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Zootecnia Tropical, 11(1):3-12. 1993

DIGESTIBILIDAD IN VITRO DE LA CELULOSA UTILIZANDO
DIFERENTES FUENTES DE FÓSFORO

M. Martínez de Acurero1, E. Capó1, C. F. Chicco2, S. Godoy de León1, G. Acurero1 y H. Quintana2

1FONAIAP -CENIAP. Instituto de Investigaciones Zootécnicas. Maracay, Venezuela. 
2UCV -Facultad de Ciencias Veterinarias. Maracay, Venezuela.


INTRODUCCIÓN 

Los fosfatos inorgánicos en agricultura son utilizados fundamentalmente para la fabricación de fertilizantes y la elaboración de alimentos concentrados y de suplementos minerales. En 1991 la industria de alimentos para animales de Venezuela utilizó 32390,80 t de fosfatos. La importación durante 1991 se ubicó en 23677,70 t, lo que representó e173, 10% del total, siendo la diferencia aportada por fosfatos de yacimiento de las minas de Riecito y Monte Fresco (4). Se calcula que las necesidades deseables de fosfatos para el país son superiores a las 120000 t/año cuando se incluyen las necesidades de suplementación de los bovinos a pastoreo, lo cual indica que Venezuela tiene un alto déficit de fósforo para la producción agrícola vegetal y animal. Para la última en particular, las marcadas deficiencias de fósforo en la mayoría de los Pastizales del país, impone la necesidad de altas dosis de fertilización fosfórica o el uso de suplementos con niveles adecuados de este elemento. 

El costo de divisas foráneas y la escasez de los fosfatos en el mercado internacional, indican la conveniencia de evaluar fuentes de fósforo no tradicionales para la alimentación animal, utilizando métodos biológicos rápidos y de bajo costo. Por lo tanto, el presente trabajo tiene como objetivo la evaluación de diferentes fosfatos, unos tradicionalmente utilizados en la industria de alimentos (fosfatos dicálcico y defluorinado), otros aplicados como fertilizantes (fosfatos diamónico y superfosfato triple) y dos muestras de roca fosfórica de las minas de Riecito de Venezuela, una natural y otra procesada para consumo animal, a través del uso de un sistema de fermentación in vitro con microorganismos celulolíticos empobrecidos de fósforo.

MATERIALES Y MÉTODOS 

El contenido de fósforo, calcio y fluor de los fosfatos en estudio, se presenta en el Cuadro 1. La técnica de evaluación empleada consistió en medir la digestibilidad de la celulosa in vitro, utilizando tubos de vidrio a los cuales se les adicionó cantidades medidas de los fosfatos al inicio de la prueba de fermentación de 24 horas, empleando como fuente de inóculo microorganismos ruminales previamente empobrecidos de fósforo. El licor ruminal se obtuvo de un bovino provisto de fístula ruminal, alimentado con pasto (Pennisetum purpureum) y 3 kg de granos fermentados de cervecería (Figura 1). Por medio de un método de centrifugación fraccionada fueron separados los diferentes componentes del licor ruminal, de tal forma que el sedimento obtenido a 17000 x G contenía los microorganismos prácticamente libres de residuos alimenticios. El sedimento fue suspendido en 500 mi de medio nutritivo deficiente en fósforo (5), conteniendo además 3,5 g de celulosa de madera (Solkafloc-BW-40). 

Las primeras 24 horas de fermentación se llevaron a cabo en un frasco de un litro, en baño de maría a 39°C, manteniéndose la anaerobiosis mediante burbujeo de CO2. A las 24 horas, el contenido del frasco de fermentación, diluido 1 :1 con agua destilada a 39°C y saturada con CO2, se utilizó para inocular (25 ml) tubos de fermentación que contenían 10 mI de medio nutritivo sin fósforo y 0,5 g de Solkafloc como sustrato. Los diferentes fosfatos se incorporaron a los tubos de fermentación en solución o suspensión acuosa (500µ g de fósforo/ml) para alcanzar un volumen total de 50 ml/tubo. El sistema se mantuvo a 39°C en baño de maría con burbujeo de CO2 y ajuste del pH a 6,9 con soluciones de NaHCO2 al 20%. Luego de 24 horas de fermentación, se determinó la celulosa residual (6), haciéndose ajustes de la celulosa inicial mediante el uso de los blancos correspondientes. Los fosfatos fueron evaluados a nivel de 1500 y 3000µg de fósforo por tubo defermentación, con testigos sin adición del elemento, replicándose los tratamientos dos veces. Los resultados fueron procesados por análisis factorial y de regresión, comparándose los promedios por ortogonalidad y por el método de amplitudes múltiples de Duncan (12). 

Cuadro 1. Contenido de fósforo, calcio y fluor de diferentes fosfatos1

RESULTADOS Y DISCUSIÓN 

En el Gráfico 1 se presenta la disponibilidad de las diferentes fuentes de fósforo, medida por la respuesta celulolítica in vitro de

Figura 1. Centrifugación fraccionada del licor ruminal para separación de microorganismos.

Figura 1. Centrifugación fraccionada del licor ruminal para separación de microorganismos.

 

Figura 2. Digestibilidad in vitro de la celulosa con diferentes tipos y niveles de fosfato.

Figura 2. Digestibilidad in vitro de la celulosa con diferentes tipos y niveles de fosfato.

los microorganismos del rumen. La adición de 1500 y 3000µ g de fósforo por tubo, determinó un marcado incremento de la digestión de la celulosa con los fosfatos de alta disponibilidad para los microorganismos celulolíticos, siendo el efecto lineal (P < 0,05) para los fosfatos de fluorinado, dicálcico, superfosfato triple y ortofosfato de calcio, y cuadrático para el fosfato diamónico (P < 0,05). 

Tal como lo señalan otros investigadores (3, 718) y en consideración a que cada tubo contenía 50 ml de medio defermentación, los resultados indican que los requerimientos de fósforo para los microorganismos celulolíticos se ubican a niveles de 60µ g o más por mililitro de medio de fermentación. La reducida degradación microbiana de la celulosa, con los fosfatos de las minas de Riecito, indican que el fósforo de estas fuentes fue aprovechable por los microorganismos del rumen. Con el fin de comparar entre si los diferentes fosfatos a través de la degradación microbiana de la celulosa in vitro, el Cuadro 2 presenta los valores de los efectos principales de las comparaciones ortogonales y las constantes de degradación de la celulosa calculada por regresión. 

Ambos grupos de datos presentan tendencias similares, siendo el ortofosfato de calcio, el superfosfato triple y el fosfato diamónico, las formas más utilizables por los microorganismos, seguidos por los fosfatos dicálcico y defluorinado y, finalmente las rocas de Riecito que no fueron utilizables. La mayoría de los informes (1,9, 10,13) concuerdan en señalar que los fosfatos dicálcico y defluorinado, son adecuadas fuentes de fósforo para los rumiantes, aun cuando O'Donovan (11) indica ventajas del dicálcico sobre el defluorinado, basado en determinaciones de digestibilidad y valores hemáticos. En términos de absorción aparente y digestibilidad de la celulosa en sistemas de fermentación in vitro, Chicco et al (7) señalan un alto grado de utilización del fósforo del ortofosfato de calcio. Las rocas fosfáticas naturales y los fertilizantes fosfóricos, pueden ser utilizados en mezclas minerales cuando hay escasez de otras fuentes de fósforo, teniendo particular cuidado con el contenido de fluor que es generalmente elevado. Recientemente, Ammerman et al (2) indican que el fluor del fosfato diamónico y del superfosfato triple, es altamente soluble y los niveles de tolerancia para bovinos deben considerarse similares a los señalados para el fluoruro de sodio (4050 ppm). Para la roca fosfática, de mucho menor solubilidad (fluoropatita), los niveles máximos de ingestión de fluor se ubican entre 60 y 100 ppm (14).

Cuadro 2. Comparación por ortogonales y por tasas de degradación de diferentes fosfatos, mediante digestibilidad microbiana de la celulosa in vitro. 

Fuentes Promedios de digestibilidad de la celulosa2 (%) Tasa de degradación
(%/ g P/ml)
Fosfato defluorinado 37,98a 0,669a
Fosfato dicálcico 41,88ab 0,664ab
Superfosfato triple 52,57c 0,868ce
Fosfato diamónico 55,14c 0,775cb
Fosforita RC 14,71d 0,070d
Fosforita VC 10,64d 0,020d
Ortofosfato de calcio 53,78c 0,943e
1= Promedios con diferentes letras son significativamente diferentes (P<0,05).
2= Efectos principales de digestibilidad de celulosa independientemente del nivel de fósforo.
3= Tasa de degradación calculada por regresión.

CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos revelan un marcado incremento de la digestión de la celulosa cuando se utilizaron los fosfato defluorianado y dicálcico, el superfosfato triple, el ortofosfato de las minas de Riecito obtuvo una baja digestión microbiana de la celulosa, a pesar de lo cual puede ser una fuente relativamente adecuada de fósforo para los animales.

Finalmente, debe señalarse que si bien la técnica de fermentación in vitro no determina la total disponibilidad del fósforo en diferentes fuentes para rumiantes, proporciona una estimación suficientemente aproximada del valor biológico de las mismas.

RESUMEN 

Con el fin de medir la disponibilidad de fósforo en la actividad celulolítica ruminal, se utilizó un sistema in vitro, con cantidades medidas de diferentes fuentes de fósforo, empleándose como inóculo microorganismos ruminales previamente empobrecidos de fósforo. la separación de los microorganismos se hizo por centrifugación fraccionada, utilizándose el sedimento final obtenido a 17000 x G. El empobrecimiento de fósforo se logró por fermentación durante 24 horas en un medio nutritivo sin el elemento, utilizándose como substrato celulosa pura (Solka-floc).los niveles de fósforo fueron de 0; 1500 y 3000 µg/tubo defermentación. la digestión promedio (%) y la tasa de degradación de la celulosa (%/µg/P/ml de medio) fueron: fosfato defluorinado: 37,98 y 0,669; fosfato dicálcico: 41 ,88 y 0,644 ; superfosfato triple: 52,57 y 0,868 ; fosfato diamónico: 55,14 y 0,775 ; fosforita RC: 14,71 y 0,070 ; fosforita CV: 10,64 y 0,020 y ortofosfato de calcio: 53, 78 y 0,943. 

SUMMARY 

In order to determine phosphorus availability in the rumen cellulose activity, it was used an in vitro system with measured quantities of different sources of phosphorus, taking as inoculum rumen microorganisms previously impoverished of this element. Microorganisms separation was made by fractional centrifugation using the final sediment obtained at 17000 x G. Impoverish phosphorus wasgot by means offermentation during 24 hours in a nutritious medium without phosphorus where the substrate was pure cellulose (solka-floke). Phosphorus levels were 0; 1500 and 3000 µg per fermentation tube. Average digestion (%), and cellulose degradation rate (% of µg of P/ml of medium) were: defluorinated phosphate 37.98 and 0.669; dicalcium phosphate 41.88 and 0.644; triple superphosphate 52.57 and 0.868; diamonium phosphate 55.14 and 0.775; fosforita RC 14.71 and 0.070; fosforita VC 10.64 and 0.020; and calcium orthophosphate 53.78 and 0.943.

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