de minerales.

Los elementos minerales que son requeridos en cantidades relativamente grandes se llaman macrominerales o macronutrientes minerales, y son: calcio, fósforo, potasio, magnesio, cloro, sodio y azufre.

De entre ellos, el K, S y Mg suelen figurar en todas las dietas normales, por lo que no debemos preocuparnos de incluirlos en la alimentación. La concentración en las raciones se expresa en porcentaje.

Los microelementos minerales, minerales traza elementos vestigiales u oligoelementos son los elementos minerales que son requeridos en cantidades muy pequeñas para cumplir su acción fisiológica, y son: hierro, cobre, cobalto, manganeso, yodo, zinc, flúor, molibdeno selenio y bromo. La unidad de medida adoptada es el miligramo, partes por millón, microgramo.

Algunos minerales, tales como el Ca, P, se necesitan como componentes estructurales del esqueleto y otros, tales como el Na, K y Cl, intervienen en el balance ácido-base; otros como el Zn y el Cu, se encuentran incluidos en los sistemas enzimáticos.

Todos los minerales, sean esenciales o no, pueden influir adversamente en el animal si se incluyen en la dieta en niveles excesivamente elevados.

Vitaminas

Las vitaminas son nutrientes orgánicos esenciales, que no son necesarios para la energía ni como fuente de nitrógeno. Su papel es catalítico principalmente; de ahí que se necesiten en pequeñas cantidades.

Las vitaminas participan en la formación de hormonas, células sanguíneas, sustancias químicas del sistema nervioso y material genético.

Las diversas vitaminas no están relacionadas químicamente, y la mayoría de ellas tiene una acción fisiológica distinta. Por lo general actúan como catalizadores, combinándose con las proteínas para crear metabólicamente enzimas activas que a su vez producen importantes reacciones químicas en todo el cuerpo. Sin las vitaminas muchas de estas reacciones tardarían más en producirse o cesarían por completo.

Las vitaminas identificadas se clasifican de acuerdo a su capacidad de disolución en grasa (vitaminas liposolubles) o en agua (vitaminas hidrosolubles).

En la ración alimenticia de los animales no basta que figuren los carbohidratos, lípidos, proteínas y minerales, sino que para poder vivir y producir es necesario que figuren en la dieta las vitaminas, aun cuando estén presentes en cantidades mínimas.

Las vitaminas han ejercido una profunda influencia sobre las explotaciones del ganado, pues han aumentado la eficacia de la producción animal y evitado graves enfermedades de la nutrición.

Su misión es biorreguladora, no plástica ni energética. Las vitaminas no pueden compensar en ningún caso una alimentación insuficiente o desequilibrada en los demás nutrientes.

Agua

No se acostumbra clasificar al agua, frecuentemente, como un nutriente a pesar de conformar aproximadamente hasta un 90% de la masa corporal de los animales recién nacidos y mas del 99% de las moléculas del organismo.

El agua sirve como un medio para las reacciones químicas, la digestión enzimática en el tracto gastrointestinal y el metabolismo en las células. La digestión de las grasas, carbohidratos y proteínas es, de manera fundamental, hidrólisis, en la que estos compuestos se descomponen en unidades mas pequeñas y los iones OH- y H+ del agua, se unen con estas unidades.

Mas o menos un 10% del agua utilizada en los procesos del cuerpo de los animales de granja se producen en las células corporales durante la oxidación de lis nutrientes productores de energía. Esto es resultado de los átomos de hidrogeno y de oxigeno liberados durante el metabolismo y se llama agua metabólica.

En general, el agua extra en algunos alimentos “húmedos” no tiene valor nutritivo especial. Tan solos sustituye al agua, que de otra manera bebería el animal de un deposito. La hierba para pasto, no madura contiene hasta 80% de agua; los alimentos de silo tienen habitualmente el 65 ó 75%. La mayor parte del heno y del grano almacenado en condiciones de aire seco, solo contiene del 10 al 15% de agua (humedad).

Concepto de Energía

La energía se define como la capacidad de efectuar un trabajo, cuando trabajo corresponde al producto de una fuerza dada que actúa a lo largo de una determinada distancia.

La caloría (cal) es la cantidad de calor que se necesita para elevar la temperatura de 1g de agua de 14.5 hasta 15.5ºC y es equivalente a 4.1854 Joules. Esto se debe a que en el sistema métrico se establece el Joule (SI) como la unidad de la energía. Sin embargo, se continúa empleando el sistema calórico, cuya unidad básica es la caloría térmica.

Debido a que el valor de una caloría es muy pequeño, se representa el valor energético de los alimentos en Kilocalorías (1000 calorías) o en Megacalorías (1000 kcal).

El valor energético de los alimentos para animales ha sido evaluado en muchas y diferentes formas. Las designaciones más comunes de los valores energéticos están en términos de Energía Bruta, Energía Digestible, Energía Metabolizable o Energía Neta.

La Energía Bruta (EB) es la cantidad total de energía que pueden suministrar los alimentos, siendo la que estos liberan en su combustión completa. La Energía Digestible (ED) es la diferencia entre la EB y las calorías eliminadas con las heces, correspondiendo a la energía de la fracción digestible del alimento.

La Energía Metabolizable (EM) es la parte de la ED que queda disponible para cubrir las necesidades o funciones metabólicas el animal, siendo la diferencia entre la ED y las calorías perdidas por la orina y gases intestinales. La Energía Neta (EN) es la parte de la EM que el animal utilizará tanto para sus propios procesos metabólicos de masticación, digestión y asimilación como para su mantenimiento y producción.

Es de conocimiento común que toda ración debe contener carbohidratos, grasas y proteínas. Aunque cada uno de estos componentes desempeñan sus funciones específicas en el mantenimiento de un cuerpo normal, todos ellos se pueden utilizar para proveer energía para mantenimiento o producción.

En aves, se ha demostrado que la Energía Metabolizable de los alimentos representa la evaluación más exacta del contenido energético para ser usado en la formulación científica de alimentos balanceados. Determinaciones replicadas de Energía Metabolizable han establecido que varía solo en 2-3%, frente hasta un 20% de la Energía Neta, en gran parte debido a los errores inherentes a las mediciones propias de la Energía Neta.

Desde el punto de vista cualitativo, la energía es el nutriente más importante (a excepción del agua) que necesitan los animales.

Concepto de Proteína Ideal

Zaviezo (1997) define la proteína ideal como el balance exacto de aminoácidos capaces de proveer sin deficiencias ni excesos las necesidades absolutas de todos los aminoácidos requeridos para mantenimiento y máximo aumento de la proteína corporal.

En la práctica, es posible acercarse a la proteína ideal a través de una formulación que minimice los excesos de aminoácidos indispensables conjuntamente con el nitrógeno no específico. Esto reducirá el uso de los aminoácidos como fuente de energía y disminuirá la excreción de nitrógeno.

Desde el punto de vista de las necesidades, la propuesta nutricional es que cada aminoácido indispensable se exprese en relación a un aminoácido de referencia, lo que permite estimar fácilmente los requerimientos de todos los aminoácidos cuando la exigencia del aminoácido de referencia queda establecida.

Entre los aminoácidos indispensables, la lisina fue seleccionada como el aminoácido de referencia por las siguientes razones:

- La lisina es el primer aminoácido limitante en la mayoría de las dietas para cerdos y segundo, después de los azufrados, en la mayoría de las dietas para aves.

- La lisina se encuentra económicamente disponible en forma sintética para utilizarse en las raciones prácticas de los animales.

- A diferencia de los aminoácidos azufrados, el análisis de lisina es simple y directo.

- A diferencia de los aminoácidos azufrados, la lisina tiene solamente una función principal en el organismo que es la del crecimiento de la proteína corporal.

Referencias

Cañas, C.R. (1995). Alimentación y nutrición animal. PUC. Santiago, Chile.

Church, D.C. y Pond, W.G. (1992). Fundamentos de nutrición y alimentación de animales. Limusa. México.

Saviezo, D. (1997). Nutrición proteica de las aves: De proteína cruda a proteína ideal. Rev. Industria Avícola.

 

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