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PRODUCCION AGROPECUARIA

MANUAL DE NUTRICION Y ALIMENTACION ANIMAL

DOCENTE: Ing. Lizardo Huanaco Flores

I.E.S.T.P. Huancané – SEDE SAN GABAN

NUTRICION Y ALIMENTACION ANIMAL

NUTRICION Y ALIMENTACION ANIMAL 1. Introducción La capacidad de producción de los animales de interés zootécnico se determina por el potencial genético, la alimentación y las condiciones medioambientales donde éstos se encuentren. Nutrición Animal es la ciencia que estudia las reacciones bioquímicas y procesos fisiológicos que sufre el alimento en el organismo animal para transformarse en leche, carne, trabajo, etc. y que a su vez permite que los animales expresen al máximo su potencial genético. Es decir, cuando los alimentos suministrados a los animales no satisfacen sus necesidades, éstos no podrán expresar al máximo su potencial productivo. La importancia de la nutrición animal es evidente y representa uno de los aspectos más importantes que determina la rentabilidad de las explotaciones ganaderas. 2. Conceptos básicos 2.1. Nutrición Es la suma de los procesos mediante los cuales un animal ingiere y utiliza todas las sustancias requeridas para su mantenimiento, crecimiento, producción o reproducción. A diferencia de las plantas que incorporan únicamente los materiales inorgánicos como oxígeno o fertilizantes, los animales incorporan además de estos las materias orgánicas. 2.2. Alimento Es el medio a través del cual se realiza la transferencia de componentes químicos (nutrientes) al cuerpo animal. En líneas generales, es todo material (sólido o líquido) por medio del cual el ser vivo satisface sus requerimientos nutricionales. 2.3. Nutrientes Son los constituyentes que conforman un alimento como las grasas, proteínas, carbohidratos, vitaminas y minerales. Valor nutritivo Es la cantidad adecuada de los nutrientes en un alimento, que permitan satisfacer los requerimientos o necesidades para la crianza de los animales.

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2.4. Alimentación La alimentación es la acción de suministrar alimentos al ganado. El alimento diario debe contener un correcto valor nutritivo. Sin embargo, el volumen de alimentos que los animales pueden consumir está determinado por las características fisiológicas de cada especie. Es recomendable suministrar las raciones en varias porciones para que el animal tenga el tiempo suficiente para realizar una correcta digestión.

2.5. Digestión Es el proceso mediante el cual el alimento es fraccionado en partículas más pequeñas, llevado a cabo de forma mecánica o bien por procesos enzimáticos en el organismo animal. Esto es un paso previo para que los nutrientes de los alimentos sean absorbidos. Tipos de digestión. Acción mecánica: •

Masticación

•

Contracciones estomacales

•

Peristalsis 2

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Acción química: •

HCl estómago

•

Bilis

Acción enzimática: •

Microorganismos

•

Enzimas propias del animal

3. Sistema digestivo de los animales La mayor diferencia entre los individuos monogástricos (los cerdos, las aves, los cobayos, etc.), y los poligástricos (vacunos, ovinos, camélidos, etc.), está dada por las estructuras del aparato digestivo y por la forma como metabolizan los productos alimenticios por lo que para monogástricos y poligástricos solo se revisara esta porción de su anatomía. La digestión en ambos sistemas involucra una serie de procesos que degradan los alimentos, convirtiéndolos en substancias capaces de ser absorbidas y transportadas hacia la sangre, para así estar disponibles a los tejidos del cuerpo, y este cumplir con las funciones de crecimiento y producción.

3.1. Sistema digestivo de los animales monogástricos (cerdos, aves, equinos, conejos) Los monogástricos son todos aquellos animales que tienen un estómago simple. Entre las especies domésticas tenemos: equinos, caninos, suinos, felinos, monos y aves.

Dichos animales tienen distintas formas de alimentarse, consumen varias

clases

de

alimentos,

también diferentes formas de masticarlos y diferente digestión. Su función es proporcionar al organismo todos los nutrientes que éste necesita para realizar sus funciones vitales, tanto de mantenimiento como de crecimiento 3 Ing. LIZARDO HUANACO FLORES

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Los órganos digestivos de las aves son obviamente diferentes al de los mamíferos. En las aves están ausentes: •

Los dientes.

Las aves presentan: •

Buche bien desarrollado y una molleja.

•

El ciego es doble.

CAVIDAD BUCAL. El pico. El tamaño y forma del pico están adaptados al tipo de alimento que consumen las aves y a como lo manipulan. La lengua. La lengua de las aves es por lo general, menos móvil que la de los mamíferos. La faringe. Es la porción de sistema digestivo que se encuentra inmediatamente después de la boca.

UNE LA CAVIDAD BUCAL CON EL ESÓFAGO. Buche. Es

un

ensanchamiento

estructural

diversificado según las especies que cumplen distintas funciones. •

Almacenamiento de alimento para el remojo y humectación.

•

Reblandecimiento

•

Principio Digestión

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Estómago. Se encuentra constituido por dos secciones. •

Provinculo: es donde se encuentran las glándulas que producen las enzimas. Función: ayuda a descomponer los alimentos.

•

Molleja: estomago muscular. Función: es moler y aplastar los alimentos gruesos.

Intestino delgado. El intestino delgado se extiende desde la molleja al origen de los ciegos. Es largo y casi uniforme por todas partes. Se divide en: •

Duodeno: es la primera porción y forma un asa alrededor del páncreas. Su función: desembocar los conductos pancreáticos y biliares que vierten sus jugos y enzimas a la luz intestinal.

•

Yeyuno: empieza por las ansas del duodeno. Su función: es la de absorción de algunas de las sustancias del quimo.

•

Íleon: es de estructura estilizada y se encuentra en el centro de la cavidad abdominal. Desemboca en el intestino grueso. Su función principal: es la absorción de nutrientes digeridos.

Intestino grueso. Al igual que el intestino delgado se divide en 3 porciones: •

Ciego: las aves domésticas poseen dos ciegos, que son dos tubos anexos al intestino grueso, pero que pertenecen a él. Su función: es la absorción y la digestión de celulosa.

•

Colon: aquí se realiza la última absorción de agua y proteínas de las heces.

•

Recto: aquí se almacenan las heces antes de su expulsión.

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•

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Cloaca: La cloaca es la cavidad final donde salen las heces fecales. Además, recibe la desembocadura del sistema urinario y reproductor.

Se divide en dos compartimientos: •

Urodeum (tracto final del urinario y genital)

•

Coprodeum (tracto final del digestivo).

3.2. Sistema digestivo de los animales poligástricos (vacunos, ovinos, caprinos) Los vacunos, ovinos, caprinos y camélidos, son animales herbívoros cuyas dietas están compuestas principalmente de materia vegetal. Algunos son rumiantes, condición dada ya que digieren los alimentos en dos etapas, primero los consume y luego realiza la rumia, proceso que consiste en regurgitar el material semi-digerido y volverlo a masticar. Estos animales poseen un estomago compuesto, formado por cuatro compartimentos, es por cual un poligástrico, en donde existe una estrecha relación con los microorganismos del rumen quienes le permiten al rumiante la habilidad de usar carbohidratos complejos, tales como celulosa (componentes de tejidos de plantas) y N no-proteicos (NNP, CO(NH2)2 y NH3) y convertir forrajes, residuos de cultivos y desechos agroindustriales a alimentos altamente nutritivos y comidas pala tables (leche y carne) para seres humanos. Esta relación se llama simbiótica porque es mutuamente beneficiosa para el animal y los microorganismos. Después de la fermentación microbiana en el rumen, la estructura y la función del tracto digestivo de los vacunos, y los procesos que ocurren allí, son similares a las de los animales monogástricos.

ESTRUCTURA Y FUNCION Las cuatro cavidades presentes en el estómago de una vaca corresponden al retículo, rumen, omaso y abomaso, los tres primeros se llaman frecuentemente los pre-estómagos y son propios de los animales rumiantes (figura 1) (figura 2) El resto del tracto gastrointestinal, incluyendo el abomaso, el intestino delgado, el ciego y el intestino grueso son semejantes a los animales no rumiantes.

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LABIO, LENGUA Y DIENTE La lengua es el órgano principal de aprehensión de la boca, la que tira el pasto y otros forrajes hacia la boca. Los vacunos no tienen caninos ni incisivos superiores, los incisivos superiores son reemplazados por un cojinete dental que provee una superficie contra la cual los incisivos inferiores pueden presionar para cortar el forraje. Además, el hueso maxilar es más amplio que la mandíbula, lo que posibilita que el animal utilice los molares de un lado a la vez, mediante movimientos laterales de la mandíbula. GLANDULAS SALIVALES Y EL ESOFAGO Hay múltiples glándulas salivales localizadas en la cabeza (parótida, mandibular, sublingual). Las diferentes glándulas secretan saliva con una composición ligeramente diferente. El esófago es un tubo muscular, cubierto por una mucosa lisa, de más de 1 m de longitud, expansible que termina en un esfínter a la entrada de los estomago denominados cardias. El alimento y la saliva se mezclan en la boca y bajan por el esófago al rumen. También, durante la rumia, el contenido ruminal vuelve a través del esófago a la boca para una masticación adicional.

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Figura 2: Glándulas salivales de un vacuno.

Figura 3: Esquema de la conexión rostral de la faringe con las cavidades nasal oral y su conexión caudal con el esófago y la laringe.

RETICULO – RUMEN Ocupan la mayor parte de la cavidad abdominal El rumen está divido en sacos (cavidades) por fuertes bandas musculares, llamadas pilares. El retículo rumen es el componente más pesado del tracto gastrointestinal de la vaca y contiene 2/3 del contenido total. Adicionalmente, los alimentos pasan la mitad del tiempo dentro del retículo-rumen (40 a 72 h). la superficie interior del rumen está cubierta por papilas que incrementan la superficie de absorción de los productos finales de la fermentación ruminal (los ácidos grasos volátiles (AGV) y el amoniaco). El diseño del retículo-rumen permite la retención de partículas fibrosas de alimentos para incrementar el tiempo que son sujetos a la fermentación de los microorganismos. El rumen le 8 Ing. LIZARDO HUANACO FLORES

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permite a los herbívoros utilizar los compuestos que forman las paredes de las células de la planta (celulosa). El rumen presenta ciclos de contracción y relajación comandados por los pilares, un ciclo de contracción que tarda aproximadamente 50 a 60 segundos en completarse.

Figura 4: Estomago de un vacuno. A: Retículo. B: Rumen. C: Omaso. D: Abomaso.

El retículo es un saco en el frente del rumen. Está separada del rumen dorsal por la apertura del esófago (cardias) y del rumen ventral por el pliegue retículoruminal. La superficie del interior del retículo tiene la apariencia de un “panal”. El alimento por las contracciones de la musculatura de las paredes de los estómagos, se desplaza de cavidad en cavidad. La apertura del esófago y el orifico retículo-omasal forma entrada y salida del retículo-rumen respectivamente. Estos dos orificios están ubicados una cerca del otro y están ligados por el canal esofágico.

OMASO Es una estructura compuesta por muchos pliegues musculares. Aunque la masa del omaso vacío es relativamente grande, solamente contiene 4% del peso del digesto en el tracto. Esta estructura juega un papel en la absorción de grandes cantidades de agua y minerales (Na+ y H2CO3) derivados del líquido que entra con el digesto por el rumen. Como resultado, el agua no diluye el ácido secretado por el abomaso y los minerales pueden ser reciclados a la saliva.

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ABOMASO Es el cuarto estomago del rumiante. Este secreta enzimas y HCl de la misma manera que el estómago de un animal monogástrico. El abomaso tiene dos secreciones distintas. El fondo es el sitio principal para la secreción del HCl y las enzimas que operan en un medio acido. La región pilórica es donde el alimento se acumula antes de ser propulsado hacia el duodeno como un bolo.

INTESTINO DELGADO Es un tubo largo subdividido en duodeno, yeyuno e íleon, posee aproximadamente 46 m de longitud y de 1 a 4.5 cm de diámetro en un vacuno adulto. Las paredes son musculares con gran capacidad de distención, permitiendo un aumento importante de su superficie. En la primera porción del tubo (duodeno) desembocan los conductos del páncreas y del hígado (colédoco), las enzimas secretadas por los páncreas, y por el intestino, digiere proteínas, carbohidratos y grasas. La bilis del hígado ayuda a digerir y preparar las grasas para ser absorbidas. El intestino delgado en el sitio principal para la absorción de los productos finales de digestión.

INTESTINO GRUESO El ciego es la primera sección del intestino grueso, funciona como un sitio para la fermentación microbiana después de la digestión acida dentro del abomaso y la digestión enzimática del intestino delgado. En el caballo y conejo el ciego contribuye significativamente a la fermentación microbiana, sin embargo, esta es menor que la del retículo-rumen en la vaca adulta. Aquí se absorbe H2O y minerales, y se forman las deposiciones.

SITIOS DE DIGESTION El alimento recogido por la lengua hacia la boca, pasa al esófago y entra al rumen donde la población de microorganismos comienza a fermentar los alimentos. Las partículas grandes de fibra se regurgitan hacia la boca para más destrucción física (rumia) y luego pasan de nuevo al retículo-rumen. Algunos productos de fermentación pasan a la sangre a través de las paredes del retículo-rumen. El tiempo de retención de la digesta en el retículo-rumen varia. La porción más liquida de la digesta se quedar en el rumen de 10 a 12 h, mientras que las 10 Ing. LIZARDO HUANACO FLORES

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partículas de fibra pueden ser retenidas en el rumen de 20 a 48 h. la digesta que sale del retículo-rumen contiene pequeñas partículas de alimento que han escapado a la fermentación y forman una fuente rica de proteínas, derivadas de los microorganismos que se han multiplicado dentro del rumen. La digesta pasa a través del orificio retículo-omasal, de los pliegues del omaso, y después entran al abomaso. La fuerte acidez del abomaso detiene toda la actividad bacterial y también inicia una destrucción química de las partículas (digestión acida). Después de solo unas pocas horas en el abomaso, la digesta pasa a través del orificio pilórico hacia el duodeno donde se mezcla con las enzimas pancreáticas y bilis, iniciándose la digestión enzimática (digestión química). Mientras que la digesta se mueve a través del intestino delgado, los productos de la digestión enzimática son absorbidas por los enterocitos y movilizados hacia la sangre. Al final del intestino delgado, los residuos no digeridos pasan al ciego, que es un órgano colonizado por otra población de bacterias, produciéndose una fermentación parecida a la del rumen, pero menos activa. Finalmente, los residuos no digeridos pasan del ciego al intestino grueso donde se absorbe el agua. La materia no digerida forma las deposiciones que eventualmente se eliminan por el recto.

Figura 5: Principales pasos y tiempo requerido para la digestión en vacunos lecheros.

4. METABOLISMO Metabolismo: Conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células y que conducen a la transformación de unas biomoléculas en otras. Rutas o vías metabólicas: Secuencias de reacciones químicas ligadas entre sí, de forma que el producto de una de ellas constituye el sustrato de otra. Son muy semejantes en todos los seres vivos.

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Metabolitos: Moléculas que intervienen en las rutas metabólicas. Enzimas: proteínas reguladoras de las reacciones químicas metabólicas.

Fases del metabolismo •

Catabolismo Degradación de moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas. Se libera ATP.

•

Anabolismo Síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras biomoléculas sencillas. Se necesita ATP.

Figura 6: Metabolismo de las vías metabólicas.

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4.1 Metabolismo de Carbohidratos Glucógeno: Es el único polisacárido de origen animal, es el carbohidrato de reserva de los animales, lo almacenan principalmente en el hígado y los músculos. En época de ayuno los animales recurren a estas reservas de glucógeno para obtener la glucosa necesaria a fin de mantener el balance metabólico. El glicógeno puede fragmentarse en subunidades de glucosa por hidrólisis ácida o por enzimas que atacan el almidón. En los animales la enzima fosforilasa cataliza la fragmentación de glicógeno en ésteres fosfatos de la glucosa.

4.1.1 Catabolismo de los Carbohidratos El catabolismo de los carbohidratos o glúcidos en los diferentes organismos presenta variadas vías y los estudiaremos a continuación:

Glucogenólisis: La degradación del glucógeno es catalizada por una sola enzima, que tiene gran importancia, pues está sujeta a control hormonal. Esto da como resultado que la glucogenólisis también está sujeta al mismo control por dos hormonas, la adrenalina (epinefrina) y el glucagón. La enzima encargada de la glucogenólisis es la fosforilasa que cataliza la siguiente reacción:

Glucógeno fosforilasa •

Se comienza a degradar el glucógeno por los extremos.

•

Es un proceso de fosforolísis y se obtiene glucosa –1–P.

•

Se reduce en 1 el número de moléculas de glucosa. 13

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•

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Se van degradando sólo enlaces 1–4.

Glucosidasa •

El anterior enzima va degradando hasta llegar a 4 residuos del enlace 1– 6.

•

Tiene básicamente 2 actividades: Transferasa: transfiere 3 residuos de la cadena lateral al inicio de la cadena más cercana. Glucosidasa: Rompe el enlace 1–6.

Fosfoglucomutasa •

Transforma la glucosa 1P en glucosa 6P, pasando por la glucosa 1,6 bP.

Glucolisis: Es el proceso de descomposición anaerobia de los glúcidos que se verifica en las células de los animales y plantas superiores y de muchos microorganismos, y en el que se obtienen como productos finales, ácido láctico (lactato), agua y energía. La glucólisis también se conoce como fermentación homoláctica. La glucólisis representa un proceso fermentativo anaerobio, que de hecho constituye una de las vías más sencillas para la obtención de energía a partir de las moléculas nutritivas; sin embargo, la glucólisis se manifiesta no sólo en microorganismos anaerobios estrictos sino también en organismos facultativos e incluso en organismos anaerobios, constituyendo en estos últimos una recta preparatoria para la posterior oxidación de sus productos en condiciones anaerobios.

4.1.2 Anabolismo de los Carbohidratos Gluconeogénesis: Es el proceso mediante el cual, en las células de casi todos los Organismos se sintetiza glucosa a partir de diferentes precursores sencillos como pueden ser los intermediarios del Ciclo de Krebs, el acetil-SCoA e incluso variados aminoácidos. •

Se trata de la síntesis de glucosa a partir de sustratos no glucosídicos.

•

Es una vía muy importante para el organismo, ya que siempre está activa, incluso cuando el individuo está durmiendo.

•

La glucosa es un sustrato básico, en ocasiones incluso único, de muchos tejidos o vías celulares.

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•

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El cerebro se nutre principalmente de glucosa, pero en caso de extrema necesidad se puede alimentar de otros sustratos lipídicos.

•

Los eritrocitos se alimentan única y exclusivamente de glucosa, por lo que es muy importante que el nivel de esta en sangre se mantenga.

Importancia de la gluconeogénesis La glucosa obtenida mediante la gluconeogénesis se utiliza en la síntesis de otros monosacáridos, disacáridos y polisacáridos estructurales. Por otra parte, la gluconeogénesis que es muy activa en el hígado contribuye a la recuperación del organismo después de un ejercicio físico prolongado, pues contribuye a eliminar ácido láctico de la sangre.

Glucogénesis: La glucogénesis aparece por acumulación de glucógeno en los tejidos, como consecuencia de un defecto en su metabolismo ya sea una incapacidad para degradarlo inactividad de la enzima o porque esta no es funcional, o secundario a la formación adecuada del glucógeno lo que impide posteriormente su degradación. En otras

palabras,

es

el

almacenamiento de glucosa en el hígado el cual recibe el nombre de glucógeno.

Para

sintetizar

necesitaremos un núcleo al que se vayan añadiendo progresivamente las nuevas unidades de glucosa. Si se

degrada

totalmente

el

glucógeno, las nuevas unidades deberán unirse a glucoproteínas, donde haya un extremo no reductor. Figura 7: Vías metabólicas de los carbohidratos.

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4.2 Metabolismo de proteínas Los Aminoácidos Los aminoácidos son moléculas orgánicas pequeñas con un grupo amino las proteínas. Generalmente, el número de aminoácidos que forman una proteína oscila entre 100 y 300.

Concepto de proteína: Son macromoléculas orgánicas, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (I), etc.

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Reacciones Generales las Proteínas Transaminación Esta reacción consiste en la transferencia de un grupo amino desde un aa hasta un cetoácido y se obtiene de esta forma el cetoácido correspondiente al aa inicial y el aa correspondiente al cetoácido inicial. Este proceso que normalmente es irreversible, es catalizado por las transaminasas, capaz de reaccionar con todos los aa. Son empleadas la transaminasa glutámica y la alanita transaminasa, como coenzima de las transaminasas.

Desanimación La desaminación de los aá es un proceso metabólico en el cual a partir de un aá se obtiene el cetoácido correspondiente y amoniaco. Entre las enzimas que desaminan a los aá hay algunas que requieren de la participación de cofactores de oxido- reducción (REDOX), denominándose en este caso desaminación oxidativa.

La principal enzima que cataliza la desaminación oxidativa de los aá es la desidrogenasa L- glutámica la cual es específica para el aá L glutámico.

Descarboxilación El metabolismo de los aá muchas veces incluye la separación de su grupo carboxilo como CO2. Este tipo de reacción es catalizada por descarboxilasa específicas que emplean el fosfato de peridoxal como cofactor. La descarboxilación de aá da lugar a diferentes aminas entre los cuales algunas tienen gran importancia metabólica, como es el caso de la histamina y la tirasina.

Función de las proteínas Las proteínas funcionan como enzimas, para formar estructuras, pero además los aminoácidos pueden utilizarse como fuente de energía o como sustratos para otras rutas biosintéticas. En los animales superiores, los aminoácidos provienen de la proteína de la dieta o por recambio metabólico de proteína endógena. El exceso de aminoácidos se degrada parcialmente para dejar esqueletos de carbono para biosíntesis o se degradan totalmente para producir energía.

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Los aminoácidos son catabolizados a través de la remoción del nitrógeno (N), a través de dos rutas principales: la transaminacion y la desaminación oxidativa. En la transaminacion, unos aminoácidos donan su grupo amino al αcetoglutarato (ciclo de Krebs) se forma un α-cetoacido y glutamato, la coenzima utilizado es principalmente el piridoxal fosfato. Esta reacción es reversible y se encuentra ampliamente distribuida en los tejidos, especialmente: cerebro, corazón, riñón, hígado. Solo la lisina, treonina, prolina e hidroxiprolina no sufren transaminacion. La regeneración del α-cetoglutarato se consigue mediante la desaminación

oxidativa

del

glutamato,

catalizada

por

el

glutamato

deshidrogenasa unida al NAD.

El amoniaco resultante de la desaminación de aa. se transforma en urea en el hígado para destoxificarlo. En muchos órganos (cerebro, intestino, musculo esquelético), la glutamina es el transportador del exceso de N. En el musculo esquelético existe el ciclo glucosa-alanina para transportar el amoniaco al hígado bajo la forma de alanina.

Digestión de proteínas en monogástricos y poligástricos En monogástricos: La digestión proteica empieza en el estómago, donde actúa la enzima pepsina, producida en la región fúndica

del

estómago

transformando la molécula proteica en

polipéptidos

Posteriormente

y

en

péptidos. el

intestino

delgado, se completa la digestión por

acción

de

las

pancreáticas, quimotripsina

enzimas tripsina,

y

carboxipeptidasa,

además

de

las

aminopeptidasas

y

hipeptidasas, originadas en la mucosa intestinal. El resultado final de la acción de estas enzimas son aminoácidos simples, que por su solubilidad son fácilmente absorbibles a través de la mucosa del intestino delgado principalmente. 19 Ing. LIZARDO HUANACO FLORES

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En rumiantes: En los rumiantes, las proteínas sufren la acción microbiana excepto un 20 a 40% de la proteína del alimento que pasa para el abomaso sin alterar. Los microorganismos rúmiales convierten la proteína en aminoácidos, éstos pueden ser transformados en otros aminoácidos o bien son desaminados y se produce NH3 liberado, se pueden sintetizar nuevos aminoácidos. A partir de estas dotaciones de aminoácidos se sintetiza la proteína microbiana, que posteriormente pasa al abomaso e intestino delgado donde es digerida por acción enzimática de manera similar a los monogástricos.

Si en el alimento va contenido nitrógeno no proteico (NHP) como urea, el Nitrógeno contenido es liberado en forma de amoníaco, que después puede ser utilizado para formar aminoácidos. Para esto, es necesario que las bacterias que realizan este proceso dispongan de una fuente de C, H, O, S para suplir el esqueleto carbohidrato necesario para completar el aminoácido. De esta forma indirectamente, los rumiantes pueden aprovechar el NNP para proveerse de proteína.

Dado que la mayor parte de la proteína contenida en los alimentos es transformada por los microorganismos en proteína microbiana, el valor biológico de la proteína del alimento pierde relevancia, ya que la proteína microbiana que constituye del 60 al 80% del aporte proteico total, tiene una calidad aceptable para el rumiante.

Ecológicamente el proceso ruminal representa una simbiosis entre los microorganismos y el animal. También se establecen relaciones de mutualismo entre las diferentes poblaciones microbianas.

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4.3 Metabolismo de los lípidos El objetivo primario de la digestión de los lípidos es hacerlos hidro miscibles y puedan absorberse a través de las microvellosidades intestinales que están recubiertas por una capa acuosa. No obstante, existen diferencias entre rumiantes y monogástricos.

Proceso digestivo de los lípidos La digesta pasa al intestino delgado a partir de ese momento presenta ya una consistencia semilíquida o líquida, y recibe la denominación de quimo. En el canal entérico el quimo entra en contacto con nuevas secreciones digestivas que prosiguen la degradación de los alimentos. Las grasas son en primer lugar emulsionadas.

En animales Monogástricos La separación mecánica de los lípidos de los demás nutrientes comienza en el estómago por efecto de los movimientos peristálticos. Dicha acción continúa en el duodeno a donde llega una grosera emulsión de grasa que se irá hidrolizando gracias a la acción combinada de las lipasas pancreáticas y de las sales biliares. El tamaño de las partículas de grasa se reduce hasta los 500-1000 Ä. La acción detergente de las sales biliares es previa a la acción de la lipasa pues deja las partículas grasas con mayor superficie por unidad de volumen con lo que facilita la acción de las enzimas pancreáticas.

Antes de su ingreso en el intestino, la grasa de los alimentos es degradada, en sólo muy pequeña proporción en el estómago; siendo por ello importantísima la misión de la lipasa pancreática (muy activa) en la degradación de las grasas a nivel del intestino delgado. La lipasa pancreática corta las grasas, pasando por diglicéridos y monoglicéridos, pudiendo incluso hidrolizarlas completamente en ácidos grasos y glicerina.

El pH óptimo para la acción de la lipasa pancreática se sitúa en 8.0. Cuando el contenido gástrico penetra en el duodeno tiene lugar la transformación en jabones de una parte de los ácidos grasos libres, a causa de la elevada cantidad de bicarbonato existente en el jugo pancreático. Estos jabones, junto con los 22 Ing. LIZARDO HUANACO FLORES

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ácidos biliares, actúan mezclando las grasas; el grado de solución alcanzado es de gran importancia para la actividad de las lipasas.

La formación de gotitas de grasa en suspensión (emulsión) aumenta enormemente la superficie de contacto de la grasa original y por tanto aumenta el área de ataque para la lipasa. La falta de jugo pancreático en el intestino produce trastornos graves de la digestión, sobre todo la degradación de lípidos, y además altera la absorción de los productos de degradación de las grasas y de las vitaminas liposolubles.

En Rumiantes Se sabía desde hace varios años que los depósitos grasos de los rumiantes están poco sometidos a modificación por cambios en la dieta o el aporte de cantidades relativamente grandes de grasa y aceites insaturados. En los monogástricos, por el contrario, el aporte alimenticio de cantidades grandes de grasas insaturadas puede afectar marcadamente el depósito de grasa.

La grasa depositada en los rumiantes contiene grandes cantidades de ácido esteárico (C18 : 0), cantidades importantes de isómeros trans, así como ciertas cantidades de ácidos de cadena ramificada.

La grasa de la leche, particularmente, contiene cantidades apreciables de ácido de cadena impar, los cuales no son característicos de los vegetales; así era 23 Ing. LIZARDO HUANACO FLORES

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evidente que la síntesis de estos ácidos tenía que realizarse en la panza o en los tejidos del organismo. Investigaciones recientes señalan que la mayor parte de esta actividad tiene lugar en el rumen, produciéndose modificaciones características de la grasa contenida en la dieta, así como síntesis de los ácidos de cadena impar y de cadena ramificada.

En el rumen, la mayoría de los lípidos son hidrolizados. El enlace entre el glicerol y los ácidos grasos se rompe dando origen a glicerol y tres ácidos grasos. El glicerol se fermenta rápidamente para formar ácidos grasos volátiles. Algunos ácidos grasos son utilizados por las bacterias para sintetizar los fosfolípidos necesarios para construir sus membranas de células.

Otra acción importante de los microbios del rumen es de hidrogenar los ácidos grasos no saturados. En este proceso, un ácido graso resulta saturado porque un enlace doble se reemplaza por dos átomos de hidrogeno. Por ejemplo, la hidrogenación convierte el ácido oleico en ácido esteárico.

Los ácidos grasos libres en el rumen tienden a atarse a partículas de alimentos y microbios y propiciar más fermentaciones, especialmente de los carbohidratos fibrosos.

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4.4 Metabolismo de energía ¿Cuál es la energía para mover el músculo animal? La sustancia se llama ATP (Trifosfato de Adenosina) y es la encargada de crear la energía, la cual además de ser muy eficiente, después de crear la energía, se convierte en ADP (Difosfato de Adenosina) y produce agua. El ATP producido se utiliza para el crecimiento del ganado, la proliferación celular, la absorción y la concentración intracelular y la contracción muscular, pero la mayor parte de la energía se pierde como energía térmica. Una serie de procesos para consumir la energía por la producción del ATP convirtiendo nutrientes, se llama metabolismo energético. El ATP produce aminoácidos, glucosa y ácido graso a través de una variedad de procesos como se muestra en el gráfico.

Figura 8: Metabolismo energético

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REVISION BIBLIOGRAFICA

1. Anavitarte, F. 1970. Manual de Anatomía Comparada de los Animales Domésticos. Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima Perú. 2. Castejón, F. J. et al. 1979. Fundamentos de Fisiología Animal. Ediciones Universidad Navarra, S.A. Pamplona. 562 pág. 3. D.C Church. W.G.Pond.1990, Fundamentos de Nutrición y Alimentación de Animales. Edición Limusa México, segunda edición. 4. EDE, D. A. 1965. Anatomía de las Aves. Editorial Acribia. Zaragoza. 5. Frandson, R.D.1967. Anatomía y Fisiología de los Animales Domésticos. Primera Edición. Editorial Interamericana, S.A. México, D.F. 428 pág. 6. INTA. 1996. Experiencias entre técnicos y productores, en la Zonas del Pacífico y Norte de Nicaragua. 7. Kaufmann, W.; SAELZER, V. 1976. Fisiología Digestiva Aplicada del Ganado Vacuno. Editorial Acribia. Zaragoza.

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Principales funciones de los nutrientes (proteína, grasa, carbohidratos, vitaminas, macros y micro minerales) Los principales nutrientes que requieren los animales son elementos como proteínas, grasas, carbohidratos, vitaminas y minerales.

Proteína La proteína es un compuesto que contiene nitrógeno, el principal componente del músculo y la sangre, son las sustancias más importantes para el organismo. La proteína de los alimentos se absorbe en forma de péptido amino y se resintetiza a proteína en el cuerpo. Los microorganismos de los animales rumiantes pueden utilizar nitrógeno no proteico (NPN) en el rumen sintetizándose una proteína bacteriana. Las proteínas se degradan en compuestos llamados aminoácidos, estos pueden ser sintetizados en el cuerpo, llamados aminoácidos esenciales y amonificados no esenciales; en cambio los aminoácidos esenciales deben suministrarse a través de los alimentos. Existen alrededor de 10 tipos de aminoácidos esenciales como se muestra en la siguiente tabla.

El rumiante no necesita los aminoácidos esenciales porque los microorganismos del rumen producen la proteína bacteriana.

Carbohidratos Los carbohidratos son sustancias importantes que se consumen como energía, se encuentran en los músculos en forma de glucógeno. Los carbohidratos en las plantas se presentan en forma de monosacáridos, disacáridos, almidones, celulosa y lignina. Las enzimas digestivas en los 28 Ing. LIZARDO HUANACO FLORES

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animales no pueden digerir la celulosa y la lignina, pero en el caso de los herbívoros, como las vacas y caballos; en el tracto digestivo los microorganismos funcionan para la descomposición y digestión de los alimentos. Clasificación de los carbohidratos: •

Monosacáridos o azúcares sencillos (glucosa, fructosa, galactosa y manosa).

•

Oligosacáridos o disacáridos: contienen de dos a ocho unidades de azúcares (sacarosa, lactosa, maltosa, isomaltosa, trehalosa y celobiosa).

•

Polisacáridos: contienen gran cantidad de azúcares sencillos (almidón, glucógeno, celulosa, hemicelulosa, pectinas y lignina).

Grasa La grasa es una sustancia que se disuelve en un diluyente orgánico, pero es insoluble en agua y es el nutriente que tiene 2.25 veces más energía que las proteínas y carbohidratos. Los excesos de carbohidratos se transforman en grasas. La energía no consumida en el cuerpo se almacena en forma de grasa visceral y subcutánea. La grasa juega un papel importante en la absorción de vitaminas solubles en grasa. Mineral Los minerales son elementos excepto el nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y carbono. En el cuerpo existen muchos minerales como Calcio (Ca) y Magnesio (Mg) que son los componentes principales en la formación de los huesos y dientes, así mismo el Potasio (K) y el Sodio (Na) participan en la regulación de la presión osmótica. Además una porción mineral es un constituyente del cuerpo y también es responsable de la regulación del metabolismo y el mantenimiento funcional del mismo. En el cuerpo del animal se encuentra gran cantidad de minerales los cuales se agrupan en macrominerales (por que se requieren en mayor cantidad) y microminerales o minerales traza, estos últimos los que son requeridos en menor cantidad por su efecto tóxico.

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Funciones generales de los minerales dentro del organismo • Conformación de la estructura ósea y dental (calcio, fósforo y magnesio). • Equilibrio ácido-básico y regulación de la presión osmótica y consecuentemente, regulan el intercambio de agua y solutos dentro del cuerpo animal (Na, Cl y K). • Sirven como constituyentes estructurales de tejidos blandos. • Son esenciales para la transmisión de los impulsos nerviosos y para las contracciones musculares. • Sistema enzimático y transporte de sustancias: sirven como constituyentes esenciales de muchas catálisis y como activadores enzimáticos (Zn, Cu, Fe y Se). • Reproducción (P, Zn, Cu, Mn, Co, Se y I). • Sistema inmune (Zn, Cu, Se y Cr). • Factores que afectan el consumo de minerales: • Fertilización del suelo y tipo de forraje consumido. • Estación del año. • Energía y proteína disponible en los alimentos. • Requerimientos individuales. • Contenido de minerales en el agua de bebida. • Palatabilidad de la mezcla mineral. • Disponibilidad de la mezcla mineral. • Formas físicas de los minerales. • Presencia de parásitos, sobre todo hematófagos. Fuentes de minerales

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Carencia de minerales en los animales Las carencias de minerales pueden causar los siguientes trastornos: • Reproductivo: bajo porcentaje de pariciones, mayor número de servicios por concepción, abortos, retenciones placentarias e incremento del intervalo entre partos. • Productivo: baja producción de leche, menor ganancia de peso, menor peso al nacimiento, menor peso al destete, menor porcentaje de destete. • Sanitarios: mortalidad, incidencia de enfermedades. • Conducta: nerviosismo, lamido de paredes y estructuras metálicas. • Consumo: disminución del consumo del alimento o apetito depravado (consumo de tierra, hueso, piedras, madera). • Otros: fracturas, diarrea, deformación de huesos. Vitamina Las vitaminas son sustancias importantes que tienen participación en el metabolismo del organismo, son un componente de coenzimas y enzimas que no pueden ser sintetizadas por el propio organismo, exceptuando las vitaminas del complejo B, que sí son sintetizadas por los microorganismos del rumen. Las vitaminas según su grado de solubilidad se clasifican en: vitaminas hidrosolubles (complejo B y vitamina C) y liposolubles (vitamina A, D, E, K). Las liposolubles tienen la particularidad de absorberse en conjunto con las grasas y las vitaminas hidrosolubles se disuelven en agua y suelen liberarse fácilmente con la orina, es por eso que siempre deben suministrarse. Principales funciones de las vitaminas

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Fibra Es la parte no digerible de los alimentos que resiste la digestión y absorción en el intestino delgado y que experimenta una fermentación parcial o total en el intestino grueso. Está constituida por: celulosa, hemicelulosa y lignina. Desde el punto de vista nutricional y en sentido estricto, la fibra alimentaria no es un nutriente, ya que no participa directamente en procesos metabólicos básicos del organismo, además estimula la peristalisis intestinal. Según la composición se puede clasificar la fibra en: fibra verdadera, fibra dietética total y fibra bruta o cruda.

Balance de raciones 1. Conceptos básicos 1.1. Ración Es la cantidad de alimento que se le suministra a un animal ya sea de una sola vez o durante las 24 horas. Para elaborar una ración se debe prestar atención a: el equipo disponible, la tecnología existente, forma de presentación del producto, y los cambios de precios de la materia prima, en otros aspectos de importancia. Las raciones deben estar bien balanceadas para llenar los requerimientos de las diversas especies y categorías existentes en una finca o unidad de producción.

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Es importante insistir que una adecuada alimentación no tiene el efecto esperado sobre animales de mala o media calidad genética. Los alimentos de alta calidad sólo rinden efectos positivos cuando son suministrados a animales que tienen el poder genético de transformar este alimento en carne, leche, huevos o crías.

1.2. Dieta Es la cantidad necesaria de nutrientes que requiere un animal para cumplir con sus funciones vitales (dieta protéica, dieta energética).

1.3. Requerimiento nutricional Se puede entender como la cantidad de alimento necesario para que los animales alcancen un estado de desarrollo fisiológico equilibrado que permita su crecimiento y desarrollo, a la vez que expresen su potencial productivo. Las necesidades nutricionales de cada especie se llenan suministrando una ración adecuada que contenga proteínas, carbohidratos, grasas, vitaminas y minerales siempre que el animal tenga una buena función digestiva y el apetito adecuado. No llenar los requerimientos provoca que se presenten problemas nutricionales, que traen como consecuencia desequilibrios orgánicos e impiden que el animal tenga un buen desempeño productivo. 1.4. Balance Un balance permite conocer el valor nutricional de los componentes existentes en la finca, determinar los requerimientos nutritivos de cada especie animal y examinar si se llenan dichos requerimientos con el contenido de cada uno de los alimentos que utilizaremos para la elaboración de raciones alimenticias. Una vez que se dispone de la información sobre contenido nutricional de los alimentos, así como de los requerimientos alimenticios de las diferentes especies que existen en el hato, se pueden preparar dietas que podrán satisfacer las necesidades de mantenimiento y producción dichos animales y sus diferentes categorías.

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2. Requerimientos nutricionales por especie y categoría En otras palabras, cuando el ganado está desarrollándose requiere de proteínas y calcio para fortalecer los huesos y músculos, o bien durante la producción de leche necesitan nutrientes para compensar los componentes de la leche, las cuales varían dependiendo del estado fisiológico de cada ganado. La tabla que demuestra la cantidad y los componentes es la tabla de requerimiento nutricional (ver anexo 1). Los requerimientos nutricionales se calculan de la siguiente manera: Requerimientos nutricionales = Requerimiento para la manutención + Requerimiento para la Producción

Donde: Requerimiento para la producción = Producción de leche + feto + aumento de peso • El requerimiento para la manutención cambia por peso. • Los nutrientes para la producción de leche cambian por el porcentaje de grasa. • El requerimiento para el feto se calcula solo durante 2 meses antes del parto. • El requerimiento para el aumento de peso cambia por día (variaciones en el peso). Método de cálculo de requerimientos nutricionales por el estado fisiológico del ganado.

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3. Composición de los alimentos (FEDNA) 3.1. Valores nutricionales de los ingredientes Es necesario conocer el valor nutricional o contenido de nutrientes en cada uno de los alimentos que utilizaremos para la elaboración de las dietas, para determinar qué especie animal podemos alimentar con los excedentes de la producción (Ver anexo 2 y 3).

3.2. Aspectos de importancia del valor nutricional de los ingredientes que deben ser considerados al elaborar las dietas Al acondicionar los ingredientes; si son granos como el maíz o sorgo, se deben moler a un tamaño de partícula que facilite su consumo y su mezcla con los demás ingredientes.

Para la utilización de la soya en las dietas, se debe tostar y ser molida a un tamaño de partícula adecuado, para que pueda ser asimilada más eficientemente por los monogástricos (aves, cerdos, conejos y cuyes). Para la alimentación de rumiantes no es necesario tostar la soya. 4. Método para balancear raciones para ganado mayor y menor (Método para calcular el balance de la alimentación)

Una dieta o ración está balanceada cuando contiene los requerimientos en las cantidades y proporciones adecuadas. Balancear una ración es combinar dos o 35 Ing. LIZARDO HUANACO FLORES

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más ingredientes en las proporciones y cantidades indicadas para conseguir la alimentación equilibrada de las diferentes especies y categorías existentes. Se debe disponer de información sobre contenido nutricional de los alimentos, así como de los requerimientos alimenticios de las especies, para preparar dietas que puedan satisfacer las necesidades de los animales.

4.1. Cálculos de necesidades nutritivas El balanceo de raciones se hace a través de cálculos y procedimientos matemáticos aplicados para conseguir el equilibrio entre los requerimientos nutritivos de los animales y los aportes de nutrientes de los alimentos que la conforman. Antes de balancear una ración, se debe considerar: (1) La cantidad de alimento disponible. (2) La composición de los alimentos (3) Los requerimientos de los animales para los cuales se formula la ración. (4) El método por el cual se va a ofrecer la ración. 4.2. Método de tanteo Ejemplo 1: Una vaca de 400 kg de peso vivo produce 6 litros de leche (grasa 3.5%) y la ración que está consumiendo es: 25 kg de caña de azúcar y 2 kg de frijol terciopelo.

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Paso 1: Requerimientos nutricionales para mantenimiento de la vaca lechera (ver anexo 1, tabla 1)

Paso 2: Requerimiento de 6 litros de leche cuando la grasa está en 3.5% (ver anexo 1, tabla 2)

Paso 3: Valor nutritivo de los alimentos para 1 kg de alimento (ver anexo 2, tabla 2)

Paso 4: Cálculo de cuando el ganado come 2 kg de frijol terciopelo y 25 kg de caña de azúcar

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Tasa de suficiencia: La tasa de suficiencia (100% es el balance, mayor de 100 es excedente, menor de 100 es faltante. Cuando la diferencia del faltante o el excedente, en cuanto al balance es mayor, indica que el grado es más grande).

Conclusiones: 1. Aunque la cantidad de MS satisface la demanda, si es menos del 2% del peso corporal (350 kg), es posible seguirlo alimentando. 2. La tasa de suficiencia de EM es de 65%, esto significa que falta un poco. 3. PB sólo ha dado el 51% de la demanda, es muy insuficiente. Como resultado, muy difícilmente mantendrá la producción de leche. 4. La solución sería suministrarle un alimento con más valor proteico en la ración para llenar los requerimientos de proteína. 5. Para alcanzar los niveles de proteína y energía metabolizable en la ración se debe modificar los niveles de inclusión en los ingredientes utilizados. Ejemplo 2: Balancear una ración utilizando el método de tanteo para una vaca que pesa 350 kg y produce 8 lts de leche con 3.5% de grasa y la ración que se le suministra es la siguiente:

Paso 1: Requerimientos nutricionales para mantenimiento de la vaca lechera (ver anexo 1, tabla 1)

Paso 2: Requerimiento de 6 litros de leche cuando la grasa está en 3.5% (ver anexo 1, tabla 2)

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Paso 3: Valor nutritivo de los alimentos para 1 kg de alimento (ver anexo 2, tabla 2)

Paso 4: Cálculo de cuando el ganado come 10 kg de maíz verde en flor, 1 kg de melaza, 1 kg de maíz en grano y 0.5 kg de soya en grano

Tasa de suficiencia: La tasa de suficiencia (100% es el balance, mayor de 100 es excedente, menor de 100 es faltante. Cuando la diferencia del faltante o el excedente, en cuanto al balance es mayor, indica que el grado es más grande).

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Conclusiones: 1. Aunque la cantidad de MS satisface la demanda, si es menos del 2% del peso corporal (350 kg), es posible seguirlo alimentando. 2. La tasa de suficiencia de EM es de 65%, esto significa que falta un poco. 3. PB sólo ha dado el 51% de la demanda, es muy insuficiente. Como resultado, muy difícilmente mantendrá la producción de leche. 4. La solución sería suministrarle un alimento con más valor proteico en la ración para llenar los requerimientos de proteína. 5. Para alcanzar los niveles de proteína y energía metabolizable en la ración se debe modificar los niveles de inclusión en los ingredientes utilizados. 4.3. Cuadrado de Pearson Permite mezclar dos alimentos que tienen concentraciones nutricionales diferentes para obtener como resultado una mezcla que tiene la concentración deseada (proteína, energía). Un ejemplo simple es aquel donde se balancea un nutriente, proteína o energía generalmente, considerando dos ingredientes en el proceso. La funcionalidad de este método está sujeto a: ● El contenido nutricional de un alimento deberá ser mayor (Soya = 44% PC) al requerido (16%), y Otro menor (Maíz = 7% PC). ● Las restas se realizan en forma cruzada y los resultados se expresan en valores absolutos no importa si los resultados son negativos, siempre se van aceptar como positivos. Pasos a seguir: 1. Colocar el porcentaje de proteína deseado en el centro del cuadrado (ejemplo 16 %).

2. Coloque el porcentaje de proteína de los alimentos disponibles en las esquinas izquierda del cuadrado ejemplo maíz 7% de proteína y la soya 44%. En este caso, es necesario combinar dos materiales donde uno

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tenga más porcentaje de lo deseado y el otro menos porcentaje de lo deseado.

3. Restar en diagonal el porcentaje de proteína de cada alimento menos el porcentaje requerido. Los resultados se ubican en las esquinas de la derecha ejemplo 44% - 16% = 28 y 7% - 16%= 9. A los números de las esquinas de la derecha se les llama partes, es decir, 28 partes de maíz y 9 de soya.

4. Las partes totales se determinan al sumar (28 + 9 = 37) Las partes individuales se cambiaron a porcentajes al dividirlas entre las partes totales (28 x 100/37 = 75.68% de maíz y 9 x 100/37 = 24.32 % de soya.

5. Comprobar el resultado del cálculo. Calcular la concentración de proteína de la mezcla de 75.68 kg de Maíz y 24.32 kg de soya (100kg total). Se obtuvo un porcentaje de proteína deseada del 16%.

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4.4. Doble cuadrado de Pearson Balancear una ración que contenga 13% de PB y 2.9 Mcal de EM con los siguientes ingredientes: Aditivos: 0.75% Pecutrin y 0.60 % sal común Ojo: Para la ración se agrega 0.75% de Pecutrin y 0.60% de sal (Total 1.35%) por lo tanto debe calcular PB y EM con los demás ingredientes.

1. MEZCLA I: Para añadir aditivos, se calcula mediante el aumento de la concentración de nutrientes en el resto del material.

2. Mezcla II De la misma forma que en la Mezcla I se calcula, mediante el aumento de la concentración de nutrientes en el resto del material.

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3. Mezcla III Para añadir aditivos se calcula mediante el aumento de la concentración de nutrientes en el resto del material.

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4. Reporte Final

• En relación con el redondeo del punto decimal, se ha convertido en mayor cantidad total de 0.01%. • Comprobamos que se pueden mezclar ingredientes nutricionales como objetivo de este cálculo. • Verifiquemos el resultado del cálculo.

REVISION BIBLIOGRAFICA 1. Ayanz. San Miguel A. 2006, Fundamentos de la alimentación y nutrición del ganado. 2. Cramptom E. Nutrición animal aplicada. El uso de los alimentos en la formulación de raciones para el ganado. Mc Donald. College Mc Gill University, Quebec. Canadá 415. pag. 3. D.C Church. W.G.Pond.1990, Fundamentos de Nutrición y Alimentación de Animales. Edición Limusa México, segunda edición. 4. EARTH. 1999. Suplemento alimenticio para el ganado y otros rumiantes. Bloque Multinutricional folleto de colección. 5. Pérez, O. Cartilla. Sistema de agricultura Ganadería, desarrollo rural, pesca y alimentación. Sistemas de Producción Porcina Nº 11. México 6. Ramírez. A.; Sagastumen . R. 2003.Manual para el estudiante “Nutrición Animal”.2003. SETAC.DGFP.INATEC. Managua – Nicaragua. 34 pág.

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ANEXOS

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