Tema . Introduccion e importancia de la Alimentaciòn Animal

Tema 1. La alimentación animal 1.- La alimentación de los animales y la actividad del profesional del área agropecuaria. El objetivo de la alimentación de los animales es determinar la combinación óptima de los ingredientes disponibles para formar raciones que cumplan determinadas condiciones; condiciones que suelen ser  difere diferente ntess depen dependie diendo ndo del animal animal de que se trate. trate. Así, en el caso caso de animal animales es de produc producció ción n es fundamental que la ración proporcione al animal todos los nutrientes que necesita para conseguir un máximo rendimiento productivo en cuanto a cantidad y calidad de los productos, su costo sea el más bajo   posib posible le y preven prevenga ga la aparic aparición ión de trasto trastorno rnoss digest digestivo ivoss o metabó metabólic licos. os. En el caso caso de animal animales es de compañía no suele ser especialmente importante el costo de la alimentación, por lo que el objetivo básico de la ración es la prevención (y a veces el tratamiento) de trastornos para conseguir la mayor longevidad y  bienestar del animal. En todo caso, un aspecto cada vez más importante a considerar en la formulación de raciones es el impacto medioambiental de las fecas y la orina (en particular la excreción de nitrógeno y fósforo).

 El objetivo de la alimentación animal es la combinación óptima de ingredientes para obtener  una ración equilibrada en nutrientes

 Pequeña fábrica de alimento concentrado en una explotación animal 

 Ración completa para rumiantes con mezcla de forrajes y concentrados

La importancia que tiene poseer unos conocimientos adecuados sobre alimentación animal es diferente según la actividad a que se dedique principalmente el profesional. En el caso del agrónomo, zootecnista o veterinario que trabaja en producción animal, la importancia de la alimentación animal es manifiesta, ya que uno de los aspectos más importante que determina la rentabilidad de las explotaciones ganaderas es la eficie eficienci nciaa en el uso uso de los alimento alimentoss (la alimenta alimentació ción n supone supone el 50-75 50-75% % de los gastos gastos de estas estas explotaciones); no es por ello de extrañar que el desarrollo de la alimentación animal ha estado vinculado tradicionalmente a la alimentación de animales de producción, siendo el desarrollo de la alimentación de mascotas (perros, gatos, exóticos) relativamente reciente. Los principales costos de las explotaciones ganaderas son los derivados de la alimentación

Gastos en alimentación como porce rcentaje aje aproximado del total de gastos de la explotación

Pisciculturas Vacuno de leche Vacuno de carne Conejo de carne Huevos Carne de pollo Carne de cerdo

35% 50% 55% 60% 60% 70% 75%

En el ámbito de la salud animal, la importancia de la alimentación animal es relativamente menor que en el caso caso de la produ producci cción ón animal animal;; no obstan obstante, te, son frecue frecuent ntes es los los trasto trastorno rnoss clínic clínicos os deriva derivado doss de

desbalances alimenticios (cálculos urinarios de gatos, enterotoxemias de conejos, hipocalcemia postparto de vacas, etc), por lo que el conocimiento de las causas nutricionales de estos trastornos es fundamental  para su prevención y tratamiento. Una alimentación incorrecta es causa de trastornos que inciden en el bienestar, la salud y la productividad de los animales Finalmente, la inspección de alimentos pecuarios puede encontrar utilidad al conocimiento de la influencia de la alimentación en la calidad de los productos pecuarios. La alimentación determina en  buena medida la calidad de los alimentos de origen animal.

2.- El desarrollo histórico de la alimentación animal. A pesar de que la alimentación de los animales es una práctica tan antigua como la domesticación, su desarrollo como ciencia es relativamente reciente. Hasta finales del siglo XIX la ganadería era una   producción prácticamente de autoconsumo o muy dependiente de los pequeños mercados locales, actividad complementaria de la agricultura y muy poco intensificada, estando la alimentación del ganado  basada en pastos naturales y residuos de la cosecha, de la cocina y de la huerta. Hasta principios de el siglo XX se tenían sólo vaguísimas ideas sobre el contenido en nutrientes de los alimentos y la utilización digestiva y metabólica de estos nutrientes; el desarrollo del conocimiento de estos dos aspectos ha permitido llegar a la situación actual de aplicación generalizada de programas informáticos para la formulación de raciones. a) El contenido en nutrientes de los alimentos.

Hasta principios del siglo XVII prevaleció la idea de los filósofos griegos de que los alimentos contienen una única sustancia, aunque en diferentes formas, que es extraída y utilizada por el organismo animal, siendo el resto expulsado en las fecas y orina. Los inicios de la nutrición están ligados al desarrollo de la Química. Los primeros nutrientes en ser  individualizados fueron los minerales, durante los siglos XVII y XVIII; durante el siglo XIX se descubrieron e individualizaron la mayoría de los aminoácidos, y finalmente, durante el primer tercio del siglo XX se descubrieron la mayoría de las vitaminas. Cabe señalar que desde mediados del siglo XX no se han descubierto nuevos nutrientes. A mediados del siglo XIX Liebig sistematizó la alimentación desde el punto de vista de los constituyentes químicos de los alimentos: diferenció entre elementos plásticos (proteínas) y respiratorios (grasas y carbohidratos). Un paso decisivo en la caracterización de los alimentos fue la estandarización de un método de análisis, también a mediados del siglo XIX, por Henneberg y Stohmann (Estación experimental Weende, Alemania), que, con algunas modificaciones, aún se aplica rutinariamente hoy en día, estudiando el contenido de los alimentos en agua, minerales, grasas, proteínas, carbohidratos digestibles y fibras.

 El contenido en nutrientes de los alimentos se estima mediante análisis químicos

Equipos de un laboratorio de análisis de alimentos La investigación actual pretende relacionar el contenido en nutrientes de los alimentos con su aprovechamiento digestivo y metabólico. Para ello se están perfeccionando los métodos analíticos, en  particular los métodos de análisis de carbohidratos (fraccionamiento de Van Soest, paredes celulares de Carré, polisacáridos no amiláceos, etc) y los métodos para la determinación de factores antinutritivos. Paralelamente, se están estudiando nuevas metodologías fisico-químicas que permitan un ahorro de tiempo y dinero en el análisis de los alimentos (por ejemplo, la técnica NIR, Near Infrared Reflectancy). b) La utilización digestiva y metabólica de los nutrientes.

Como ya se ha señalado, hasta el siglo XVIII los filósofos y naturalistas no tuvieron una noción clara de los fenómenos de la nutrición, a excepción de la indispensabilidad de los alimentos. En el siglo XVIII ya se realizaron los primeros experimentos encaminados a desentrañar la naturaleza de los procesos digestivos. Por otra parte, en ese siglo se descubrieron el CO2, el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno, y se comenzaron a estudiar los principios generales de las transformaciones químicas y metabólicas en el organismo. El conocimiento de los mecanismos de la digestión y absorción y de la función de los nutrientes en el metabolismo animal se definió en su mayor parte a finales del siglo XIX y principios del XX debido al avance de ciencias básicas como la Bioquímica o la Fisiología. A finales del siglo XVIII, Lavoisier y Laplace utilizaron cámaras calorimétricas para estudiar la respiración animal y demostrar la combustión orgánica ("la vida es una función química"), siendo los  pioneros en el estudio del metabolismo energético animal. A principios del siglo XX se desarrollaron las cámaras respirométricas (Atwaker y Armsby en USA y Kellner en Alemania) y se comenzaron a elaborar  las primeras tablas con información del contenido energético de los alimentos. Respecto al metabolismo proteico, ya a finales del siglo XVIII Bertholet descubrió que los tejidos animales contienen nitrógeno, y se descubrió que la orina contenía urea. A principios del siglo XIX Magendie demostró que el nitrógeno de los tejidos procedía de los alimentos, esto es, no era sintetizado   por el organismo animal ni procedía del nitrógeno atmosférico. Además, Magendie señaló la indispensabilidad de las proteínas al observar trastornos en animales alimentados con raciones carentes en  proteínas; también inició estudios sobre la calidad de las diferentes proteínas, demostrando que no todas las proteínas eran iguales y comenzando el estudio de los aminoácidos; a finales del siglo XIX ya se conocían la mayoría de los aminoácidos. Osborne y Mendel a principios del siglo XX descubrieron la existencia de aminoácidos esenciales y el interés de la complementación proteica. La química de los lípidos se desarrolló a lo largo del siglo XIX, y a principios del siglo XX se demostró que el ácido linoleico era un ácido graso esencial. Las necesidades de vitaminas y minerales se comenzaron a estudiar durante el primer tercio del siglo XX. Finalmente, respecto al metabolismo ruminal cabe decir que aún hoy en día persisten muchas lagunas de conocimiento. Ya a mediados del siglo XIX se comenzaron a utilizar fístulas ruminales, y se descubrió la

 presencia en el rumen de metano y de los ácidos carbónico, butírico y acético. A finales del siglo XIX Zuntz explicó que las bacterias ruminales utilizan la fibra de los alimentos; también por esta época se descubrió que las bacterias ruminales podían utilizar el nitrógeno no proteico. A principios del siglo XX se demostró que la flora ruminal puede producir vitaminas, y a mediados de el siglo XX se comprobó que la flora ruminal también puede producir aminoácidos esenciales. La investigación actual respecto a la utilización digestiva y metabólica de los nutrientes está centrada en el desarrollo de métodos in vitro, rápidos y baratos, que simulen la utilización de los nutrientes, el mejor  conocimiento de las funciones de los nutrientes, y la modelización matemática de la ingestión, la digestión y el metabolismo.

 La utilización digestiva de los alimentos se estima mediante pruebas in vitro en el laboratorio o se determina in vivo con animales,

Estimación de la digestibilidad in vitro

Cabra con cánula ruminal  

c) La formulación de raciones.

Durante los últimos dos siglos se han realizado notables esfuerzos para idear sistemas que permitan al ganadero formular las raciones que suministren a su ganado los nutrientes que requieren. A principios del siglo XIX, los alemanes Thaer y Einhoff se propusieron la tarea de establecer una tabla que indicase el valor nutritivo de diferentes alimentos referidos a una unidad común, publicando el primer  método de valoración de alimentos y siendo los pioneros en la idea de la sustitución cualitativa de alimentos; tomaron el heno de pradera como el alimento estándar y definieron los alimentos según su "valor heno". Avanzando un paso más, Henneberg y Stohmann, además de desarrollar el análisis de alimentos, desarrollaron la idea de que el valor nutritivo de los alimentos no viene determinado por su composición química, sino por los nutrientes que se digieren y absorben, introducciendo el concepto de digestibilidad. En esta dirección, Wolff presentó a finales del siglo XIX las primeras tablas con el contenido en nutrientes digestibles de los alimentos; este sistema sirvió de base al primer tratado de nutrición animal publicado en 1880 por Armsby ("Manual of cattle feeding"). Posteriormente el sistema fue perfeccionado por Lehmann e incorporado por Henry en 1898 en su libro "Feeds and feeding", que contenía las primeras tablas de composición de alimentos y de necesidades nutritivas de los animales. Por otra parte, Rubner y Atwater  (1890) propusieron el valor energético de 18.4 kJ por gramo de carbohidrato o proteína digestible, y 38.9 kJ por gramo de grasa digestible, que son la base del sistema americano "Nutrientes digestibles totales"

(TDN) que Henry y Morrison incorporaron en la edición de 1915 del libro "Feeds and feeding". A mediados de el siglo XX, Scheneider recopiló en su libro "Feeds of the world" numerosos datos sobre nutrientes digestibles de los alimentos para las diferentes especies animales. Kellner, a principios del siglo XX y utilizando cámaras respiratorias, introdujo el concepto de "unidad almidón", sentando las bases de las técnicas modernas de Nutrición Animal, basadas en la energía neta. Blaxter, a mediados de el siglo XX, observó que el contenido en energía neta de un alimento no es un valor constante, sino que depende de su destino metabólico, sentando las bases de los sistemas de alimentación que se desarrollaron a partir de los años 60. El primero de los sistemas modernos para la formulación de raciones fue publicado en 1945 por el  National Research Council (NRC) americano, bajo la coordinación del Prof. Maynard. Posteriormente se  publicaron los sistemas del Agricultural and Food Research Council ( AFRC) inglés a principios de los años 60, y del Intitut National de la Recherche Agronomique ( INRA) francés a principios de los años 80. El último sistema publicado (en 1992), y que pretende integrar los conocimientos acumulados durante los últimos 50 años en cuanto a valoración química de alimentos y utilización digestiva y metabólica de nutrientes, es el sistema de la Universidad de Cornell, inicialmente desarrollado para vacuno de leche. Estos sistemas se actualizan y perfeccionan periódicamente. Las raciones de los animales se calculan combinando alimentos para conseguir un determinado aporte de nutrientes y la información necesaria está recopilada en las tablas de composición de alimentos y las tablas de necesidades de nutrientes o de requerimientos nutricionales de los animales. La investigación actual en cuanto a sistemas para la formulación de raciones, además de estudiar el efecto de nuevos aditivos, se centra en el efecto a nivel digestivo y metabólico de las combinaciones de nutrientes. Es posible concluir que, a pesar de las limitaciones, actualmente se posee un conocimiento considerable de los alimentos y de su aprovechamiento por el organismo, esto es, sobre como alimentar a los animales utilizando los recursos disponibles. De hecho, las necesidades de alimento por animal han disminuido prácticamente a la mitad en los últimos 75 años, y se prevé que continuarán disminuyendo durante los próximos años; los principales factores que han contribuido a mejorar la eficiencia productiva de los animales han sido: - un mejor conocimiento de las necesidades de nutrientes de los animales - utilización de nutrientes simples (aminoácidos, vitaminas, etc) - utilización de aditivos (antibióticos, acidificantes, enzimas, etc) - selección de animales genéticamente más productivos - mejores condiciones ambientales, de manejo y sanitarias.

3.- Las fuentes de información en alimentación animal. El adecuado conocimiento y manejo de las fuentes de información es fundamental para la labor de cualquier profesional que pretenda progresar en su formación. En toda ciencia experimental las fuentes de conocimiento son muy variadas, e incluyen las directas, las bibliográficas y las derivadas de las nuevas tecnologías. Entre las fuentes directas, se debe destacar la propia experiencia, así como los contactos personales con otros profesionales, lo que permite intercambiar puntos de vista y opiniones sobre la labor profesional, y la realización de cursos y encuentros de perfeccionamiento y actualización profesional. Por otra parte, el adecuado manejo de las fuentes bibliográficas es fundamental para conocer la evolución de cualquier disciplina, en particular de aquellas especialmente dinámicas, como la Alimentación Animal. Las fuentes bibliográficas de cualquier ciencia se pueden agrupar en dos grupos: - los libros, que recogen de un modo global y sistematizado los conocimientos mejor establecidos; sin embargo, su rápida obsolescencia es el principal inconveniente que debe tenerse en cuenta si se pretende mantener un conocimiento actualizado.

- las revistas, que debido a su periodicidad permiten un mayor dinamismo en la transmisión del conocimiento. Las revistas se pueden clasificar en dos subgrupos: - las revistas de investigación, que publican los resultados más actuales de la investigación en Alimentación Animal; sin embargo, estas revistas, así como las bases de información (normalmente en CD-ROM), tienen una distribución limitada a las Universidades y los Centros de Investigación, lo que dificulta su consulta habitual. - las revistas de divulgación, que son la forma más habitual con que cuenta el profesional para mantenerse en contacto con los avances que se producen en el campo de la Producción Animal en general, y de la Alimentación Animal en particular. Finalmente, el desarrollo de las nuevas tecnologías de la información, y en particular INTERNET, facilitan al profesional no sólo el contacto directo con otros compañeros con intereses profesionales similares a través de listas de discusión, sino que le permite mantenerse actualizado sobre actividades y   publicaciones de Universidades, Centros de Investigación, Colegios profesionales, etc, así como información sobre nuevas técnicas y productos.

La actualización es imprescindible para aportar a la sociedad el conocimiento profesional, haciendo indispensable acceder a : - Cursos de actualización profesional - Libros sobre alimentación animal - Revistas sobre alimentación y producción animal - Páginas WEB sobre alimentación y producción animal

4. Esquema de la asignatura Nutrición y Alimentación Animal I y II. La asignatura se estructura en 8 Unidades Didácticas impartidas en los siguientes semestres : Quinto: I.- Evaluación Nutritiva de los Alimentos

II.- Nutrientes y Alimentos

III.- Relación entre Nutrición, Aspectos Fisiológicos relevantes y Enfermedad Sexto: IV.- Nutrición en distintos modelos digestivos IV.-Procesamiento de Alimentos de uso Animal V.- Bases para la Alimentación de Monogástricos VI.- Empastadas y Praderas

VII.-Bases para la Alimentación de Rumiantes. Necesidades de nutrientes Esquema de la asignatura: de los animales

Contenido de nutrientes en los alimentos

Utilización digestiva y metabólica de los nutrientes consumidos

Las raciones de los animales: ingredientes mezcla de ingredientes restricciones

Valor nutricional de los alimentos