Manual de Practicas Bromatologia 2014

MANUAL DE OPERACIÓN PARA EL ANÁLISIS DE LOS ALIMENTOS

LABORATORIO DE BROMATOLOGIA.

M. en C. Ma Guadalupe Acero GodinezDr. Carlos U. Häubi Segura

Jesús María, Aguascalientes. Enero del 2014

150 hojas útiles incluyendo portada y anexos.

CENTRO DE CIENCIAS AGROPECUARIAS DEPARTAMENTO DE DISCIPLINAS PECUARIAS

Directorio

RectorM. en C. Mario Andrade

Secretario GeneralDr. Francisco Álvarez

Decano del Centro de C. AgropecuariasM. en C. Gabriel Ernesto Pallás Guzmán

Jefe del Departamento de Disciplinas Pecuarias.Dr. Raúl Ortíz Martínez

Responsable del LaboratorioMC. Ma. Guadalupe Acero Godínez

Titular de la Materia de BromatologíaDr. Carlos Urban Häubi Segura

Contacto: +

Tel.: 52 (449) 9107400 ext. 8137Email: [email protected]

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Tabla de Contenidos

MANUAL DE OPERACIÓN PARA EL ANÁLISIS DE LOS ALIMENTOS...............1LABORATORIO DE BROMATOLOGIA........................................................................1

Directorio.........................................................................................................................2Tabla de Contenidos....................................................................................................3Presentación del Libro.......................................................................................................4

Parte I. Introducción al Análisis de los Alimentos...............................................................5I. Generalidades del Análisis de los Alimentos.................................................................5II. Introducción al Laboratorio de Bromatología.............................................................15III. Programa del sistema de prácticas.............................................................................18IV. Prácticas generales de seguridad...............................................................................20

Parte II. Conocer las instalaciones del Laboratorio de Nutrición Animal, las técnicas de muestreo y preparación de muestras....................................................................................25

Práctica 1. Conocer la Fábrica de Alimentos y el Laboratorio de Nutrición Animal, sus equipos y materiales empleados, toma de muestras en campo........................................26Práctica 2: Identificación y clasificación y descripción de los ingredientes usados en la alimentación del ganado..................................................................................................30Práctica 3: Preparación de las muestras para análisis......................................................34

Parte III. Análisis Químico Proximal o de Weende............................................................39Práctica 4. Humedad y materia seca................................................................................40Práctica 5: Extracto Etéreo ó Grasa Cruda......................................................................46Práctica 6: Fibra cruda o fibra bruta................................................................................50Práctica 7: Determinación de Proteína Cruda..................................................................55Práctica 8: Determinación de cenizas o materia inorgánica............................................65Práctica 9: Extracto Libre de Nitrógeno e integración de los resultados del Análisis Químico Proximal............................................................................................................68

Parte IV. Componentes de la Pared Celular o Análisis de Van Soest................................72Práctica 10. Determinación de Fibra Detergente Neutra (FDN).....................................81Práctica 11: Determinación de Fibra Detergente Ácida (FDA).......................................85Práctica 12: Determinación de Lignina...........................................................................89Práctica 13: Integración de los resultados de los componentes de la pared celular (Van Soest)...............................................................................................................................96

Parte V. Digestibilidad de los alimentos y bioenergética.................................................103Introducción a los estudios de digestibilidad y fermentación ruminal..........................103Introducción a la bioenergética de los alimentos...........................................................105Práctica 14: Digestibilidad de la Materia Seca In Situ...................................................106Práctica 15: Digestibilidad de la Materia Seca In Vitro por la Técnica ANKOM.........114Práctica 16: Calorimetría y bioenergética......................................................................124Práctica 17: Digestibilidad in vitro por producción de gas............................................127Práctica 18: Tilley & Terry Modificada........................................................................133Práctica 19: Técnica de Simulación Ruminal (RUSITEC)............................................136Práctica 20: Visitas a ranchos y plantas de alimentos...................................................140

Bibliografía general...........................................................................................................142Glosario de términos..........................................................................................................144Índice.................................................................................................................................145

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Presentación del Libro

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Parte I. Introducción al Análisis de los Alimentos

I. Generalidades del Análisis de los Alimentos

La Bromatología es la disciplina científica que estudia integralmente los alimentos. Permite conocer su composición cualitativa y cuantitativa; el significado higiénico y toxicológico de las alteraciones y contaminaciones, de qué manera y por qué ocurren y cómo evitarlas; cuál es la tecnología más apropiada para tratarlos y cómo aplicarla; cómo legislar y fiscalizar para proteger los alimentos y al consumidor; qué métodos analíticos aplicar para establecer su composición y determinar su calidad. Vivenciar e integrar los conocimientos teóricos y prácticos de los alimentos y los métodos de evaluación, desarrollando trabajo en equipo. Lo anterior bajo el cumplimiento del reglamento interno y de las normas en el laboratorio y en campo, para garantizar el funcionamiento y uso adecuado del material e instalaciones. Mismas que iremos conociendo y aplicando ante la práctica y entorno inmediato.

Definiciones importantes en la bromatología

Bromatología Estudio de los alimentos antes de ser ingeridos por los seres vivos

Nutrimento Sustancia o elemento orgánico o inorgánico que tiene una función específica y que por lo tanto debe asegurarse su presencia en dicho alimento. Ej.: Fibra cruda, Vitaminas, Lípidos, etc.

Ingrediente Todo lo que forma al alimento. Sustancia de origen animal, vegetal, mineral o químico (sintético) que puede formar parte de una ración.

Alimento Conjunto de ingredientes y/o nutrientes o sustancias portadoras de nutrimentos y que pueden ser susceptible de ser ingeridas.

Complemento Ingrediente que se agrega a una ración para mantener el equilibrio de nutrimentos.

Suplemento Ingrediente que se agrega a una ración para suplir otro ingrediente y mantener el equilibrio de nutrimentos.

Forraje Material de origen vegetal, de gran volumen y >18% FC, deficiente en nutrimentos.

Concentrado Materia de origen animal, vegetal o mineral con alta densidad de nutrimentos.

Ración o Dieta Alimento que se asigna a un animal para su consumo en 24 horas, no importando que llene o no sus necesidades.

OJO: En griego, “diata” significa “forma de vida”

Ración o dieta balanceada

Mezcla de ingredientes para su consumo en 24 horas que llena las necesidades del animal.

Ración o dieta integral

Se proporciona en el caso de rumiantes en forma de mezcla homogénea evitando la selectividad e su consumo; en esta ración

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están incluidos tanto forrajes como concentrados y llenan las necesidades de mantenimiento.

Digestibilidad Diferencia entre el peso de MS que se ingiere (MSI) y la materia seca excretada (MSE) y se expresa en % o en g/kg

Digestibilidad aparente (DAMS)

Dig. Aparente = MSI – MSE x 100 MSI

Digestibilidad verdadera (DVMS)

Dig. Verdadera = MSI – (MSE – Desechos metabólicos) x 100 MSI

Ejemplo de digestibilidad

Una vaca come 9 kg de heno de alfalfa con 8 kg MS y excreta 3 kg MS en heces. ¿Cuál es la digestibilidad del alimento?

Alimentación Práctica de suministro de alimentos

Nutrición Interacción de procesos fisiológicos, metabólicos que sufren los nutrimentos en las diferentes especies animales.

Muestreo Método de recolección al azar que contenga las mismas características (físicas, químicas, biológicas) del material a analizar.

Muestra prima Primera muestra que se obtiene

Muestra bruta Es la unión de varias muestras primas

Muestra contractual Es la muestra que se manda a laboratorio

Muestreo en suelos 0-30 cm: incluye raíces de cultivos forrajeros

0-15, 15-30 cms: muestreo rutinario o comercial

0-10, 10-20,20-30 cms: se utiliza en investigación

0-20, 0-30 cms: más común

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Conceptos populares de Forraje y Concentrado

¿Qué es un Forraje? El término “forraje” tiene diferentes significados para diferentes personas

Para el MVZ Forraje es cualquier material vegetal que sirva de alimento para el ganado

Para el ganadero

Alimento balanceado elaborado en una fábrica de alimento o “forrajera”.

Para el experto

Partes comestible de las plantas, excepto el grano que ha sido separado, que pueden proveer alimento para animales en pastoreo, o pueden ser cosechadas para alimentación posterior del ganado

Según la literatura

Material vegetal que sirve para alimentar a los animales, que generalmente presenta alto contenido de fibra (>18% FC) por lo que se usa principalmente en la alimentación de animales herbívoros.

¿Qué es un Concentrado

Concentrado es un alimento que contiene un alto porcentaje de nutrientes y una proporción menor de fibra cruda.

Concentrado proteico

Los concentrados proteicos pudren ser también altos en energía, ya que ésta provee 4.1 kcal EM/g MS

No obstante, esta energía no esta disponible para el animal si los requerimientos de proteína no han sido cubiertos.

Concentrado energético

Los concentrados energéticos no contienen alta proteína, o bien la proteína no es de alta calidad

Tabla de la concentración de nutrientes en los alimentos

(Base Seca)

Tipo de alimento

Fibra Cruda (% FC)

Proteína Cruda (%PC)

Energía Digestible (Mcal ED/kg)

Forraje > 18% < 20% < 3.00

Concentrado proteico

< 18% >20% Variable


< 18% < 20% > 3.00

Clasificación de Forrajes

Plantas de pastizales naturales

Los pastizales naturales son sitios no adecuados al cultivo, pero donde la vegetación provee alimento y abrigo para el pastoreo de ganado doméstico o fauna silvestre.

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Forrajes cultivados

Forrajes de corte Son cosechados por el hombre para proporcionárselos posteriormente al ganado:

Frescos

Henificados

Ensilados

Praderas cultivadas, inducidas o “artificiales”

Plantas cultivadas por el hombre para que el ganado lo coseche él mismo por medio de pastoreo.

Subproductos o esquilmos

Son residuos vegetales que pueden ser utilizados para la alimentación del ganado.

Pastos o zacates Plantas herbáceas: gramíneas

Hierbas Plantas herbáceas diferentes a las gramíneas

Ramoneo Partes de arbustos o árboles que pueden ser consumidos:

Hojas

Ramitas

Frutos

Semillas

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Nomencaltura del NRC

En México se utiliza el modelo de análisis de alimentos para animales de los Estados Unidos, el cual se establece desde un comité de trabajo denominado el Consejo Nacional de Investigación (National Research Council, NRC).El NRC publica los requerimientos nutricionales de las diferentes especies domésticas, donde se incluyen las ecuaciones para determinar las necesidades de energía proteína, fibra, vitaminas y minerales de cada grupo de animales. Además, se publican las tablas de la composición nutrimental de los principales alimentos utilizados por el ganado. Cada ingrediente tiene un código que está basado en la clasificación del NRC, por lo que es importante conocerla.Existen otros sistemas de requerimientos nutricionales. Por ejemplo, casí todos los países europeos tienen su propio sistema, adecuado a los sistemas de producción y a las exigencias económicas y ambientales de cada país. Por su cercanía con los EEUU y la relación económica con el mismo, es normal que México haya adoptado el sistema americano, si bien es cierto que no es el que debería ser utilizado para todos los sistemas productivos. En todo caso, aquí se presenta el sistema de nomenclatura y de clasificación del NRC, que se utiliza para establecer el “No. Internacional de Referencia” (McDowell et al., 1974)

Tabla 1.1 Sistema de nomenclatura y clasificación de los alimentos según el NRC.

Nomenclatura del NRC.

National Research Council

Nombre científico (género y especie)

1 Origen Animal, vegetal, mineral o sintética

2. Variedad o clase

Cambia el valor nutritivo:

Maíz: amarillo o blanco

3. Parte comestible

Qué se come del alimento?

Raíz, tallo, hojas, germen, todo

4. Procesos o tratamientos

Ensilado, acicalado, trituración, deshidratación

5. Fase de maduración

A qué edad se corta?

A menor edad : mayor % nutrimentos, menor % MS

A mayor edad : mayor lignificación, menor digestibilidad

6. Corte o cosecha A mayor numero de cortes, menor % nutrimentos

7. Clase o calidad Por reglamentación gubernamental de cada país

8. Clasificación 8 grupos (ver clasificación NRC)

Clasificación del Permite una clasificación numérica (ver Tablas NRC)

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NRC

1. Forraje o pienso grosero seco

Henificados

Pajas

Rastrojos

2. Forraje o pienso grosero verde

Praderas naturales

Praderas cultivadas

Alfalfa, trébol, Rye Grass

3. Ensilados Silo de maíz, sorgo, triticale, alfalfa, rye grass

4. Suplemento energético

Granos y cereales: maíz, trigo,

Subproductos industriales: harinas, cáscaras de cítricos, de destilería

Desechos de panadería, galletería, pastelería

Lactosuero

5. Suplemento proteico

Harinas animales: H. de carne, sangre, hueso, pescado, pluma

Pastas de oleaginosas: Soya, canola, harinolina, Semilla de Algodón

Derivados lácteos: leche, leche en polvo, descremada

Excretas animales: Pollinaza, gallinaza

6. Suplemento mineral

Sales minerales

Macro-minerales: N, P, K, Ca, Mg, S

Micro-minerales: Fe, Cu, Zn, Mo, Mn, Se

7. Suplemento vitamínico

Vitaminas hidrosolubles: Complejo B, Vit C

Vitaminas liposolubles: A, D, E, K

8. Aditivos Zeolitas

Hormonas,

Antibióticos

Probióticos

Edulcorantes

Aglutinantes

NNP

Ejemplos Silo de maíz: Vegetal, Maíz amarillos: , toda, ensilado, floración, corte 1, _, (3)

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Composición de los alimentos

Los alimentos se pueden clasificar en Forrajes, Concentrados proteicos y concentrados energéticos según su contenido de Fibra Cruda, Proteína Cruda Y energía Digestible.

Nutriente Definición - Grupo de componentes alimenticios con la misma composición química que se agrega en la dieta.- Se incluyen sustancias que no son de origen alimenticio.

Clasificación de los alimentos:

TIPO DE ALIMENTO

FIBRA CRUDA(%)

PROTEÍNA CRUDA(%)

ENERGÍA DIGESTIBLE (Mcal/kg)

Forraje Más de 18 Menos de 20 Menos de 3

Concentrado Proteico

Menos de 18 Más de 20 Variable


Menos de 18 Menos de 20 Más de 3

Categorías de nutrientes

AguaProteína Incluye proteínas, péptidos, amino ácidos, aminas, amidas,

bases nucleicas Energía Carbohidratos, lípidos y proteínasVitaminasMinerales

Organización de los nutrientes

Humedad Agua Puede ser intracelular, extracelular o asociadaMateria seca

Materia orgánica

PC Proteína crudaEE Extracto etéreoFC Fibra crudaELN Elementos Libres de

NitrógenoMateria inorgánica

Cenizas MacromineralesMicrominerales

Ejemplos de nutrientes o alimentos(g/kg)

Ingredientes MS CHO Lípido Proteína CenizasNabo 90 70 2 11 7Pasto 200 137 8 35 20Grano de cebada 860 730 15 93 22Vaca 430 2 206 172 50Leche 124 47 36 33 8Músculo 280 6 44 215 15Huevo 333 8 100 118 107Cacahuate 940 207 449 268 22

Conversión de los datos a Materia Seca 100%

Ingredientes MS CHO Lípido Proteína CenizasNabo 100Pasto 100Grano de cebada 100Vaca 100Leche 100Músculo 100Huevo 100Cacahuate 100

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Composición general de los alimentos

Ingredientes MS CHO Lípido Proteína CenizasPastosOleaginosasCerealesAnimalesMúsculoLácteosHuevo

Tipos de proteína

Plantas Bajo %PC, se compone de: enzimas; mayor en plantas jóvenes, disminuye con la madurez

Animales Alto %PC, alta calidad, por su buen balance de amino ácidosForma tejidos: piel, músculo, hueso, fanerasLa calidad de una proteína aumenta con su digestibilidad, por eso todavía hay CANIBALISMO

Proteína cruda

Proteína verdaderaAmino ácidosÁcidos nucleicosNitrógeno No ProteicoAminas, amidasNitritos, nitratosNNP: Urea, biuret

Proteína verdadera

Se compone de cadenas de aminoácidos

Ácidos orgánicos

Ácidos metabólicos

Ejemplos Ac. Cítrico, Ac. Málico, Ac. Succínico, Ac. Fumárico, Ac. Ac. Pirúvico, Ac. Láctico

Productos de fermentación

F. Ruminal Acético, Propiónico, Butírico, Valérico, Capróico

Ensilaje Ac. LácticoF. Etílica EtanolF. Metanogénica Gas metano (CH4)

Moléculas orgánicas

Categoría Clasificación Funciones EjemplosCarbohidratos Monosacáridos

DisacáridosPolisacáridos

EnergíaADNTransporte de azúcaresEstructuraReserva

HexosasPentosasSacarosaLactosaAlmidónGlucógenoCelulosa

Lípidos TriglicéridosCerasFosfolípidosEsteroles

GrasasReservas de energíaProtección del fríoCutícula vegetal – protección contra el aguaHormonas

TG: glicerol + 3 ácidos grasosCerasDiglicérido + fosfato + colina =Lecitina

Proteínas Polipéptidos Enzimas

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(Polímeros de aminoácidos)

HormonasTransporteEstructuralesContráctiles

Ac. Nucleicos Polímeros de nucleótidos

Estructura de DNA y RNAMoléculas de alta energíaTransportadores de electrones

ADN, ARNATP, ADP AMPNAD, NADP, FAD

Vitaminas Vitaminas hidrosolubles

Síntesis de macromoléculasExperimento de Miller-Urey

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Importancia de la Bromatología

El medico veterinario zootecnista que se dedique a la producción animal, e incluso aquel que se dedique a la clínica de grandes y pequeñas especies, tiene que conocer la importancia de la nutrición y la alimentación de los animales para mantener la salud de los mismos al igual que para promover su producción, reproducción y crecimiento. En base a esto, el Plan de Estudios de la carrera establece la materia de Bromatología, el análisis de los alimentos, como una necesidad.En el nuevo programa de estudios por competencias se busca que el alumno obtenga conocimientos significativos, en situaciones similares a las que enfrentará en la práctica profesional. El Programa de Bromatología fue diseñado para estimular al alumno a que utiliza este conocimiento y las habilidades aprendidas en el laboratorio para reforzar su trabajo profesional. Por lo tanto se busca reforzar el aprendizaje de los principios básicos mediante la práctica en laboratorio y en campo.Desarrollar y / o reforzar los conocimientos:

Identificar los principales alimentos y sus componentes nutricionales. Aplicara técnicas de búsqueda, organización e integración de información relevante en la

ciencia animal.Desarrollar y / o reforzar las habilidades para:

Analizar e interpretar los resultados de los análisis de los alimentos. Emplear técnicas apropiadas en bien de los animales para proporcionar a los humanos

alimentos de excelente calidad. Manejar equipo de laboratorio y de campo utilizados en las prácticas programadas.

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II. Introducción al Laboratorio de Bromatología.

El Laboratorio de Nutrición Animal (LNA) del Centro de Ciencias Agropecuarias (CCA) de la UAA inició como un laboratorio para la docencia y el servicio al público, en el cual se ofrece el análisis de los alimentos para ganaderos, veterinarios y nutriólogos que necesiten conocer la composición química nutrimental de los ingredientes y dietas que se ofrecen a los animales.Con el tiempo, el LNA ha empezado a realizar proyectos de investigación, tanto internos como externos, apoyando a otras instituciones (INIFAP, universidades y centros de investigación) en el análisis de alimentos y en determinaciones de digestibilidad in Vitro e in situ. Con esto se vio la necesidad de ampliar las instalación, abriéndose una nueva unidad de trabajo, por lo que ahora el LNA se compone de dos unidades, una dedicada al análisis de la composición química de los alimentos, que es el Laboratorio de Bromatología (LB), y otra unidad que se dedica al análisis de la digestibilidad de los alimentos, que se ha llamado Laboratorio de Fermentación In Vitro (LFIV), aunque también lleva a cabo los análisis de digestibilidad in situ (en el rumen) e in vivo (en el animal completo).

Equipos con los que se cuentan en el Laboratorio de Nutrición Animal:

Equipo para Análisis Químico Proximal (AQP)Equipo Características Uso Costo/análisisDeterminación de ProteínaKjeldahl

(para 6 muestras) Medición de Proteína Cruda con extracción de NH3 en ácido sulfúrico y posterior titulación

$130

Determinación de Proteína Dumas

LECO FP528 Medición de Proteína Cruda por combustión y arrastre de Nitrógeno

$130

Extracto etéreo Goldfisch 6 muestras

Determinación de Extracto Etéreo por extracción en éter de lípidos, vitaminas liposolubles, etc.

$50

Extracto etéreo Flujo SupercríticoMarca LECO (TFE 2000)

Determinación de Extracto Etéreo por presión y temperatura

$130

Fibra Cruda Marca Labconco Degradación en H2SO4 1.25% y NaOH 1.25%

$90

Determinación de fibra en detergente neutro (FDN)

Marca Labconco Determinación de Fibra Neutro Detergente

$90

Determinación de fibra en detergente ácido (FDA)

Marca Labconco Determinación de Fibra Ácido Detergente

$90

FDN y FDA ANKOM

Digestor de Fibra Marca ANKOM

Utiliza bolsas especiales ANKOM F57

$180

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Muflas pequeñas (1) para análisis de cenizas

600°C Obtención de cenizas en 4 horas

$40

Estufas desecación para materia seca

60°C Evitar pérdida de elementos volátiles

$40

Estufas desecación para materia seca

100°C Obtención de materia seca para AQP con flujo de aire

$32

Bomba de Vacío 1 Necesaria para filtrar muestras

Crisoles Gooch Varios tamaños y porosidades

Filtrar muestras para determinación de materia seca y materia orgánica. Se requiere una mayor cantidad: 50 en total

Equipo para preparación de muestrasMolino de rotor De 0.5 a 2 mm Necesario para la

preparación de muestras burdas, tales como zacates, granos, semillas

1 en existencia

Molino fino De 0.5 a 1 mm Necesario para la preparación fina de las muestras

1 en existencia

Equipo para uso general de laboratorioBáscula Hasta 2 kg Medición de

muestras (0.00g)1 en existencia

Balanzas (3) Scientech (20g)Ohaus (120g)Sartorius (120g)

Medición de muestras en forma exacta(0.0000g)

2 en existencia

Estufas desecación (3)

De 50 a 100°C Secar y mantener seco muestras y equipo

3 en existencia

Congelador De -4 a –17°C Congelar y preservar muestras

1 en existencia

Refrigerador 4°C Refrigerar muestras 1 en existencia

Campana Extracción

Eliminar gases peligrosos

1 en existencia

Campanas de Desecación (4)

Desecar muestras salidas del horno

4 en existencia

16

Gas embotellado OxígenoMezclaCO2

Usado con Bomba CalorimétricaUsado para absorción atómica

1 en existencia

Platina (Hot plate) 30x60 cms Calentar muestras 6 en existencia

Baño María Mantener temperatura constante

1 en existencia

Agua destilada H2O puro Destilador 1 en existencia

Equipo de fermentación in VitroDigestor ANKOM ANKOM Daisy II Utilizado para

digestibilidad in vitro con bolsas ANKOM F57

1 en existencia1 en préstamo (INIFAP)

Equipo de medición especializadoMedidor de pH Rango pH 0-14

Dos decimalesDenver Instrument Model 10

1 en existencia

Espectrofotómetro Spectronic Genesis 5

Análisis de fósforo, ácido láctico, etc.

En laboratorio de aguas y suelos del CCA-UAA

Prismas de cuarzo (4)

Perkin Elmer Instruments

Prismas (Spectroscopy Cells)Los prismas de cuarzo son reutilizables


Atomic Absorption Perkin Elmer 2380 Determinación de minerales traza


Cromatógrafo de gases (GC)

Centro de Ciencias Báscias de la UAA

Determinación de Ácidos Grasos Volátiles (AGV)

En otros laboratorio de la UAA

Cromatógrafo (HPLC)

Centro de Ciencias Básicas de la UAA

Determinación de metabolitos no volátiles

En otros laboratorio de la UAA

Bomba calorimétrica

Modelo Parr Determinación de energía bruta de los alimentos y las hecesUso de cápsulas entéricas para empacar la muestra

$250

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III. Programa del sistema de prácticas.

En el curso de Bromatología, que se lleva a cabo en el 6° Semestre de la carrera de MVZ, se llevan a cabo un total de 18 prácticas diferentes, las cuales tienen como objetivo permitir al alumno realizar personalmente todas las determinaciones necesarias para conocer la composición nutricional del alimento y evaluar el mismo

No. Práctica Sesión programadaÁmbito de desarrollo.

Duración (horas)

Práctica 1

Conocer la fábrica de alimentos y el Laboratorio de Nutrición Animal, Reglamentos y toma de muestras.

Fábrica de alimentos de la posta y el Laboratorio de Nutrición Animal

2 horas

semana 1

Práctica 2Identificar y clasificar los ingredientes usados en la alimentación del ganado.

Laboratorio de Nutrición Animal

2 horas

semana 2

Práctica 3Preparación de la muestra en el laboratorio.


3 horas /

semana 3

Práctica 4Determinación de la humedad total.


4 horas /

semana 4

Práctica 5Determinación de Extracto Etéreo


4 horas /

semana 4

Práctica 6Determinación de fibra cruda


5 horas /

semana 5 y 6

Práctica 7Determinación de proteína cruda


6 horas /

semana 6

Práctica 8Determinación de cenizas Laboratorio de Nutrición

Animal4 horas /

semana 7

Práctica 9

Extracto Libre de Nitrógeno

Integración de los resultados del AQP

Salón de clases 2 horas /

semana 9

Práctica 10Determinación de FDN Laboratorio de Nutrición

Animal4 horas /

semana 10

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Práctica 11Determinación de FDA Laboratorio de Nutrición

Animal4 horas /

semana 11

Práctica 12Determinación de Lignina Laboratorio de Nutrición

Animal4 horas /

semana 11

Práctica 13Integración de los resultados del análisis de fracciones de fibra

Salón de clases. 2 horas /

semana 12.

Práctica 14 Digestibilidad en KOH Laboratorio de Nutrición Animal

2 Horas / semana 13

Práctica 15Digestibilidad de la Materia Seca in Situ

Vacas fistuladas


4 Horas / semana 13

Práctica 16 Digestibilidad de la Materia Seca in Vitro

Laboratorio de fermentación in Vitro

4 Horas / semana 14

Práctica 17 Calorimetría y bioenergética


2 Horas / semana 15

Práctica 18

Visita a las praderas de la Posta Zootécnica y otras unidades de producción particular.

Campos de la UAA y viajes locales

6 horas

semana 13 y 14

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IV. Prácticas generales de seguridad.

Reglamentos y procedimientos generales.

1. Se llevará en todo momento ropa protectora, incluida una bata de laboratorio con mangas largas y blanca (abotonada),

2. Nunca se debe probar un producto químico. La mayoría son corrosivos o venenosos.

3. Nunca oler directamente el contenido de un frasco. Se debe de abrir el frasco pasar la mano recogiendo los vapores que salen y oler la mano. Si hueles directamente te puedes quemar la pituitaria.

4. El pelo largo se debe recoger. No llevar ni bufandas, ni pañuelos, ni lazos que cuelguen porque la mayoría de los tejidos están hechos de fibras inflamables que si tocan o rozan una llama comenzarían a arder rápidamente.

5. Si el alumno se salpica la cara o las manos con ácidos o bases que sean disoluciones concentradas hay que lavar inmediatamente con gran cantidad de agua. Después si se trataba de un ácido se debe poner bicarbonato, y si era una base se debe aplicar ácido bórico.

6. Si se quema al tocar algo caliente se debes lavar con abundante cantidad de agua fría para eliminar el calor, si hay hielo ponerlo sobre la zona quemada. Después aplicar una pomada para quemaduras que habrá en el botiquín y sino una pomada grasienta o aceite para que no se reseque la piel.

7. Siempre que manipules tubos o varillas de vidrio para introducirlas en un orificio que tiene que ajustar debes de cogerlas con una bayeta e introducirlas girando. De esta forma si se rompen no te cortarás.

8. Antes de comenzar a trabajar, el alumno debe asegúrarse de que se ha entendido bien lo que se tiene que hacer, y si no es así, preguntar tantas veces como sea necesario. Si se tenían que hacer cálculos, no comenzar nunca a trabajar sin que el profesor revise los cálculos.

9. Nunca pipetear chupando con la boca, utilizar las gomas de pipetear.

10.Si se utilizan mecheros de alcohol para calentar, nunca llenarlos más que hasta la mitad del contenido y nunca cambiarlos de lugar estando encendidos. Primero se deben apagar colocando el capuchón. Cualquier movimiento puede hacer que salpique el alcohol y se inflame.

11.No se debe introducir ni bebidas ni cosas de comer, un accidente que se ha producido con frecuencia ha consistido en que de forma distraída y pensando que se tenía una botella con agua al lado algún alumno se ha bebido un producto químico que era corrosivo o venenoso.

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Normas Generales de Trabajo

1. Para trabajar en el laboratorio evitar usar sortijas, pulseras, etc., porque están hechas de productos químicos que también pueden reaccionar.

2. En los recipientes de los productos químicos cuya etiqueta dice químicamente puro nunca se debe introducir nada, ni espátulas, ni agitadores, ni producto que se ha sacado previamente. El producto se debe sacar con cuidado golpeando ligeramente le frasco y si se saca más del necesario se debe guardar en otro frasco del mismo producto pero que no sea químicamente puro.

3. Nunca se deben arrojar productos sólidos a la pila de lavar. Se debe vertir el líquido que los acompaña, lavar los productos sólidos por decantación con agua y echarlos a la papelera.

4. Si se van a utilizar disoluciones no es suficiente con leer la etiqueta del nombre del producto químico que contiene, también se debe evaluar la concentración de la disolución.

5. Cuando se tiene que hacer una reacción química se debe utilizar el recipiente adecuado a la cantidad que se va a utilizar. Los ensayos se hacen en tubos de ensayo o en placas de gotas, nunca en vasos, matraces, etc.

6. Para medir volúmenes solo se usan pipetas y buretas si se trata de análisis cuantitativos. En caso contrario se deben usar probetas del tamaño adecuado.

7. Trabajar en silencio, conservar en todo momento compostura y hacer un adecuado uso del mobiliario y equipo del laboratorio.

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Normas mínimas de seguridad para los laboratorios

Medidas generales

Vestimenta

La vestimenta es de vital importancia para evitar accidentes con químicos y fuentes de calor.El alumno debe llevar bata blanca en laboratorio, cerrada y con las mangas largas sin arremangar. El calzado debe ser cerrado y antiderrapante. Cada alumno es responsable de llevar cubrebocas, lentes de seguridad y guantes de cirujano.

Prácticas generales a realizar dentro del laboratorio, fábricas de alimentos o

bodegas.

Estará prohibido comer, beber, fumar y aplicarse cosméticos en el área de trabajo. El personal que realiza tareas de campo está expuesto a sufrir accidentes. Para reducir al mínimo los riesgos se debe conocer el peligro asociado a dichas actividades.

Precauciones generales

No se debe beber, comer o fumar durante el trabajo.Los elementos de protección personal deben estar siempre limpios y en perfecto estado de conservación y funcionamiento, los mismos deben usarse aunque moleste. Al finalizar la tarea todos los materiales de desecho deberán ponerse en bolsas plásticas, cerrarse firmemente con precintos de seguridad y descartarse según normas de seguridad.

Referencias

Harris, L.E., Asplund, J.M. and Crampton, E.W. (1968). An International Feed nomenclature and methods for summarizing and using feed data to calculate diets. Utah Agr. Exp. Sta. Bull. 479.

McDowell, L.R., Conrad, J.H., Thomas, J.E. and Harris, L.E. (1974). Latin American tables of feed composition, University of Florida, Gainesville, FL.

23

Fuentes de Información:

FUENTES DE INFORMACIÓN (BIBLIOGRAFÍA)

No.

AUTOR/TITULO CLASIFICACIÓN

1 Cherney, J.H.; Cherney, D. J. R. (1998). Grass for Dairy Cattle. CABI Publishing. Cambridge. U.K.

636.2086G768

2 Church, D.C. (1977). Livestock Feeds and Feeding. Schultz – Wack – Weir Publishing. Oregon. U.S.A.,

636.084Ch561

3 Cullison, A.E. (1983). Alimentos y Alimentación de Animales. Editorial Diana. D.F. México.

636.084C967a

4 Cullison, A.E. (1979). Feeds and Feeding. Reston Publishing Company. Virginia. U.S.A.

636.084C967f

COMPLEMENTARIAS:

5 Ensminger, M.E., Olentine, C.G. (1978). Feeds & Nutrition Complete. The Ensminger Publishing Company. California. U.S.A.

636.084E56f

6 Fahey, G.C. (1994). Forage Quality, Evaluation and Utilization. Library of Congress. Nebraska. U.S.A.

636.20855N277f

7 Givens, D.I.; Owen, E.; Axford, R.F.E. ; Omed, H.M. (2000). Forage Evaluation in Ruminant Nutrition. CABI Publishing. London. U.K.

636.20852F6924

8 Hughes, H.D. ; Heath, M.E. ; Metcalfe, D.S. (1966). Forrajes. La Ciencia de la Agricultura Basada en la Producción de Pastos. 12ª Impresión. Compañía Editorial Continental (C.E.C.S.A.). D.F. México.

633.2H893f

9 National Research Council (NRC). (2000). Nutrient Requirements of Beef Cattle. National Academy Press. Washington D.C. U.S.A.

636.213N9762

10 National Research Council (NRC). (2001). Nutrient Requirements of Dairy Cattle. National Academy Press. Washington D.C. U.S.A.

636.2142N9762

11 Theodoru, M.K.; France, J. (1999). Feeding Systems and Feed Evaluation Models. CABI Publishing Company. London. U.K.

636.084F2953

12 Van Soest, P.J. (1994). Nutritional Ecology of the Ruminant. 2nd Edition. Cornell University Press. Ithaca, New York. U.S,A.

636.2085V278n

24

Parte II. Conocer las instalaciones del Laboratorio de Nutrición Animal, las técnicas de muestreo y preparación de muestras

En esta parte se muestran las prácticas que tienen que ver con el conocimiento básico del laboratorio de bromatología, la obtención de muestras y su preparación:

Práctica 1

Conocer la fábrica de alimentos y el Laboratorio de Nutrición Animal, Reglamentos y toma de muestras.

Fábrica de alimentos de la posta y el Laboratorio de Nutrición Animal

2 horas

semana 1

Práctica 2Identificar y clasificar los ingredientes usados en la alimentación del ganado.


2 horas

semana 2

Práctica 3Preparación de la muestra en el laboratorio.


3 horas /

semana 3

El objetivo principal de estas primeras prácticas es que el alumno empiece a trabajar sobre su proyecto semestral, que adquiera confianza en el manejo de equipo y materiales dentro del laboratorio y se familiarice con los procesos a realizar.

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Práctica 1. Conocer la Fábrica de Alimentos y el Laboratorio de Nutrición Animal, sus equipos y materiales empleados, toma de muestras en campo.

Responsable de la Práctica:

M. en C. Ma. Guadalupe Acero GodínezDr. Carlos U. Häubi Segura

Jesús María, Ags. Enero de 2011

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http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://hem.passagen.se/thomas.svaren/alimentos%20balanceados.jpg&imgrefurl=http://hem.passagen.se/thomas.svaren/areasproductiva.htm&h=480&w=640&sz=17&hl=es&start=4&tbnid=upNEKeEXVXlJ9M:&tbnh=101&tbnw=

Práctica 1. Conocer la Fábrica de Alimentos y el Laboratorio de Nutrición Animal, sus equipos y materiales empleados, toma de muestras en campo.

Introducción.

En la primera práctica se hace un recorrido del Laboratorio de Nutrición Animal, la planta de alimentos, y la Posta para que los alumnos empiecen a familiarizarse con las instalaciones y con la forma de trabajar. Así mismo se enseña la forma correcta de tomar las muestras, como transportarlas e identificarlas

Toma de muestras.

Antes de realizar cualquier tipo de análisis es necesario tener una muestra que represente lo más posible al lote que analizamos, para que podamos tener resultados reales.Para lo cual debemos conocer y saber usar los muestreadotes, y de acuerdo al tipo de empaque él numera de muestras para que sea representativa del lote.

Términos usados en muestreo. Envío total. Lote: La cantidad de alimento que se va a adquirir. Puede ser el envío total o una parte del

mismo. Muestra primaria: Muestra tomada de un lote, varias muestras primarias son

representativas de un lote. Muestra bruta: Es la combinación de varias muestras primarias combinadas, de las que se

extrae la muestra contractual. Muestra contractual: Es la muestra representativa de un lote y es la que se usa para el

análisis, el tamaño de la muestra se determina por acuerdo entre el vendedor y el comprador.

La extracción de las muestras no debe ser menos del 2 % del lote y se extraen las muestras con cucharones, muestreadotes cilíndricos o cónicos. Si se extraen de sacos cerrados los muestreadotes de rifle o similares son adecuados.Los sacos deben de muestrearse en forma diagonal. Si son menos de 10 sacos deberán muestrearse todos, si son mas deberán muestrearse al menos 2 %.

Toma de muestras a granel.

El muestreo debe hacerse con un muestreador cilíndrico o cónico a tres niveles, dependiendo de la muestra en los siguientes puntos.

b.1) Si son vagones, camiones o bodegas rectangulares de hasta 15 toneladas, muestrear 5 puntos, uno al centro y 4 puntos perimetrales a 50 cm. De las paredes.

b.2) Si son vagones o bodegas rectangulares de 15 a 30 toneladas, muestrear 8 puntos (2 al centro y 6 a 50 cm. de las paredes).b.3) Vagones o bodegas rectangulares de 30 a 50 toneladas, muestrear 11 puntos (3 al centro y 8 a 50 cm. de las paredes).

Si se toman las muestras primarias de básculas hacerlo con palas o muestreadores mecánicos.

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Figura 1.1. Implementos utilizados en la toma de muestra de alimentos.

Las muestras primarias deben ser mezcladas y divididas al tamaño de la muestra contractual. Para este mezclado puede hacerse uso de mezcladores mecánicos apropiados o utilizar manuales.

Cuadro 1,1 Características de la toma de muestrasTamaño de la muestra Lote

(ton)Muestra primaria(Kg)

Muestra bruta(Kg)

Muestra contractual (Kg)

Semillas largas (copra)

Hasta 500 1 Hasta 200 6

Semilla mediana (cacahuate, may)

Hasta 500 0.5 Hasta 100 5

Semillas pequeñas(ajonjolí, sorgo)

100 0.1 Hasta 20 2

Una vez que se han tomado las muestras se deberán guardar en bolsas limpias de papel, tela de fibra cerrada o polietileno o bien en frascos bien tapados, identificar especificando el tipo de muestra, origen, nombre del solicitante, análisis requerido y enviarlo al laboratorio.

Objetivos específicos de la práctica.Que el profesional en formación conozca la fábrica de alimentos balanceados, el tipo de maquinaria con la que cuanta, las rutas críticas y de tránsito dentro de la misma, así como los materiales usados para el muestreo y los reglamentos de la fábrica y del Laboratorio de nutrición animal. Asimismo, realizará algunos muestreos de alimentos y la adecuada identificación, para el envío de muestras al laboratorio de análisis.

Normas de seguridad específicas para la práctica.

Cuadro 1.2 Cuadro de detección de riesgos.

Tipo de peligro Como evitarlo Como proceder en caso de un accidente.

Lesiones en general. Ubicar las áreas de riesgo, que serán mostradas por el encargado de la fábrica y el laboratorio., Permanecer en orden, en silencio, preguntar sin tocar la maquinaria o equipos.

Notificar cualquier incidente presentado durante la práctica.

Notificar en caso de cualquier incidente al profesor.

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Nota: Esta práctica representa un bajo riesgo, no obstante es importante acatar el reglamento vigente colocado a la entrada del laboratorio.

Materiales y equipos utilizados.

Muestreador de pico **Pala**Etiquetas *Bolsas de plástico con capacidad de 6 kilos **.Manual de prácticas *Libreta de notas y pluma *Bata blanca o filipina *,

Nota: * es responsabilidad del profesional en formación, ** es responsabilidad del profesor.

Bibliografía recomendada

La bibliografía citada en su programa de estudios de la materia de Bromatología, la AOAC y la Norma Oficial Mexicana.

Para saber más.

Buscar en el Internet los diferentes métodos de muestreo de grasas y de melazas.

Glosario de términos.

(Buscar el significado de los siguientes términos y explicarlos)Muestreador de pico.Muestreador de pacas.Muestra madre.Muestra representativa.Completar con palabras nuevas que identifique en su búsqueda.

Cuestionario

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Práctica 2: Identificación y clasificación y descripción de los ingredientes usados en la alimentación del ganado.

Responsable de la Práctica:M. en C. Ma Guadalupe Acero GodinezDr. Carlos U. Häubi Segura


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Práctica 2: Identificación y clasificación y descripción de los ingredientes usados en la alimentación del ganado.

Introducción.

En la alimentación de los animales se pueden utilizar muchos ingredientes, cada uno con sus características específicas y únicas, y sin embargo es posible clasificarlos en grupos para su mejor estudio y para facilitar la comparación entre ingredientes con características similares. Algunos ingredientes pueden sustituirse o intercambiarse, con el objetivo de reducir los costos de producción, para facilitar el manejo o para mejorar la ración.

Objetivos específicos de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, identifique, describa y caracterice en base a sus valores de nutrientes a los alimentos según el National Research Council de los Estados Unidos (NRC). Dicha información le servirá para la formulación y el balanceo de raciones para el ganado, así mismo para la compra de insumos.

Criterios de desempeño:El profesional en formación será competente para identificar y justificar la clasificación de los ingredientes usados en al alimentación del ganado.Sabrá buscar e interpretar la información de las tablas nutrimentales para cada especie animal (NRC, FEDNA) y de otras fuentes, como son revistas científicas y de divulgación, el Internet, libros especializados, etc.Identificar y describir físicamente los ingredientes y poder enlistar sus atributos y los identificará en la clasificación de la NRC.

Resultados esperados: Los alumnos colectarán muestras en la fábrica de alimentos o forrajeras del estado, de ser posible con la información de calidad del lote, las cuales serán llevadas al laboratorio el día de la práctica ó 24 horas antes.Describir físicamente el ingrediente.

Documentar en la literatura disponible la existencia de más tipos o variedades y los valores del análisis químico proximal por ingrediente.Mesa redonda de competencia entre equipos, para identificar y describir los ingredientes desde el punto de vista nutritivo como físico.


Cuadro 2.1 Cuadro de detección de riesgos. Tipo de peligro Como evitarlo Como proceder en caso

de un accidente.Lesión en la piel durante la colecta de muestras.

Usar muestreador Lavar el área lesionada al chorro de agua.

Ruptura del frasco para la muestra

Usar frascos de plástico * * **


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Materiales y equipos utilizados

Frascos de plástico con tapadera.Muestras de diferentes ingredientes.Etiquetas.Tablas de la NRC y FEDNAManual de prácticas.

Nota: si fueran muestras de ensilados o pastos con alta humedad se recomienda congelaremos en los frascos y 24 horas antes de la práctica dejarlos a descongelar dentro del refrigerador o en hielera con hielo, para evitar putrefacción de las muestras.


La bibliografía citada en su programa de estudios de la materia de Bromatología.

Para saber más.

Leer artículos científicos de las revistas Animal Science, Journal of Animal Science, Journal of Dairy Science, Nutrition Research, www.elsevier.com, Scientiae naturae, archivos latinoamericanos de nutrición, etc. Leer con cuidado los objetivos y los métodos utilizados en la investigación científica. Posteriormente buscar la fuente y ver si los métodos usados son los adecuados para cada variable bajo estudio.


(Buscar el significado de los siguientes términos y explicarlos)

Bromatología.

Toxicología.

Nutriente.

Nutrimento.

Alimento.

Forraje.

Alimento balanceado.

Alimento concentrado.

Suplemento.

Complemento.

Insumo.

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Energético.

Proteico.

Peletizado.

Cuestionario

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Práctica 3: Preparación de las muestras para análisis.




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Introducción

Las muestras obtenidas en el campo no pueden analizarse como tal: deben ser homogenizadas y reducidas a un tamaño que permita su determinación química o por digestibilidad. Es necesario conocer muy bien cada ingrediente que se quiere analizar para saber si se deben realizar pasos especiales en la preparación de la muestra.

Objetivos específicos de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, sea capaz de emplear la técnica de preparación de los alimentos para su posterior análisis, describa y caracterice cuales son los pasos y el fundamento de cada uno de ellos para tener una muestra homogénea y sus análisis tengan repetibilidad.


Cuadro 3.1 Cuadro de detección de riesgos. Tipo de peligro Como evitarlo Como proceder en

caso de un accidente.Lesiones físicas en el uso de molinos

Leer los manuales de operación de cada equipo.Portar el equipo de seguridad necesario

Apagar equiposRetirar persona del equipoAtención médica adecuada


Materiales y equipos

Frascos de plástico con tapadera.Muestras de diferentes ingredientes.Etiquetas.Manual de prácticas.Estufa de secado con aire forzado.Molino con cribas intercambiables.Tijeras Bolsas de plástico trasparentes.

Nota: si fueran muestras de ensilados o pastos con alta humedad se recomienda congelaremos en los frascos y 24 horas antes de la práctica dejarlos a descongelar dentro del refrigerador o en hielera con hielo, para evitar putrefacción de las muestras.

Metodología

Una vez que la muestra es tomada deberá ser protegida para evitar cambios que alteren su composición. Tejada recomienda los siguientes procedimientos:

1. Muestras secas pueden enviarse al laboratorio en frascos de boca ancha de vidrio o de nalgeno con tapón de rosca o en bolsas de polietileno.

2. Forrajes frescos o muestras parcialmente secas deberán enviarse en bolsas de papel resistente, el papel permitirá que el agua se evapore impidiendo que la humedad alta favorezca el crecimiento de microorganismos que descompondrán la muestra.

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3. Ensilajes deberán enviarse en doble bolsa de polietileno grueso o en frascos con tapón de rosca y congelarse inmediatamente para evitar así al laboratorio. Se pueden enviar en guantes de palpación.

4. Muestras líquidas como melazas y orina se envasarán en frascos de vidrio o nalgeno con tapón de rosca.

5. Nota 1.- Si se analizara minerales guardar la muestra en frascos de nalgeno o polietileno para evitar contaminación de minerales propios del vidrio...

6. Nota 2.- Si la muestra es un forraje fresco mandarla en bolsa de papel resistente y anotar el peso de la muestra al momento de colocarla en la bolsa, así aun cuando pierda humedad esta se considerara por el analista, procurando enviar mínimo 2 Kg. de alimento.

Preparación de las muestras

Posteriormente cada equipo se dedicará a la preparación de las muestras la cual se lleva a cabo en 3 etapas: cuarteo, secado y molienda.

6.1 Método del cuarteo:

Material: Una cartulina de 80 x 80 cm, una espátula, el material resultante del muestreo.

Procedimiento:La muestra es colocada en el centro de la cartulina procurando formar un cono, el cual se dividirá en cuatro partes, eliminar dos de las porciones diagonales y mezclar las dos restantes, con las cuales se formará un nuevo cono. Repetir el proceso anterior hasta obtener aproximadamente 50 g de la muestra original

Figura 3.1 Cuarteo de Forrajes frescos y húmedos.

Las partículas deberán reducirse a 3 cm de longitud, procurando hacer todas las maniobras dentro de una bolsa de plástico, como lo indica la figura siguiente

Reducción del tamaño de partícula de la muestra.

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La homogeneización de la muestra debe hacerse dentro de la misma bolsa manteniendo ésta cerrada. Después de haberla homogeneizado, se coloca en al cartulina y se procede al cuarteo quedándonos con 500 g, la cual debe secarse y molerse como se indica en el punto 6.2 y 6.3.

Secado de la muestra Si la muestra presenta más de 13 % de humedad, deberá secarse por el método de materia seca parcial (50 a 55 oC durante 24 h).

Molienda de la muestra.La muestra debe de ser reducida a un tamaño de partícula adecuado para ser sometido al análisis.Este proceso se efectúa en un molino de laboratorio tipo Wiley, que posee cribas intercambiables, las muestras deberán conservarse en frascos o en cualquier material inerte completamente cerrado, en el caso de las melazas deberán de ser conservadas en el refrigerador bien tapadas.

Debemos considerar que todos los resultados que obtengamos con este material deberán ser reportados como Base Materia Seca (BMS) o bien realizar la conversión a la base que sea solicitado ya sea Base Materia Seca o Base Materia Humedad.

Es muy importante que al realizar cualquier análisis sea efectuado por duplicado y triplicado para asegurar la veracidad de los resultados.

Esta dinámica será por equipo, buscando la participación de todos y cada uno de los participantes.


La bibliografía citada en su programa de estudios de la materia de bromatología.Realizar búsquedas en el Internet.

37

Para saber más.

Investigue cuanto mide la apertura de la criba No 20.Cuál es él numero de criba usado para el análisis de micotoxinas por 2 métodos diferentes, cite el método y la forma de preparación de la muestra.


Base seca.Base húmedaBase Tal CualAs fed.Criba

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Parte III. Análisis Químico Proximal o de Weende

Práctica 4Determinación de la Materia Seca y la Humedad total.


4 horas / semana 4

Práctica 5 Determinación de Extracto Etéreo


4 horas / semana 4

Práctica 6 Determinación de fibra cruda


5 horas / semana 5 y 6

Práctica 7 Determinación de proteína cruda


6 horas / semana 6

Práctica 8 Determinación de cenizas Laboratorio de Nutrición Animal

4 horas / semana 7

Práctica 9

Extracto Libre de NitrógenoIntegración de los resultados del AQP

Salón de clases 2 horas /semana 9

39

Práctica 4. Humedad y materia seca.




40

Práctica 4. Humedad y materia seca.

Introducción.

Materia Seca Parcial

Fundamento: Esta técnica se basa en la evaporación del agua que contiene el material a una temperatura de 50 a 55 oC, hasta que el peso de la muestra sea constante en el medio ambiente.El material sigue conteniendo una pequeña proporción de agua que proviene de la humedad ambiental, la pérdida en peso se considera agua.Los materiales que son secados a temperaturas superiores a 55 oC se alteran significativamente en algunos de sus componentes (Van Soest, 1965), por lo tanto, si un material se va a secar con el objeto de someterlo a análisis diferentes al de humedad, no deberá sobrepasar los 55 oC.Si el material se va a secar para medir exclusivamente el contenido de agua pueden emplearse temperaturas superiores a los 55 oC, siempre que no haya pérdidas de substancias por volatilización o por descomposición.

Materia Seca Total

Esta técnica se basa en la evaporación total de agua entre 100 y 105 oC hasta peso constante. Se considera que la pérdida de peso es agua.

Materia seca por el método de la Termobalanza

Dicho método tiene el mismo fundamento que la estufa es decir que se basa en la evaporación de agua mediante calor, este calor es generado por una fuente luminosa a una determinada intensidad; el método tiene la ventaja de ser rápido y económico.Material: balanza de humedad y espátula.

Objetivos específicos de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, sea capaz de realizar la técnica de materia seca y humedad en los alimentos por los métodos de estufa de aire forzado y el de balanza de humedad, y explicar las bondades de cada método y su aplicación en la práctica agropecuaria, así como la interpretación de los resultados de materia seca y humedad.


Cuadro 4.1 Cuadro de detección de riesgos. Tipo de peligro Como evitarlo Como proceder en caso de

un accidente.Sufrir alguna quemadura durante la manipulación de las muestras en la estufa.

Usar pinzas para manipular las muestras.

Lavar la superficie y notificar al profesor.


41

Materiales y equipos utilizados.Balanza de humedad Espátula.Cajas de aluminio para humedad,Estufa de aire forzado con rango de 0 a 200oC,Espátula de acero inoxidable,Pinzas para crisol, DesecadorBalanza analítica.Metodología

Materia Seca ParcialMateria Seca TotalMétodo de estufa con aire forzado.

Esta técnica se basa en la evaporación total de agua entre 100 y 105 oC hasta peso constante. Se considera que la pérdida de peso es agua.

Procedimiento:Lavar las cajas de aluminio perfectamente con agua y detergente.Enjuagarlas con agua destilada y posteriormente con éter.Introducir las cajas de muestra en la estufa (100 -115 oC hasta peso constante por 4 horas aproximadamente) colocando la tapa en la base de la caja.Enfriarlas en desecador para evitar la hidratación.Pesar las cajas de aluminio en la balanza analítica.Depositar dentro de la caja de 1 a 1.5 g de la muestra y registrar su peso exacto.Secar en la estufa de 100 a 105 oC hasta peso constante (aproximadamente 24 horas) colocando la tapa en la base de la caja.Retirar la caja con su contenido, taparla y enfriarla en el desecador.Pesarla en la balanza analítica, usar pinzas en todas las manipulaciones.

Cálculos:

Cálculo: % de humedad total = pérdida de peso en gramos X 100 gramos de muestra

% de materia seca parcial = 100 - % de humedad

Tabla 4.1 Método de cálculoMuestra ID

A. Peso Bolsa

B. Peso Bolsa + Muestra

C. Peso Inicial (Pi)

D. Bolsa + Muestra seca

E. Peso Final (Pf)

F. %DMS

G. %MSP

H. %DMS100

Cálculos Pi = B - A

Pf = D – A

= Pf / Pi x 100

= %MS

Ej. 4.1 2.5678 4.5678 2.0000 3.8765 1.3087 34.56% 94.5% 36.57%

Método de la Termobalanza

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Procedimiento:

Encender la Termobalanza.Ajustar la Termobalanza en ceros.Colocar la muestra en el plato de la Termobalanza ayudándonos con una espátula la cantidad puede ser desde 1 a 10 g procurando que el material quede bien distribuido por todo el plato para que nuestro resultado sea correcto.Ajustamos la intensidad de la fuente de calor en 1.5 para evitar la calcinación de la muestra.Se coloca la lámpara sobre el plato y se programa el tiempo de 10 a 15 minutos hasta que la escala permanezca estable.Anotar el peso final de la escala.

El cálculo se realiza aplicando la misma fórmula de materia seca.

Materiales y equipos utilizados.Balanza de humedad Espátula.Cajas de aluminio para humedad,Estufa de aire forzado con rango de 0 a 200oC,Espátula de acero inoxidable,Pinzas para crisol, DesecadorBalanza analítica.

Bibliografía recomendadaLa bibliografía citada en su programa de estudios de la materia de bromatología.

Para saber más.

Leer artículos científicos de las revistas científicas de alto impacto:-Journal of Animal Science, Nutrition Research, www.elsevier.com, Scientiae naturae, archivos latinoamericanos de nutrición,

Leer con cuidado los objetivos y los métodos utilizados. Posteriormente buscar la fuente y ver si los métodos usados son los adecuados para cada variable bajo estudio. Busca en el Internet que otros métodos existen para determinar la humedad en los alimentos,


Grado brix.Humedad funcional.Humedad ambiental.

43

http://www.elsevier.com/

Cuestionario

44

Universidad Autónoma de Aguascalientes

Centro de Ciencias Agropecuarias

Departamento de Disciplinas Pecuarias.

PRÁCTICA 5

Extracto Etéreoó Grasa Cruda.




45

Práctica 5: Extracto Etéreo ó Grasa Cruda

Introducción.

Grasa cruda en alimentos para animales. (AOAC, 920.39) y el método de Grasa Cruda por el método de flujo supercrítico.Principio: ambos métodos cuantifican las substancias extraíbles en éter etílico, éter de petróleo o hexano, sólo que el primero usa solventes orgánicos y el segundo mediante presión y calor logra el efecto de extracción.

Objetivos específicos de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, sea capaz de realizar la técnica de extracción de grasa cruda pro los métodos de flujo supercrítico y el Goldfisch en los alimentos y comparar los resultados y la eficiencia de cada metodología. Criterios de desempeño:El profesional en formación será competente cuando sepa realizar e interpretar los resultados de los análisis y explique sus resultados por las dos metodologías.

Resultados esperados:

Los profesionales en formación usarán la tecnología de flujo supercrítico y explicarán los beneficios de esta técnica en comparación con la técnica GoldfischLos profesionales en formación determinarán grasa cruda por los 2 métodos, los interpretarán y calcularán el porcentaje de grasa o extracto etéreo por muestra y los compararán con los que encuentren en bases de datos.


Cuadro 5.1 Cuadro de detección de riesgos.Tipo de peligro Como evitarlo Como proceder en caso de un

accidente.Sufrir alguna quemadura durante la manipulación de las parrillas calientes en el equipo de Goldfisch.

Manipular con cuidado y usar guantes de asbesto, procurar tomar el vaso y no recargar la muñeca o palma de la mano en la base de la platina caliente.

Lavar el área quemada y aplicar una pomada para quemaduras.



Aparato extractor tipo GoldfischVasos de extracción G. (peso constante) Dedales de extracción de celulosa.TFE2000 equipo de determinación de extracto etéreo. (SFC9)Reactivos: Éter de petróleo

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Metodología

Método Goldfisch. Pesar por diferencia 2 g de muestra e introducirlo en el dedal y taparlo con un trozo de algodón seco.Colocar el dedal que contiene la muestra dentro del portadedal y fijarlo bajo del condensador del aparato de extracción.Pesar el vaso que se encuentra en el desecador usando pinzas para manipularlo y depositar dentro del mismo 30 a 40 ml de éter, unirlo a la rosca y colocarlo debajo del condensador cerrado herméticamente.Abrir la llave del agua y subir las parrillas hasta que queden en contacto con el vaso.Iniciar el calentamiento y observar durante los primeros diez minutos de ebullición si hay fugas de éter. Cuando el nivel de éter permanezca constante puede dejarse solo el aparato y observarse periódicamente.A partir del inicio de la ebullición extraer durante 2 a 8 h como mínimo, dependiendo de la muestra que se trate.Cuando se finalice el tiempo de extracción bajar las parrillas y dejar que el dedal termine de gotear, desenroscar el vaso de extracción y quitar el dedal que contiene la muestra, colocar en el lugar del dedal un recolector de vidrio, volver a colocar el vaso de vidrio y subir las parrillas calientes.Destilar el éter que se encuentra en el vaso de extracción y poco antes de que éste se evapore hasta sequedad, bajar las parrillas y retirar el vaso.Vaciar el éter de los tubos recolectores a un recipiente especial para éter usado.Colocar el vaso en la estufa a 100 oC durante 40 minutos, enfriar en el desecador y posteriormente pesar.

Cálculos: % E.E.= (Peso del vaso con la grasa) - (Peso del vaso solo) X 100 gr. de muestra.


A. Peso Vaso

B. C. Peso Inicial (Pi)


E. Peso Final (Pf)

F. %DMS

G. %MSP

H. %DMS100


Pf = D – A

= Pf / Pi x 100

= %MS

Ej. 5.1 2.5678 1.0000 2.6765 0.1087 %10.87 94.5% 11.50%

Método de flujo supercrítico (SFC)

47

1.- Se pesa el tubo de extracción con el papel usado como filtro en la base.2.- se coloca dentro la muestra se vuelve a pesar lleno, se tapa y coloca en la charola de muestra.3.- Se pesa el vial colector con la fibra de vidrio (glass wool).4.- Colocar los tubos de extracción y los viales colectores en el equipo.5.- Establecer el método y se ingresaron los parámetros de procedimiento:Presión de extracción 9000 psi, temperatura de extracción 100 ◦C, HVR temperatura 100 ◦C, tiempo de espera o rampeo 0 minutos, tiempo de extracción 45 minutos, Flow Rate (tasa de flujo) 1.3 lpm.6.- Se ingresaron al equipo los datos tales como peso de tubos y viales de colección, se presiona Start y al cabo de 45 minutos el equipo indica que se retiren los viales y los tubos, se pesan los viales de colección y se introducen los datos al equipo y nos da directamente los resultados.


La bibliografía citada en su programa de estudios de la materia de bromatología.

Para saber más.

1.- Explicar por qué es importante secar la muestra para determinar la grasa cruda con un solvente y por flujo supercrítico.2.- En qué tipo de muestras es necesario determinar la grasa cruda y en cuál se pudiera omitir.


Flujo súper critico.Extracción.Soluble.Sustancia Grasa.Aceite.Solvente

Cuestionario

48

Universidad Autónoma de AguascalientesCentro de Ciencias AgropecuariasDepartamento de Disciplinas Pecuarias.

PRÁCTICA 6

Fibra cruda o fibra bruta.




49

Práctica 6: Fibra cruda o fibra bruta.

Introducción.

ANÁLISIS DE FIBRA CRUDA. (Método de Weende).

Principio. La fibra cruda es la pérdida de la calcinación del residuo seco después de la digestión de la muestra con soluciones de 1.25 % (peso /volumen) de ácido sulfúrico y 1.25 % de hidróxido de sodio. Se aplica en muestras que previamente fueron desengrasadas, y se utiliza en granos, carne, alimentos, y materiales fibrosos y alimentos para mascotas.Al efectuar la digestión ácida se disuelve parte de la hemicelulosa y al efectuar la digestión alcalina se disuelve parte de la lignina; por lo tanto, el producto final no puede considerarse como la totalidad de la fibra cruda y los resultados obtenidos son menores que reales.

Aparatos utilizados:LabconcoANKOM

Objetivos específicos de la práctica.

El profesional en formación, a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, será capaz de realizar la técnica de fibra cruda o bruta en los alimentos y comparar los resultados y la eficiencia del equipo ANKOM. Asimismo será capaz de evaluar la utilidad del método a pesar de sus limitantes.Criterios de desempeño:El profesional en formación será competente cuando sepa realizar e interpretar los resultados de los análisis.


Los profesionales en formación serán capaces de realizar la técnica e interpretar los resultados obtenidos.Identificara la limitante del análisis y su importancia para la evaluación de los ingredientes.Evaluación de los datos obtenidos comparados contra los de tablas y literatura


Cuadro 6.1 Cuadro de detección de riesgos. Tipo de peligro Como evitarlo Como proceder en caso de un

accidente.Sufrir alguna quemadura con vapor de agua al momento de abrir las válvulas de salida del equipo ANKOM

El profesor será el encargado de manejar el equipo ANKOM y mostrarles las formas de manejarlo adecuadamente

Lavar a la piel con abundante agua ya que son sustancias ácidas y alcalinas. Acudir de inmediato a servicios médicos.


Para esta determinación se pueden utilizar dos aparatos diferentes: el Digestor de fibras ANKOM y el digestor de fibras Labconco.

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A. Digestor de Fibras ANKOM

Aparato de digestión ANKOM 200 Fiber Analyzer.Filtración ANKOM Technology F57 Filter Bags (bolsas de filtración)Selladora de bolsas (ANKOM Technology 1915/1920).Desecador.

Reactivos.Solución de ácido sulfúrico (0.255 N) Valorada.Solución de hidróxido de sodio (0.313 N) Valorada.Solución indicadora de fenolftaleínaSolución indicadora de naranja de metilo

B. Digestor de Fibras Labconco

Aparato de digestión LabconcoPapel filtro WhathamDesecador

ReactivosSolución de ácido sulfúrico (0.255 N) Valorada.Solución de hidróxido de sodio (0.313 N) Valorada.

Metodología

A. Digestor de Fibras ANKOM

Preparación de las bolsas de filtración.1.- Pesar las bolsas de filtración en balanza analítica. (W1).2.- Pesar directamente en la bolsa de filtración 1.0 g de muestra (W2), de tamaño de partícula 1 mm. Pesar un blanco con una bolsa vacía incluirla en la digestión para determinar la corrección de bolsa (C1).3.- Sellar la bolsa a una distancia de 0.5 cm. De la abertura.4.- Acomodar la muestra uniformemente dentro de la bolsa.5.- Si la muestra contiene grasa se recomienda colocar las bolsas con muestra en un frasco con 500 ml de acetona, agitando el frasco 10 veces dejar reposar 10 minutos. Repetir el procedimiento con acetona nueva el procedimiento. Posteriormente sacar las bolsas de la acetona y ponerlas al aire durante 5 minutos para eliminar el residuo.6.- Colocar las 24 bolsas en las 8 charolas del suspensor de bolsas (tray), colocando 3 bolsas por charola acomodadas a 120 grados, en relación una con otra. La charola 9 se deja libre y actúa como el tope de la charola 8. Acomodar la charola (tray) dentro de la cámara del equipo.7.- Adicionar 1900 a 2000 ml de la solución de ácido sulfúrico (H2SO4 - 0.255 N) a temperatura ambiente en el Vessel (contenedor de los tray), acomode el contrapeso y cierre, programe el tiempo de digestión 45 minutos, encienda agitación y calentamiento y Start para iniciar la digestión ácida.8.- Transcurrido el tiempo se apaga la agitación y calentamiento. Se abre la válvula de salida de la solución caliente para reducir la presión interna. Se abre la parte superior de la cámara. Se vuelve a cerrar la válvula de salida, se agregan 1900 a 2000 ml de agua caliente (90 a 100 °C) encienda

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agitación durante 3 a 5 minutos, se abre la válvula de salida de líquido y se repite este procedimiento 3 veces.9.- Digestión alcalina: Se agregan 1900 a 2000 ml solución de hidróxido de sodio (NaOH - 0.313 N) a temperatura ambiente se programa tiempo de digestión 45 minutos se enciende agitación y calentamiento y encender (Start).10.- Transcurrido el tiempo se elimina la solución alcalina por la válvula de salida y se realiza el enjuague como en el punto 8.11.- Retirar las bolsas de las charolas y presionar ligeramente para eliminar el líquido que haya quedado atrapado, sumerja durante 3 minutos las bolsas en un vaso de precipitado de 500 con 250 ml acetona, remueva las bolsas y elimine el exceso. Deje secar a la intemperie para eliminar la acetona. Más tarde para secar las bolsas se somete la muestra a 105◦C durante 2 a 4 horas, enfriar en el desecador y pesar este peso corresponderá al (W3).12.- Colocar la bolsa en un crisol que este a peso constante, y calcinar durante 2 horas a 550 ◦C, enfriar en un desecador y pesar (W4)

Cálculo:

FC = (W5 – (W1 X C2)) X 100/ W2 X DM

W1= peso de la bolsa sola.W2= peso de la muestra.W3= peso de la bolsa con la fibra digerida.W4= peso de la bolsa con la fibra digerida y calcinada.W5= peso de la materia orgánica (M0) =W3- W4C2= cenizas corregidas de la bolsa (blanco).DM= materia seca.


A. Peso Bolsa




E. Peso Final (Pf)

F. %DMS

G. %MSP

H. %DMS100


Pf = D – A

= Pf / Pi x 100

= %MS

Ej. 6.1 94.50

B. Digestor de Fibras Labconco


A. Peso Bolsa




E. Peso Final (Pf)

F. %DMS

G. %MSP

H. %DMS100


Pf = D – A

= Pf / Pi x 100

= %MS

Ej. 6.2 94.50

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Para saber más.

Explicar la diferencia de fibra dietaria y fibra cruda.Método de Weende, ¿por qué se llama así?


Amilolítica.Celulolítica.Carbohidratos EstructuralesCarbohidratos no estructurales.Fibra dietaria.Fibra bruta.

Cuestionario

53


PRÁCTICA 7

Determinación de Proteína Cruda.




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http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/13/Original_Kjeldahl-Apparatus_1883_Woodcut_by_Rosenstand_(1838-1915).jpg&imgrefurl=http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Original_Kjeldahl-Apparatus_1883_Woodcut_by_Rosenstand_(1838-1915).jpg&usg=___LpLp0LWhsJ5GBRQqdnTB_ENde8=&h=1393&w=1034&sz=314&hl=es&start=1&um=1&tbnid=cgvnRbTenFG8wM:&tbnh=150&tbnw=111&prev=/images?q=kjeldahl&um=1&hl=es

Muestra con Nitrógeno

I. Digestión en ácido

Componentes oxidados: CO2, H2O, SO42-, PO43-

Amonia (NH3) atrapada como (NH4)2SO4

Neutralización con NaOH para convertir NH4+ en NH3

II. Destilación: NH3 se volatiliza

Atrapar NH3 con ácido: NH4+

III. Titulación con NaOH

Cálculo del ácido no utilizado en la reacción con amonia

Práctica 7: Determinación de Proteína Cruda.

Introducción.

Para la determinación del nitrógeno existen varios métodos, los más usados en la industria de los alimentos balanceados son el método Macro y Micro-Kjeldahl y el Método Dumas o de combustión interna.

Determinación de Nitrógeno Total (Método Macro-Kjeldahl).

Método Kjeldahl

El método Kjeldahl fue establecido en 1883 por el químico danés Johan Kjeldahl. El método se utiliza para determinar la cantidad de nitrógeno en substancias conteniendo sales de amonio, nitratos y compuestos orgánicos. El método consta de tres fases:

I. Digestión en ácido para convertir los grupos amino de las proteínas y amino-ácidos en amoniaco

II. Conversión de los iones de amoniaco (NH4+) en gas de amonia (NH3), se destilan y luego se

vuelven a convertir en iones de amoniaco en una solución ácida “fijadora”.III. Finalmente, la cantidad de iones de amoniaco atrapados es determinada por medio de una

titulación con una solución estándar y se calcula.

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Diagrama de un aparato de Kjeldahl sencillo donde se observan las primeras dos fases del proceso:

Paso I: Digestión ácida de la muestra con nitrógeno produciendo amoniaco Paso II: Destilación para separar el amonio vaporizado y atraparlo en el matraz

Erlenmeyer con un ácido Paso III: Finalmente se lleva acabo la titulación (no se muestra).

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Paso Uno: Digestión de la muestra en ácido

1. Se pesa una muestra exacta : 0.5g a 3g, dependiendo de la cantidad de nitrógeno en la muestra

2. Se trata con ácido sulfúrico (H2SO4 concentrado: 1.25%) en un matraz abierto (Matraz Kjeldahl) con ventilación (Aparato de Kjeldahl)

3. Se utiliza un catalizador (Ej.: Se, Hg, Cu o Ti) para acelerar la reacción y reducir la energía de activación de la reacción

4. La temperatura de la reacción está limitada por el punto de ebullición del ácido sulfúrico (normal 290° C). Se puede incrementar la temperatura agregando sulfato de sodio o de potasio (a más de 370° C!)

5. Se calienta la mezcla hasta que se liberan humo blanco y se continua durante de 60 a 90 minutos.

6. Se enfría el frasco adicionando cuidadosamente 200 ml de agua destilada7. Los compuestos orgánicos se oxidan y se eliminan, mientras que el nitrógeno de la

muestra se convierte en sulfato de amonio:

8. Este método puede utilizarse para el análisis de fósforo, arsénico y metales en compuestos orgánicos.

Paso Dos: Destilación

El propósito de este paso es separar la amonia (es decir, el nitrógeno) de la mezcla de la digestión

9. Después de la reacción con ácido sulfúrico queda el nitrógeno en forma de sulfato de amonio (NH4)2SO4. Al agregarse una base fuerte (NaOH al 45%) se neutraliza el ácido sulfúrico (se eleva el pH) y el amoniaco (NH4

+) líquido se convierte en amonia (NH3) en forma gaseosa.

10. La amonia es volátil y se libera por medio de una destilación. Se destila el contenido del matraz de Kjeldahl en un vaso con un ácido “fijador” hasta que se recupera la amonia: el ácido atrapa la amonia en forma de amoniaco

a. Si se utiliza un ácido fuerte (Ej.: H2SO4, HCl, etc.) se debe medir exactamente la cantidad del ácido y posteriormente se titula con una base:

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H2SO4 + 2 NH3 SO4- + 2 H+ + 2 NH3 2 NH4

+ + SO4-

b. Si se utiliza una ácido débil (Ej.: Ácido Bórico: H3BO3) no es necesario medir la cantidad exacta pero luego se debe titular con un ácido y no con una base!!

H2BO3- + H+ + NH3 NH4

+ + H2BO3-

Paso Tres: Titulación

La amonia se disuelve en el frasco con ácido, neutralizando parte del mismo. El ácido queda sin neutralizar servirá para la titulación, usando una base de concentración conocida. De esta forma se puede calcular la cantidad de amonia destilada y por lo tanto también la cantidad de nitrógenos en la proteína.

11. La siguiente fase es la titulación del ácido utilizado para atrapar la amonia.

12. Se adiciona un indicador de pH a la mezcla de ácido y amoniaco. Se recomienda verde de bromocresol, que tien un cambio de color en el rango de pH neutro.

13. Se introduce una solución valorada de hidróxido de sodio (NaOH) de concentración conocida (0.1N) en la bureta para la titulación. Se deja pasar poco a poco la solución de la bureta a la mezcla de ácido y amoniaco con el indicador de pH

14. Se mezcla hasta que haya un cambio sostenido de color, lo que indica que se alcanzo el punto de neutralización. Ver las reacciones químcias

a. El ácido fuerte que no se utilizó en el proceso de atrapar la amonia se titula con una base de concentración conocida (NaOH 0.1N)

X H2SO4 + Y NH3 Y NH4+ + Y SO4

2- + X-Y H2SO4

X-Y H2SO4 + z NaOH z/2 Na2SO4 + z H2O

b. El ácido débil que no se utilizó para atrapar la amonia se titula con un ácido fuerte de conocida concentración (Ej.:HCl 0.1N)

NH4+ + H2BO3

- + HCl NH4Cl + H3BO4

Cálculos :

Los cálculos que se requiere hacer se basan en que un mol de amonia proveniente de la mezcla digestiva (y por lo tanto de la proteína original) va a neutralizar exactamente un mol de ácido en la solución fijadora.

La cantidad de ácido no utilizado se puede conocer al titular la muestra, por lo que la fórmula matemática básica es:

58

Total de moles de ácido en el frasco receptor

Menos

Moles de ácido no utilizados en la formación de NH4

+

(= base, NaOH, usada en titulación)

es igual

Moles de amonia, NH3, en la solución destilada(= nitrógeno en muestra)

Para esto se llevaran a cabo tres cálculos:a. Calcular la cantidad de moles de amonia que se produjeron y que quedaron fijadosb. Calcular el porcentaje de nitrógeno dentro de la muestrac. Calcular el porcentaje de proteína en la muestra

15. El cálculo que se requiere hacer primero es determinar cuántos moles de ácido había en la solución fijadora antes que la amonia fuera atrapada. Se multiplica la molaridad del ácido por el volumen de la solución:

Moles de ácido = molaridad del ácido X volumen usado en el frasco (molesA = M x V)

16. Se calcula el número de moles de NaOH utilizados para neutralizar los ácidos restantes (que no se utilizaron para neutralizar al amoniaco.

Moles de base = molaridad de la base X volumen adicionada de la bureta (molesB = M x V)

17. Se sustrae el número de moles de base del número de moles de ácido presentes al principio (antes de fijar la amonia) para obtener el numero de moles de ácido que neutralizaron la amonia:

Moles de ácido usado = moles de ácido al inicio (antes de “fijar”) – moles de base usada en la titulación

18. El valor obtenido (“moles de ácido usado”) es lo mismo que el número de “moles de amonia” fijados como amoniaco

19. El número de “moles de amonia” es lo mismo que el número de “moles de nitrógeno” (la amonia tiene un sólo nitrógeno)

20. Para calcular el numero de gramos de nitrógeno en la muestra original de proteína se debe multiplicar los moles de nitrógeno por la masa atómica del nitrógeno:

Gramos de Nitrógeno = moles de nitrógeno x masa atómica (1 mol = 14.0067gA)

21. Para calcular porcentaje de nitrógeno en la muestra inicial se debe dividir los gramos de nitógeno en la muestra entre los gramos de muestra inicial multiplicado por 100:

%Nitrógeno = (g N / g Muestra ) x 100

22. Para conocer el porcentaje de Proteína Cruda se debe multiplicar el porcentaje de nitrógeno de la muestra por un factor de conversión, generalmente 6.25, aunque hay diferencias entre las diferentes muestras:

PC = %N x 6.25

59

Proteína cruda por método Dumas (AOAC, 968.06)

El Método Dumas de combustión interna se realiza con el equipo Leco FP 528. (ver Manual de procedimientos FP-528 Protein / Nitrogen Determinator.

Principio: El nitrógeno es liberado por pirolisis y subsiguiente combustión y acarreada por CO2 al nitro metro. El CO2 es absorbido en KOH y el nitrógeno es medido y convertido a equivalente de proteína por un factor numérico de conversión.

Figura 7.1. Aparato de determinación de nitrógeno Leco FP-528

Objetivos específicos de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, será capaz de realizar las técnicas para determinar nitrógeno y calcular la proteína bruta o cruda en los alimentos, comparar los resultados y la eficiencia del equipo Leco FP 528.

Criterios de desempeño:El profesional en formación será competente cuando sepa realizar e interpretar los resultados de los análisis.




Cuadro 7.1 Cuadro de detección de riesgos. Tipo de peligro Como evitarlo Como proceder en

caso de un accidente.Por el método Kjeldahl es más peligroso en virtud de que se realizan digestiones,

El profesor será el encargado de realizar en forma demostrativa una

60

destilaciones y titulación y se usan reactivos concentrados, y el grupo es numeroso pro lo que se requiere seguir los reglamentos de seguridad vigentes.

determinación.



A. Macro-Kjeldahl.Material:Aparato de digestión y destilación Macro-Kjeldahl.2 matraces Kjeldahl de 800 ml2 Matraces Erlenmeyer de 500 ml.2 Buretas de 50 ml.

Reactivos:Solución indicadora de nitrógeno.Solución valorada de ácido sulfúrico (0.1 N)Solución valorada de hidróxido de sodio a una normalidad conocidaÁcido sulfúrico concentrado grado reactivoCatalizador (selenio)Granalla de zinc o piedras de ebulliciónMuestra a analizar, la cual tendremos parcialmente seca y el resultado será reportado en BMS (base materia seca)

B. Material para el método de combustión interna Dumas.

Helio cromatográfico, bióxido de carbono, oxígeno. Estándar de calibración marca LECO.

Metodología

A. Técnica de Macro-Kjeldahl

Procedimientos:1. Pesar de 0.5 a 1 g de muestra, sobre un papel libre de nitrógeno de preferencia blanco, y

colocarlo todo junto en el matraz Kjeldahl y en otro matraz colocar un papel sin muestra. Éste será nuestro blanco.

2. Agregar 25 ml de ácido sulfúrico concentrado (1.25%???).3. Agregar el catalizador una pequeña cucharadita, junto con 5 piedras de ebullición.4. Colocar el matraz con su contenido en la parrilla del digestor, encender el extractor y la

parrilla.5. Cuando la solución adquiera la coloración transparente, suspender el calentamiento y

dejar enfriar por un período aproximado de 30 minutos. Manteniendo el extractor encendido para eliminar los gases.

6. Adicionar lentamente y por las paredes del matraz 250 ml de agua destilada antes de que el residuo digerido se solidifique y después déjelo enfriar a una temperatura inferior a 25 oC.

61

7. Por otro lado agregar 50 ml de H2SO4 de normalidad conocida a un matraz en el que recibiremos el destilado + 4 gotas de indicador de nitrógeno.

8. Al matraz “K” que está en condiciones del punto número f, inclinarlo y adicionar lentamente por las paredes 100 ml de hidróxido de sodio al 45 % de tal manera que se formen 2 capas.

9. Conectar el matraz “K” al refrigerante del destilador, iniciar el calentamiento.10. Destilar aproximadamente unas dos terceras partes del contenido del matraz Kjeldahl o

hasta que se hayan recolectado 250 ml en el matraz Erlenmeyer.11. Retirar el matraz Erlenmeyer antes de apagar la parrilla para evitar sifoneo, enjuagar con

una piseta el extremo del tubo colector recibiendo el agua de lavado en el matraz Erlenmeyer.

12. Titular el destilado con hidróxido de sodio a normalidad conocida. Se anota el volumen gastado de hidróxido de sodio normalidad conocida.

Fórmulas:

% N = (ml gastados en la titulación- ml gastados en el problema) * (N) * (Meq. N)*(100) gr. de muestra=

% PC= % N x 6.25

mEq. N= .014007

6.25= Factor de nitrógeno convencional para convertir el nitrógeno a proteínas de cualquier material excepto para trigo y subproductos que su factor es 5.7. Para la leche y sus subproductos es 6.38

B. Método Dumas de combustión interna con el equipo Leco FP 528.

Usando el manual de procedimientos FP-528 Protein / Nitrogen Determinator

Procedimiento:

1.- Se verifica las condiciones de los gases, temperaturas en el ambiente de monitor.2.- Se corrieron 6 blancos. Usando el menú análisis en el inciso insertar blancos, con el fin de eliminar ruido por el nitrógeno ambiental.3.- Se calibra con 5 estándares de EDTA marca LECO.4.- Se pesan por triplicado 0.16 gr. de muestra en un papel de estaño, con la cual se hacen paquetes tipo kiss. En el menú principal análisis con la tecla Selec., se introduce el peso de muestra, y el factor de conversión, la identificación de la muestra, y se introduce la muestra envuelta en estaño a loading heat se presiona la tecla next y star 2 veces. El tiempo de análisis es en promedio 2 minutos.5.- Para las repeticiones se siguen los pasos a partir del punto 3 por ultimo en el menú resultados se selecciona la opción estadística obtenemos el promedio y la desviación.

PPROGRAMAROGRAMA DEDE ACTIVIDADESACTIVIDADES..Los equipos trabajarán en forma coordinada para que sea una sola persona la que pese al inicio y al final. Todos y cada uno deben tomar sus propias notas.

Dinámica utilizada.En el laboratorio bajo la asesoría del profesor, realizará la determinación de nitrógeno (proteína cruda) cruda usando el equipo de combustión interna Dumas.

62

El alumno portara el manual de prácticas al momento de la práctica, mismo que habrá leído previamente, el cual será firmada por el profesor como medida de que ya leyó y entendió la práctica y verificativo de asistencia.Los resultados y notas de la práctica serán revisados en la siguiente sesión y se les estampará la firma del profesor y fecha, mismos que se anexarán al reporte de la práctica, en caso de no incluirlos la práctica no será válida.



Para saber más.

En qué se basa el método de digestibilidad de las proteínas y en que caso se recomienda.Qué es el nitrógeno verdadero.Qué es el nitrógeno no proteico.Qué método se usa para determinar urea en alimentos en forma cualitativa.


Estándar de calibración.

Cuestionario

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PRÁCTICA 8

Determinación de cenizas o materia inorgánica.




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Práctica 8: Determinación de cenizas o materia inorgánica.

Introducción.

Determinación de Cenizas Totales y Materia Orgánica

Fundamento. Esta determinación se basa en someter la muestra de alimento a combustión entre 500 y 600 °C La materia orgánica es oxidada, y al residuo que contiene la materia mineral se le llama cenizas.

Muestra 600 °C(Materia Orgánica e Inorg.) + O2 ----------> CO2 + H2O + materia inorgánica (cenizas)

Objetivos específicos de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, será capaz de realizar las técnicas para determinar cenizas y mediante cálculo el contenido de materia orgánicaCriterios de desempeño:El profesional en formación será competente cuando sepa realizar e interpretar los resultados de los análisis.Cuando tenga la habilidad de buscar la información necesaria para realizar la interpretación de los resultados obtenidos.




Cuadro 8.1 Cuadro de detección de riesgos. Tipo de peligro Como evitarlo Como proceder en caso

de un accidente.Quemadura en las manos o irritación de la cara.

Usar pinzas largas para tomar los crisoles e introducirlos a la mufla, cuando la mufla este caliente abrirla y permanecer en un lateral, de tal forma que el calor no nos irrite la cara.

Lavar la superficie quemada y aplicarse pomada para quemaduras.

Notificar cualquier incidente al profesor.


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Crisoles de porcelana (peso constante).Mufla.Pinzas cortas y largas.DesecadorBalanza analítica.Muestra.

Metodología


A. Peso Crisol

B. Peso Crisol + Muestra


D. Peso Crisol + Muestra seca

E. Peso Final (Pf)

F. %DMS

G. %MSP

H. %DMS100


Pf = D – A

= Pf / Pi x 100

= %MS

Ej. 8.1 94.50



Para saber más.

Cuales métodos son los empleados para determinar la cuantificaron de los minerales (macro y micro).Cuales son los macro minerales.Cuales son el micro mineral.Que importancia tiene la determinación de los mismos en los alimentos para el ganado.


Que es absorción atómica.Cenizas digestibles.Sinónimo de cenizas.

Cuestionario

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PRÁCTICA 9

Integración de los resultados del análisis químico proximal.




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Práctica 9: Extracto Libre de Nitrógeno e integración de los resultados del Análisis Químico Proximal.

Introducción.

El Sistema Weende o Análisis Químico Proximal. Este sistema de análisis es un conjunto de determinaciones de laboratorio que pretende evaluar en forma global cada grupo de los nutrientes que contienen un alimento.Consta de las siguientes determinaciones: humedad, extracto etéreo, fibra cruda, extracto libre de nitrógeno, proteína cruda y ceniza. Este sistema fue establecido hace más de 110 años en la estación experimental de Weende Alemania.

Composición de los alimentos según el AQP.

Figura 9.1 Composición de los alimentos y flujograma para su análisis químico proximal (AQP o Weende).

El siguiente cuadro señala los componentes de cada determinación y el grupo del nutriente al cual pertenece. Todas las determinaciones excepto la humedad pueden contener más de un compuesto químico.

Cuadro 9.1 Composición de las diferentes determinaciones del análisis químico proximal (McDonald, 1973)

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Nutriente Determinación Compuestos químicos incluidos

Agua Humedad Agua

Lípidos Extracto Etéreo Grasas, aceites, ceras, fosfátidos, cerebrósidos, lipoproteínas, pigmentos liposolubles, esteroides y vitaminas liposolubles

Carbohidratos Fibra cruda Celulosa, hemicelulosa y lignina

Extracto libre de nitrógeno

Monosacáridos, disacáridos, trisacáridos, pectinas, almidones, resinas, ácidos orgánicos hidrosolubles y vitaminas hidrosolubles.

Proteínas Proteína cruda Proteínas, aminoácidos, compuestos orgánicos nitrogenados no proteicos así como aminas, vitaminas del complejo B, ácidos nucleicos, glucósidos nitrogenados; clorofilas, compuestos inorgánicos nitrogenados como las sales de amonio hidróxido de amonio, amoniaco, nitratos y nitritos.

Minerales Cenizas Compuestos de Ca, K, Mg, Na, P, Fe, Zn, Mo, Se, Si y otros.

Limitaciones del AQP.

Las determinaciones de este sistema que poseen errores fundamentales son la fibra cruda y por consecuencia el valor derivado por diferencia: el extracto libre de nitrógeno. En 1806, Henneberg y Stohmann, atribuyeron a Einhof el haber establecido el método de obtención de fibra empleando extracciones con ácido diluido y álcali diluido, sin embargo, Einhof no menciona este método en sus trabajos (citado por Van Soest, 1977) lo que sí es indudable, es que al menos desde 1806, apareció citado el actual método para la determinación de fibra cruda.

La crítica al método se basa en que parte de los compuestos que constituyen la fibra, son disueltos en el tratamiento ácido y por otra parte esos compuestos son disueltos en el alcalino, por lo tanto este método no puede medir el contenido real de la fibra que posee el alimento.

La fibra era considerada como la porción indigestible de los alimentos, hasta que se descubrió la digestibilidad y se encontró que en los rumiantes, la fibra posee un valor de digestibilidad; tampoco es posible considerar a la fibra cruda como una entidad química presente en el alimento, puesto que como ya se mencionó, el método no permite medir en su totalidad la fibra, por los errores en el fundamento de la metodología.

Van Soest (1963) publicó una alternativa para la determinación de fibra en los forrajes, lamentablemente el método no podía ser aplicado a aquellos alimentos con alto contenido de almidones. El mismo autor en 1978, dio a conocer una modificación de su método original por medio de la cual se puede medir la fibra de cualquier alimento.

El análisis proximal no dice cuales compuestos y cuantos de cada uno de ellos contiene cada determinación, esta es otra de sus limitantes, pero que puede ser superada en gran parte, empleando otros métodos.

Objetivos específicos de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, sea capaz de realizar un reporte con el Análisis Químico Proximal completo y hacer indicaciones a cerca de la calidad de dicho alimento o ingrediente. Si fuera un ingrediente nuevo pudiera ubicarlo dentro de la clasificación de la NRC, convertir sus valores a las diferentes bases y predecir en base a su % de humedad la vida de anaquel e incluso el precio del mismo.

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Criterios de desempeño:El profesional en formación será competente cuando sepa realizar e interpretar los resultados de los análisis.Cuando tenga la habilidad de buscar la información necesaria para realizar la interpretación de los resultados obtenidos.


Los profesionales en formación serán capaces de interpretar los resultados obtenidos.Identificara la limitante del análisis y su importancia para la evaluación de los alimentos usados para la alimentación de los animales.Evaluación de los datos obtenidos comparados contra los de tablas y literatura.


Cuadro 9.2 Cuadro de detección de riesgos.Tipo de peligro Como evitarlo Como proceder en caso

de un accidente.No aplica No aplica. No aplica.


Metodología

PPROGRAMAROGRAMA DEDE ACTIVIDADESACTIVIDADES..Los equipos trabajarán en forma coordinada para realizar observaciones y complementar los datos de los compañeros. Todos y cada uno deben tomar sus propias notas.

Dinámica utilizada.Esta práctica se realizará en el salón de clases, pasará al pizarrón equipo por equipo y presentará la interpretación de los análisis.El alumno portará el manual de prácticas al momento de la práctica, mismo que habrá leído previamente, y hará una presentación tipo comercial de los ingredientes analizados, de tal forma que dé una amplia información de sus productos e interprete los análisis y al mismo tiempo sustente la defensa de los mismos.Entregar un reporte escrito de esta práctica antes de iniciar la presentación.

Materiales y equipos utilizados.Pizarrón.Cañón y Laptop.Póster.Materiales que traigan los participantes para exponer sus productos.



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Para saber más.

Historia y usos de los ingredientes usados en el ganado.Qué es el mijo, por qué es más usado el sorgo que el mijo en México.


IngredienteInsumoMateria primaEnsiladoAditivos en la alimentaciónGrasas de sobrepasoProteínas de sobrepasoGrasas protegidas

Cuestionario

71

Parte IV. Componentes de la Pared Celular o Análisis de Van Soest

Práctica 10 Determinación de FDN Laboratorio de Nutrición Animal

4 horas / semana 10

Práctica 11 Determinación de FDA Laboratorio de Nutrición Animal

4 horas /semana 11

Práctica 12 Determinación de Lignina Laboratorio de Nutrición Animal

4 horas /semana 11


Salón de clases. 2 horas /semana 12.

Figura

72


PRÁCTICA 10

Determinación de Fibra Detergente Neutra (FDN).


M en C. Ma. Guadalupe Acero G.


73

Breve introducción al estudio de los componentes de la pared celular

Composición de la Célula VegetalLa Célula Vegetal

Las Plantas y su Pared Celular

Características Las células vegetales presentan una pared celular que les da firmeza, lo cual le quita a la planta la necesidad de un esqueleto adicional como en los animales.Esta pared se conforma de complejos ligno-celulósicos de baja digestibilidad.

Evolución Las plantas evolucionaron de organismos unicelulares acuáticos con capacidad de fotosíntesis

DiversidadAnálisis de los componentes de la pared celular

Figura 2.Diagrama de la célula vegetal

Organelos de la célula vegetal

Organelo FunciónNúcleo Almacén de información genética en forma de DNANucleolo Controla la actividad dentro del núcleoMembrana nuclear

Separa el núcleo del citoplasma, contiene poros para el paso del RNAm

Membrana celular

Doble capa de fosfolípidos con proteínas receptoras y de transporte

Pared celular Capas de celulosa estructurada por filamentos de hemicelulosa y lignina

Citoplasma Líquido intracelular. Tienen características de gelAmiloplasto Vacuolas con reserva energética de almidónVacuola Central Gran vacuola con contenido de agua y pigmentos, da

reserva de agua a la célulaCentrosomas Organelos que dirigen el proceso de mitosisRibosomas Síntesis de las cadenas lineares de amino ácidos

(estructura primaria de las proteínas)Retículo Endoplásmico Rugoso

Formación de la estructura cuaternaria de las proteínas

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(RER)Retículo Endoplásmico Liso(REL)

Síntesis de lípidos, reserva de calcio

Aparato de Golgi

Empaquetamiento de producto y formación de vesículas

Cloroplasto Organelo encargado de la fotosíntesis. Posblemente se trata de una alga primitiva que quedó atrapada en una célula vegetal y ahora tiene una relación simbionte:

Mitocondria Organelo encargado de la producción de energía en forma de ATP

Fotosíntesis Proceso de captación de energía solar para la síntesis de carbohidratos. Se compone de dos fases: lumínica y oscura

Reacción en el cloroplasto

6 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6 O2

Reacción en la mitocondria

C6H12O6 + 6 O2 6 H2O + 6 CO2

Funciones celulares

Homeostasis Balance hídricoEnergíaSíntesis proteicaReproducciónDefensaAsimilaciónExcreción

La Pared VegetalFunciones de la Pared Vegetal

75

Diagramas de la Pared celular vegetal

Imagen de una célula vegetal

Esquema de la pared vegetal

Esquema de las microfibrillas de celulosa

Enlaces β-1-4 glicosídicos

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http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/94/Pared_celular.png

Puentes de hidrógeno entre las cadenas de celulosa

Pared primaria y pared secundaria

Celulosa cristalina y celulosa amorfa

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http://en.wikipedia.org/wiki/File:Cellulose_spacefilling_model.jpg

Estructura de la celulosa

Celobiosa

Celulosa

Celulosa cristalina

Hemicelulosa

Estructuras de la celulosa, hemicelulosa y pectinas

Estructura de la Lignina

Fig. 3: The three common monolignols: paracoumaryl alcohol (1), coniferyl alcohol (2) and sinapyl alcohol (3)

Características de la lignina

La palabra lignina proviene del término latino lignum, que significa madera; así, a las plantas que contienen gran cantidad

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http://en.wikipedia.org/wiki/Sinapyl_alcohol

http://en.wikipedia.org/wiki/Sinapyl_alcohol

http://en.wikipedia.org/wiki/Coniferyl_alcohol

http://en.wikipedia.org/wiki/Paracoumaryl_alcohol

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d4/Monolignols_general.svg

de lignina se las denomina leñosas.

La molécula de lignina presenta un elevado peso molecular, que resulta de la unión de varios ácidos y alcoholes fenilpropílicos (cumarílico, coniferílico y sinapílico). El acoplamiento aleatorio de estos radicales da origen a una estructura tridimensional, polímero amorfo, característico de la lignina.

La lignina es el polímero natural más complejo en relación a su estructura y heterogeneidad. Por esta razón no es posible describir una estructura definida de la lignina; sin embargo, se han propuesto numerosos modelos que representan su estructura

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Degradación de la celulosa

Estructuras de la pared celular

Pared primariaLamelaPared secundariaMembrana celular

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Práctica 10. Determinación de Fibra Detergente Neutra (FDN).

Introducción.

El procedimiento del detergente neutro para determinar los componentes de la pared celular es un método rápido para fibra total en alimentos fibrosos vegetales. Este método no se aplica a materiales altos en proteínas y bajos en fibra.

Objetivos específicos de la práctica.

El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, sea capaz de realizar la técnica de fibra detergente neutra en los alimentos e interpretar la calidad del mismo y su implicación en la alimentación y nutrición de los animales domésticos.Criterios de desempeño:El profesional en formación será competente cuando sepa realizar e interpretar los resultados de los análisis.Y sea capaz de explicar su calidad nutritiva.


Los profesionales en formación serán capaces de realizar la técnica e interpretar los resultados obtenidos.Identificará la importancia para la evaluación de los forrajes.Evaluación de los datos obtenidos comparados contra los de tablas y literatura


a) Cuadro de detección de riesgos.Tipo de peligro Como evitarlo Como proceder en

caso de un accidente.Sufrir alguna quemadura con vapor de agua al momento de abrir las válvulas de salida del equipo ANKOM

El profesor será el encargado de manejar el equipo ANKOM y mostrarles las formas de manejarlo adecuadamente

Lavar la piel con abundante agua.

Notificar cualquier incidente al profesor.


Aparato de digestión ANKOM 200 Fiber Analyzer.Bolsas de Filtración (Filter Bags F57, ANKOM Technology)Selladora de bolsas (ANKOM Technology 1915/1920).Desecador.

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Reactivos.Solución detergente neutroAlfa-amilasa resistente al calorAcetona grado reactivo libre de color

Metodología

Preparación de las bolsas de filtración.

1. Pesar las bolsas de filtración en balanza analítica.(W1).2. Pesar directamente en la bolsa de filtración 0.5 g de muestra (W2), de tamaño de partícula

1 mm. Pesar un blanco con una bolsa vacía incluirla en la digestión para determinar la corrección de bolsa (C1).

3. Sellar la bolsa a una distancia de 0.5 cm. De la abertura.4. Acomodar la muestra uniformemente dentro de la bolsa.5. Si la muestra contiene grasa se recomienda colocar las bolsas con muestra en un frasco

con 500 ml de acetona, agitando el frasco 10 veces dejar reposar 10 minutos. Repetir el procedimiento con acetona nueva el procedimiento. Y posteriormente sacar las bolsas de la acetona y ponerlas al aire durante 5 minutos para eliminar el residuo.

6. Colocar las 24 bolsas en las 8 charolas del suspensor de bolsas (tray), colocando 3 bolsas por charola acomodadas a 120 grados, en relación uno con otra. La charola 9 se deja libre y actúa como el tope de la charola 8. Acomodar el tray dentro de la cámara del equipo.

7. Adicionar 1900 a 2000 ml de la solución de neutro detergente y 4 ml de alfa amilasa resistente al calor, acomode el contrapeso y cierre, programe el tiempo de digestión 75 minutos, encienda agitación y calentamiento y Start para iniciar.

8. Transcurrido el tiempo se apaga la agitación y calentamiento. Se abre la válvula de salida de la solución caliente para reducir la presión interna. Y se abre la parte superior de la cámara. Se vuelve a cerrar la válvula de salida, se agregan 1900 a 2000 ml de agua caliente (90 a 100 ◦C) encienda agitación durante 3 a 5 minutos, se abre la válvula de salida de líquido y se repite este procedimiento 3 veces.

9. Retirar las bolsas de las charolas y presiona ligeramente para eliminar él líquido que haya quedado atrapado, sumerja durante 3 minutos las bolsas en un vaso de precipitado de 500 con 250 ml acetona, remueva las bolsas y elimine el exceso. Deje secar a la intemperie para eliminar la acetona.

10. Más tarde para secar las bolsas se somete la muestra a 100°C durante 2 a 4 horas, enfriar en el desecador y pesar este peso corresponderá al (W3).

11. Colocar la bolsa en un crisol que este a peso constante, y calcinar durante 2 horas a 550 ◦C, enfriar en un desecador y pesar (W4)

NDF base tal cual = (W3 – (W1 X C1)) X 100/ W2

NFD base materia seca = (W3 – (W1 X C1)) X 100/ W2 X %materia seca

NDF en base materia seca de la materia orgánica =.... = (W4 – (W1 X C2)) X 100/ W2 X DM

W1 = peso de la bolsa sola.W2 = peso de la muestra.W3 = peso de la bolsa con la fibra digerida.W4 = peso de la bolsa con la fibra digerida y calcinada.W5 = peso de la materia orgánica (M0) =W3- W4

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C2 = cenizas corregidas de la bolsa (blanco).DM = % materia seca.



Para saber más.

Qué porciones de la fibra están contenidas en la FDN.Qué porciones de la fibra están contenidas en la FDA.Qué es la lignina y qué utilidad tiene.Cómo se puedo determinar la Hemicelulosa. Y qué utilidad tiene en la alimentación del ganado.


En sus revisiones de literatura anote y explique cuales palabras encontraron que no sean comunes para usted.

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PRÁCTICA 10

Determinación de Fibra Detergente Ácida (FDA).




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Práctica 11: Determinación de Fibra Detergente Ácida (FDA).

Introducción.

Este método permite una rápida determinación de la proporción de lignina y celulosa con respecto al contenido de la fracción de la pared celular de los forrajes. Se trabaja a partir de la muestra de FDN realizada en la práctica anterior (Práctica 10).La diferencia entre el valor de las paredes celulares (FDN) y la fibra ácida detergente (FDA), da una estimación del valor de la Hemicelulosa, si bien no es exacto, ya que esta diferencia también incluye una fracción de proteína adherida a las paredes celulares. El método de fibra detergente ácido también se emplea como paso preliminar en la determinación de la lignina.

Objetivos específicos de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, será capaz de realizar la técnica de determinación de lignina a partir de la muestra de fibra ácido detergente en los alimentos e interpretar la calidad del mismo y su implicación en la alimentación y nutrición de los animales domésticos.

Criterios de desempeño:El profesional en formación será competente cuando sepa realizar e interpretar los resultados de los análisis.Y sea capaz de explicar calidad nutritiva de los recursos forrajeros.

Resultados esperados: Los profesionales en formación serán capaces de realizar la técnica e interpretar los resultados obtenidos.Identificará la importancia para la evaluación de los forrajes.Evaluación de los datos obtenidos comparados contra los de tablas y literatura


a) Cuadro de detección de riesgos.Tipo de peligro Como evitarlo Como proceder en caso

de un accidente.Sufrir alguna quemadura con vapor de agua al momento de abrir las válvulas de salida del equipo ANKOM.

El profesor será el encargado de manejar el equipo ANKOM y mostrarles las formas de manejarlo adecuadamente.




Aparato de digestión ANKOM 200 Fiber Analyzer.Bolsas de Filtración ANKOM Technology F57 Filter BagsSelladora de bolsas (ANKOM Technology 1915/1920).Desecador

Reactivos.Solución de detergente ácido:Ácido sulfúrico 1NAcetona grado reactivo libre de color

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Metodología

A. Determinación de FDA en el Digestor de Fibras ANKOM

Utilizar las bolsas de filtración con el residuo FDN

1. Colocar las 24 bolsas en las 8 charolas del suspensor de bolsas (tray), colocando 3 bolsas por charola acomodadas a 120 grados, en relación una con otra. La charola 9 se deja libre y actúa como el tope del charola 8. Acomodar el tray dentro de la cámara del equipo.

2. Adicionar 1900 a 2000 ml de la solución de ácido sulfúrico 72%, acomode el contrapeso y cierre, programe el tiempo de digestión 60 minutos, encienda agitación y calentamiento y Start para iniciar.

3. Transcurrido el tiempo se apaga la agitación y calentamiento. Se abre la válvula de salida de la solución caliente para reducir la presión interna, esperar a que salga la solución lentamente. Unicamente después se puede abrir la parte superior de la cámara.

4. Se vuelve a cerrar la válvula de salida, se agregan 1900 a 2000 ml de agua caliente (90 a 100 °C) encienda agitación durante 3 a 5 minutos, se abre la válvula de salida de líquido y se repite este procedimiento 3 veces.

5. Retirar las bolsas de las charolas y presiona ligeramente para eliminar el líquido que haya quedado atrapado, sumerja durante 3 minutos las bolsas en un vaso de precipitado de 500 con 250 ml acetona, remueva las bolsas y elimine el exceso. Deje secar a la intemperie para eliminar la acetona.

6. Más tarde, para secar las bolsas, se somete la muestra a 100°C durante 2 a 4 horas, 7. Enfriar en el desecador y pesar; este peso corresponderá al (W3).8. Colocar la bolsa en un crisol que este a peso constante, y calcinar durante 2 horas a

550°C, enfriar en un desecador y pesar (W4)

Fórmulas:

ADF tal cual = (W3 – (W1 X C1)) X 100/ W2

ADF base materia seca = (W3 – (W1 X C1)) X 100/ W2 X %materia seca

ADF en base materia seca de la materia orgánica =.... = (W4 – (W1 X C2)) X 100/ W2 X DM

W1 = peso de la bolsa sola.W2 = peso de la muestra.W3 = peso de la bolsa con la fibra digerida.W4 = peso de la bolsa con la fibra digerida y calcinada.W5 = peso de la materia orgánica (M0) =W3- W4C2 = cenizas corregidas de la bolsa (blanco).DM = materia seca.



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Para saber más.

Qué porciones de la fibra están contenidas en la FDN.Qué porciones de la fibra están contenidas en la FDA.Qué es la lignina y que utilidad tiene.Cómo se puede determinar la Hemicelulosa, y qué utilidad tiene en la alimentación del ganado.


En sus revisiones de literatura anote y explique cuales palabras encontró que no sean comunes para usted.

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PRÁCTICA 11Determinación de Lignina




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Práctica 12: Determinación de Lignina

Introducción.

Este método permite una rápida determinación de la proporción de lignina con respecto al contenido de la fracción de lignocelulosa en los alimentos. Se trabaja a partir de la muestra de FDA realizada en la práctica anterior (Práctica 11). La FDA contiene lignina, celulosa, algunas proteínas insolubles, minerales y silicio.

La lignina es un polisacárido compuesto de la unión de varios tipos de ácidos y alcoholes fenilpropílicos

Dentro de los alcoholes fenilpropílicos, los más comunes son el cumarílico, el coniferílico y el sinapílico, los cuales se entrelazan para formar estructuras complejas[

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Sin embargo, en esta fracción también aparece el silicio. La diferencia entre el valor de las paredes celulares y la fibra ácida detergente, da una estimación del valor de la Hemicelulosa, ya que esta diferencia también incluye una fracción de proteína adherida a las paredes celulares. El método de fibra detergente ácido también se emplea como paso preliminar en la determinación de la lignina.

Objetivos específicos de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, será capaz de realizar la técnica de determinación de lignina a partir de la muestra de fibra ácido detergente en los alimentos e interpretar la calidad del mismo y su implicación en la alimentación y nutrición de los animales domésticos.



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http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Lignin_structure.svg








Aparato de digestión ANKOM 200 Fiber Analyzer.Bolsas de Filtración ANKOM Technology F57 Filter BagsSelladora de bolsas (ANKOM Technology 1915/1920).DesecadorReactivos.Solución de ácido sulfúrico al 72%Acetona grado reactivo libre de color

Metodología

A. Determinación de Lignina en el Digestor de Fibras ANKOM

Utilizar las bolsas de filtración con el residuo FDA

1. Colocar las 24 bolsas en las 8 charolas del suspensor de bolsas (tray), colocando 3 bolsas por charola acomodadas a 120 grados, en relación una con otra. La charola 9 se deja libre y actúa como el tope de la charola. Acomodar el tray dentro de la cámara del equipo.

2. Adicionar 1900 a 2000 ml de la solución de ácido sulfúrico 72%, acomode el contrapeso y cierre, programe el tiempo de digestión 60 minutos, encienda agitación y calentamiento y Start para iniciar.

3. Transcurrido el tiempo se apaga la agitación y calentamiento. Se abre la válvula de salida de la solución caliente para reducir la presión interna. Y se abre la parte superior de la cámara. Se vuelve a cerrar la válvula de salida, se agregan 1900 a 2000 ml de agua caliente (90 a 100 °C) encienda agitación durante 3 a 5 minutos, se abre la válvula de salida de líquido y se repite este procedimiento 3 veces.

4. Retirar las bolsas de las charolas y presiona ligeramente para eliminar el líquido que haya quedado atrapado, sumerja durante 3 minutos las bolsas en un vaso de precipitado de 500 con 250 ml acetona, remueva las bolsas y elimine el exceso. Deje secar a la intemperie para eliminar la acetona.

5. Más tarde, para secar las bolsas, se somete la muestra a 100°C durante 2 a 4 horas, 6. Enfriar en el desecador y pesar; este peso corresponderá al (W3).7. Colocar la bolsa en un crisol que este a peso constante, y calcinar durante 2 horas a

550°C, enfriar en un desecador y pesar (W4)

Fórmulas:

91

Lignina tal cual = (W3 – (W1 X C1)) X 100/ W2

Lignina base materia seca = (W3 – (W1 X C1)) X 100/ W2 X %materia seca

Lignina en base materia seca de la materia orgánica =.... = (W4 – (W1 X C2)) X 100/ W2 X DM

W1 = peso de la bolsa sola.W2 = peso de la muestra.W3 = peso de la bolsa con la fibra digerida.W4 = peso de la bolsa con la fibra digerida y calcinada.W5 = peso de la materia orgánica (M0) =W3- W4C2 = cenizas corregidas de la bolsa (blanco).DM = materia seca.



Para saber más.




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PRÁCTICA 12

Integración de los resultados de las Fibras Detergentes Neutra (FDN) y Ácida (FDA).




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Integración de los resultados del análisis de fracciones de fibras.

2.- Número de alumnos por unidad de práctica.Se realiza esta práctica en el salón de clases, se seguirá trabajando en equipo para defender o sustentar su criterio de evaluación de los ingredientes.

3.- Introducción. La fibra es el componente primordial de los forrajes, tiene importancia desde el punto de vista fisiológico y nutritivo. Ya que es indispensable para el funcionamiento del rumen, y posee nutrientes que son parcialmente digeridos en el mismo rumen. Por lo tanto conocer su composición nos permite estimar el grado de aprovechamiento que tendrá un forraje. Hay que recordar que la célula vegetal difiere de la célula animal en que posee una pared celular, la cual constituye la fibra, que está compuesta principalmente por celulosa, hemicelulosa y lignina. Ésta fibra es prácticamente indigestible para los monogástricos y parcialmente digestible por los rumiantes y otros herbívoros. La lignina es completamente indigestible y además dificulta la digestión de los otros componentes.

Fibra Detergente Neutro (FDN): una muestra de forraje se digiere en una solución que extrae todos los contenidos celulares, quedando las paredes celulares (celulosa, hemicelulosa y lignina). Esta determinación permite predecir el consumo que tendrán los animales de ese alimento.

Fibra Detergente Ácido (FDA): en este caso la solución extrae además la hemicelulosa, quedando únicamente la lignina y celulosa. Esta es la fracción menos digestible de la fibra y permite estimar la digestibilidad del forraje.4.- Propósito específico de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, sea capaz de realizar un reporte con el análisis de fracciones de fibras y hacer indicaciones a cerca de la calidad de dicho recurso forrajero. Si fuera un ingrediente nuevo pudiera ubicarlo dentro de la clasificación de la NRC, convertir sus valores a las diferentes bases y predecir en base a sus resultados el consumo de forrajes y su digestibilidad.



Los profesionales en formación serán capaces de interpretar los resultados obtenidos.Identificará la limitante del análisis y su importancia para la evaluación de los alimentos usados para la alimentación de los animales.Evaluación de los datos obtenidos comparados contra los de tablas y literatura.Realizar búsquedas en el Internet para ver de acuerdo a las diferentes escuelas de nutrición (USA, Europa, Cuba) cual es la tendencia de análisis y predicción de valor nutritivo de los forrajes.

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5).- Normas de seguridad específicas para la práctica.

a) Cuadro de detección de riesgos. Tipo de peligro Como evitarlo Como proceder en caso



6.-Desarrollo de la prácticaPPROGRAMAROGRAMA DEDE ACTIVIDADESACTIVIDADES..Los equipos trabajarán en forma coordinada para realizar observaciones y complementar los datos de los compañeros. Todos y cada uno deben tomar sus propias notas.

Dinámica utilizada.Esta práctica se realizará en el salón de clases, pasará al pizarrón equipo por equipo y nos presentará la interpretación de los análisis.El alumno portará el manual de prácticas al momento de la práctica, mismo que habrá leído previamente, y hará una presentación tipo comercial de los ingredientes analizados, de tal forma que dé una amplia información de sus productos e interprete los análisis y al mismo tiempo sustente la defensa de los mismos.Entregar un reporte escrito de esta práctica antes de iniciar la presentación.

MMATERIALESATERIALES YY EQUIPOSEQUIPOS UTILIZADOSUTILIZADOS..Pizarrón.Cañón y PC.Póster.Materiales que traigan los participantes para exponer sus productos.

8.- Bibliografía recomendadaLa bibliografía citada en su programa de estudios de la materia de bromatología.Internet.

http://dels.nas.edu/banr/nut_req.shtmlChurch y Pond. 2002. Fundamentos de nutrición y alimentación de animales. LIMUSA.http://www.foragetesting.org/index.phphttp://www.clemson.edu/agsrvlb/photo.htm

9.- Para saber más.Historia y usos de los ingredientes usados en el ganado.Que es la para de sorgo.Es bueno o malo el nopal como nutriente para los rumiantes.El nopal forrajero cual es su principal nutriente.Al alimentar a los bovinos con nopal cual es la recomendación, cuando hay de proporcionarles y por que causa heces liquidas.

10 - Glosario de términos.

95

Incluir término en español o en inglés que sean nuevos en su vocabulario de profesional en formación en Medicina Veterinaria.

Práctica 13: Integración de los resultados de los componentes de la pared celular (Van Soest)

Introducción.

El método establecido por Van Soest permite

una rápida determinación de la lignocelulosa en los alimentos. Sin embargo, en esta fracción también aparece el silicio. La diferencia entre el valor de las paredes celulares y la fibra ácida detergente, da una estimación del valor de la Hemicelulosa, ya que esta diferencia también incluye una fracción de proteína adherida a las paredes celulares. El método de fibra detergente ácido también se emplea como paso preliminar en la determinación de la lignina.Objetivos específicos de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, será capaz de realizar la técnica de fibra ácido detergente en los alimentos e interpretar la calidad del mismo y su implicación en la alimentación y nutrición de los animales domésticos.



Normas de seguridad específicas para la práctica.a) Cuadro de detección de riesgos.Tipo de peligro Como evitarlo Como proceder en caso de un

accidente.No hay NA NA



No se utilizan materiales ni equipos en esta prácticaNo se utilizan Reactivos.

Metodología

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Para saber más.




97




PRÁCTICA 12





98


2.- Número de alumnos por unidad de práctica.Se realiza esta práctica en el salón de clases, se seguirá trabajando en equipo para defender o sustentar su criterio de evaluación de los ingredientes.

3.- Introducción. La fibra es el componente primordial de los forrajes, tiene importancia desde el punto de vista fisiológico y nutritivo. Ya que es indispensable para el funcionamiento del rumen, y posee nutrientes que son parcialmente digeridos en el mismo rumen. Por lo tanto conocer su composición nos permite estimar el grado de aprovechamiento que tendrá un forraje. Hay que recordar que la célula vegetal difiere de la célula animal en que posee una pared celular, la cual constituye la fibra, que está compuesta principalmente por celulosa, hemicelulosa y lignina. Ésta fibra es prácticamente indigestible para los monogástricos y parcialmente digestible por los rumiantes y otros herbívoros. La lignina es completamente indigestible y además dificulta la digestión de los otros componentes.

Fibra Detergente Neutro (FDN): una muestra de forraje se digiere en una solución que extrae todos los contenidos celulares, quedando las paredes celulares (celulosa, hemicelulosa y lignina). Esta determinación permite predecir el consumo que tendrán los animales de ese alimento.

Fibra Detergente Ácido (FDA): en este caso la solución extrae además la hemicelulosa, quedando únicamente la lignina y celulosa. Esta es la fracción menos digestible de la fibra y permite estimar la digestibilidad del forraje.4.- Propósito específico de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, sea capaz de realizar un reporte con el análisis de fracciones de fibras y hacer indicaciones a cerca de la calidad de dicho recurso forrajero. Si fuera un ingrediente nuevo pudiera ubicarlo dentro de la clasificación de la NRC, convertir sus valores a las diferentes bases y predecir en base a sus resultados el consumo de forrajes y su digestibilidad.





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7.-Sistema de evaluaciónLos conocimientos y habilidades serán evaluados a través de la presentación. Las actitudes se evaluarán a través de la responsabilidad del alumno ante su práctica y su entorno. (Anexo 1 y 2)

Método de asignación de calificaciones.Asistir a laboratorio y cumplir con las actividades es obligatorio para tener calificación en cada práctica.

5 %

Lista de cotejo (Anexo 1) 5%Entrega y calidad del reporte (Anexo 2) 5%Presentación de su seminario 5%Nota: la calificación y su ponderación será de acuerdo a lo estipulado en el plan de estudios.



9.- Para saber más.

100

Historia y usos de los ingredientes usados en el ganado.Que es la para de sorgo.Es bueno o malo el nopal como nutriente para los rumiantes.El nopal forrajero cual es su principal nutriente.Al alimentar a los bovinos con nopal cual es la recomendación, cuando hay de proporcionarles y por que causa heces liquidas.

10 - Glosario de términos.Incluir término en español o en inglés que sean nuevos en su vocabulario de profesional en formación en Medicina Veterinaria.

101

Práctica 10 Determinación de FDN Laboratorio de Nutrición Animal

4 horas / semana 10

Práctica 11 Determinación de FDA Laboratorio de Nutrición Animal

4 horas /semana 11

Práctica 12 Determinación de Lignina Laboratorio de Nutrición Animal

4 horas /semana 11


Salón de clases. 2 horas /semana 12.

102

Parte V. Digestibilidad de los alimentos y bioenergética

Práctica 14Digestibilidad de la Materia Seca in Situ

Vacas fistuladasLaboratorio de Nutrición Animal

4 Horas / semana 13

Práctica 15 Digestibilidad de la Materia Seca in Vitro

Laboratorio de fermentación in Vitro

4 Horas / semana 14

Práctica 16 Calorimetría y bioenergética


2 Horas / semana 15

Práctica 17 Producción de Gas Laboratorio de fermentación in Vitro

96 Horas / semana 15

Práctica 18 Tilley&Terry Modificada Laboratorio de fermentación in Vitro

48 Horas / semana 14

Práctica 19 RUSITEC Laboratorio de fermentación in Vitro

10-20 días / semana 15

Práctica 20 Ranchos Salidas a otras explotaciones

4 horas/ semana 15

Introducción a los estudios de digestibilidad y fermentación ruminal

La calidad nutricia de los alimentos, tal y como es medida en el laboratorio de bromatología sólo permiten conocer un aspecto de los mismos, la composición química de los mismos, sin embargo, no ofrecen información sobre el valor que pueden tener como nutrientes, ya que estos no estarán disponibles para el animal hasta que no hayan sido digeridos y absorbidos. Para esto se requiere conocer tanto la extensión y velocidad de los procesos de digestión como los compartimentos digestivos donde esto se lleva a cabo.En el caso de los rumiantes, los alimentos pasan primero a una cámara de fermentación bacteriana donde las diferentes poblaciones de bacterias, hongos y protozoarios degradan los nutrientes para formar su propio crecimiento y liberando productos de degradación al medio ruminal. Dentro de estos se encuentran los productos finales de la fermentación anaeróbica, los llamados ácidos grasos volátiles (acético, propiónico, butírico, principalmente), los cuales se absorben a través de las vellosidades de la pared ruminal y que son la principal fuente de energía para el rumiante. Los carbohidratos se dividen en aquellos que son parte del contenido celular y que son solubles (azúcares, almidones y pectinas) y aquellos que son parte de la pared vegetal y que son insolubles (hemicelulosa, celulosa y lignina) y que deben ser fermentados por los microorganismos ruminales. Este proceso puede ser muy tardado, dependiendo del grado de complexión entre la lignina y la celulosa, por lo que parte del alimento sale del rumen sin ser completamente degradado.Por otro lado, una parte proteína de los alimentos es parcialmente degradada y reconvertida a proteína microbiana, la cual es de un valor biológico superior a la de la proteína de los alimentos ingeridos, especialmente cuando estos son de origen fibroso, como en los pastos tropicales. Las proteínas no degradadas así como bacterias y protozoarios pasan al estómago (abomaso) y al intestino delgado para ser digeridos y absorbidos.Es, pues, el objetivo de las técnicas de digestibilidad el cuantificar la extensión y tasa de degradación en el rumen, con el objetivo de valorar el verdadero potencial alimenticio de los alimentos. Se dividen las técnicas de digestibilidad en aquellas que se realizan en el interior del animal, in situ cuando es dentro del rumen e in vivo cuando es todo el animal, y a las técnicas in vitro, que se realizan en laboratorio. En este proyecto se realizaron una técnica in situ y otra in vitro.

103

Justificación En la práctica de la nutrición animal ya no basta con conocer únicamente la composición química de los alimentos, también es necesario conocer cuánto y qué tan rápido se digieren éstos en los diferentes segmentos del tracto digestivo. Esto permite balancear dietas que no sólo llenan los requerimientos nutricionales de los animales sino que también permiten bajar su costo al usar de forma más eficiente los alimentos.

DMS y DMO Los resultados se presentan como Digestibilidad de la Materia Seca (DMS) en g/kg MS o en %También se presentan como Digestibilidad de la Materia Orgánica (DMO) en g/kg MS o en %

Digestibilidad in vivo

Determinación de la digestibilidad en el tracto digestivo completo del animal vivo, calculando la diferencia de MS entre el alimento ofrecido y lo recogido en heces:DMSin vivo = MSalim – MSheces / MSAlim

Digestibilidad in situ

Determinación de la digestibilidad en el rumen de un bovino o borrego fistulizado introduciendo bolsas de nylon y dejándolo durante 48 horas. Se calcula la diferencia de MS entre el alimento ofrecido y lo recogido al final de la fermentación:DMSin situ = MSalim – MSresiduo / MSAlim

Digestibilidad in vitro

Determinación de la digestibilidad en un sistema de fermentación in vitrocalculando la diferencia de MS entre el alimento introducido al sistema y el residuo del mismoDMSin vitro = MSalim – MSresiduo / MSAlim

Ejemplo de digestibilidad

Una vaca come 9 kg de heno de alfalfa con 8 kg MS y excreta 3 kg MS en heces

Tilley & Terry Sistema de fermentación en lotes a 48 horas seguido de una digestión ácida

ANKOM Incubadora ANKOM DAISY II de 4 frascos rotativos con capacidad de 2 litros de líquido ruminal y buffer cada uno para utilizarse con bolsas de fermentación tipo ANKOM F57.

Producción de Gas

Basado en la producción de gas durante el proceso fermentativo, se mide el volumen (ml) y la presión dentro del frasco (p.s.i.). Es importante correlacionar los resultados con aquellos de la digestibilidad in vitro.

RUSITEC Técnica de Simulación Ruminal (Rumen Simulation Technique) de Czerkawski & Breckenridge (1977). Sistema de fermentación semicontinuo a largo plazo y toma de muestras de pH, AGV, volumen y composición de gases y microflora a diferentes tasas de paso y niveles de alimentación.

104

Introducción a la bioenergética de los alimentos

Bioenergética de los alimentos

TND Total de Nutrientes DigestiblesHistoria%TND = PCD + EED + FCD + ELND

(%PC)*(1)*(0.75) + (%EE)*(2.25)*(0.9) + (%FC)*(1)*(0.5) + (ELN)*(1)*((0.9 = Concentrados) ó (0.75 = Forrajes))

Energía digestible (ED)

ED = TND * 4.409 Mcal/Kg MS

Energía Metabolizable (EM)

EM = TND * 3.615 Mcal/Kg MS

Utilización de la energía

Energía BrutaEB

Energía DigestibleED

Energía MetabolizableEM

Energía NetaEN

Energías Neta de Mantenimiento y Producción

Contenido de energía en los enlaces químicos del alimento

EB menos la energía perdida en heces, sea de origen alimenticio o endógeno

ED menos la energía de orina y de gases digestivos (Metano, CH4; Hidrógeno, H2)

EM menos el calor producido durante la fermentación (Incremento Calórico, IC)

ENmant:Metabolismo basalActividadTermorregulaciónEN prod:CrecimientoLactanciaReproducciónLana

Utilización de la proteínaCalorimetría Historia

Calorimetría directa

Calorímetro de ParrOxidación completa de la muestra en un ambiente puro de oxígeno, midiendo el cambio de temperatura del baño de inmersión, se obtiene la energía bruta (EB) de la muestraSi se mide la energía del alimento y de las heces se puede obtener la energía digestible:ED = EBalim – EBheces

Calorimetría indirecta

Medición de consumo de O2 y eliminación de CO2

105


Práctica 14: Digestibilidad de la Materia Seca In Situ


Dr. Carlos U. Häubi Segura.


106

Práctica 14: Digestibilidad de la Materia Seca In Situ

Introducción

La técnica original de Digestibilidad In Situ es la Técnica de la bolsa de Nylon de Bob Orskov (Orskov et al., 1980), donde se introduce una muestra de alimento en una bolsa de material sintético y se deposita en el rumen de una vaca u oveja fistulada, dejándose ahí durante un período de 48 horas, con el objetivo de alcanzar una degradación del alimento similar a la que ocurriría en un animal comiendo en forma natural. Para proyecto de investigación se puede modificar dicha técnica y se establecen más tiempos de permanencia en el rumen (0, 6, 12, 18, 24, 36, 48, 72, 96 y 120 horas) con el objetivo de obtener curvas de degradabilidad que no sólo indiquen la cantidad que se digirió a un tiempo dado, sino que además permitan comparar las velocidades de degradación relativa entre cada ingrediente.En una corrida de digestión in situ es aconsejable incluir muestras de otros forrajes utilizados en la alimentación del ganado: heno de alfalfa, rastrojo de maíz, ensilado de maíz y paja de cebada, aunque estos sólo se utilicen para tener un punto de comparación con respecto al ingrediente en investigación

Objetivos específicos de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, será capaz de realizar la técnica de fibra ácido detergente en los alimentos e interpretar la calidad del mismo y su implicación en la alimentación y nutrición de los animales domésticos.





de un accidente.



Bolsas de nylon Ligas de 1” de colores

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Hilo de nylon de pescaBalanza electrónicaHorno de secado de aire forzado

Vacas fistuladas

Reactivos.No se requieren

Metodología

Para la técnica mencionada se utilizan bolsas de nylon hechas a mano con hilo sintético o bien se pueden comprar bolsas sintéticas “ANKOM Forage Bags” (ANKOM Technology, Macedon, NY). Las cuales bolsas se cierran haciendo una asa y se amarran con una liga de 1 pulgada de diferentes colores como código identificador (Office Depot, Mex.). Para cada muestra y cada tiempo se llenan bolsas por duplicado. Las bolsas y su liga se pesaron primero vacías, se introdujo una muestra aproximada de 2g en el interior de la misma y se cerraron con la liga, para pesarse de nuevo. El peso exacto de la muestra introducida (Peso Inicial) se calculó a partir de los pesos de la bolsa vacía y llena. El día del experimento se formaron racimos de bolsas correspondientes a los tiempos de retiro preestablecidos y se amarraron con un hilo de pesca. Los diferentes racimos se introdujeron y se retiraron del rumen a los tiempos preestablecidos por el modelo experimental.Cabe mencionar que el trabajo con una vaca fistulada requiere de mucho cuidado y tacto. Las vacas son animales sensibles y es importante que ella misma quiera trabajar por lo que se les trata con gran delicadeza y paciencia, esperando a que ella esté lista para el trabajo. Es aconsejable llevar algún premio (alimento dulce y jugoso) para establecer una respuesta positiva.Se amarra suavemente a la vaca contra un poste y se retira el tapón de la fístula. Se retira la porción superior de alimento a medio fermentar y se deposita en una cubeta. Cuando ya se tiene espacio suficiente para maniobrar se procede a introducir los racimos de bolsas de fermentación, amarando cada uno por separado un hilo guía, el cual finalmente es el que se amarra al tapón de la fístula. Se debe empujar el conjunto de racimos hasta que alcance el nivel del líquido ruminal y se empape del mismo, sumergiéndose. Después de esto se devuelve una cantidad del alimento medio fermentado de la cuneta y se cierra de nuevo la fístula con el tapón. Se checa que el tapón esté bien colocado, con un cierre casi hermético (no se puede lograr un cierre hermético total por la presencia del hilo guía) y que no haya escurrimientos importantes. A continuación se procede a lavar la vaca, se le premia de nuevo y se le regresa su corral. Cabe mencionar que las vacas fistuladas, pese a lo que los observadores externos puedan opinar, son las mejor tratadas y consentidas del hato, ya que tienen un alto valor para el CCA y es importante mantenerlas más tiempo que al ganado productor de leche.Para retirar las bolsas se lleva a cabo el mismo proceso pero a la inversa. Se retira el tapón y se saca suficiente alimento hasta alcanzar el racimo de bolsas. Muchas veces es necesario retirar todos los racimos y buscar aquel racimo que corresponde al horario de retiro. Se corta el hilo de nylon que lo conecta el cable guía y se devuelven las bolsas restantes al interior del rumen. Se vuelve a colocar el tapón y se lava la zona circundante con abundante agua y un cepillo para evitar que las moscas sean atraídas y molesten a la vaca. Las bolsas retiradas son lavadas a mano para retirar contenido ruminal que pega a las mismas y para extraer el líquido ruminal de su interior que contiene alimento digerido y bacterias. Las bolsas se colocan en charolas en un horno de aire forzado a 60°C por 24 horas. No se recomienda meter las bolsas al horno de 100°C porque a esta temperatura es más factible que se formen complejos de Maillard y que se dificulten cualquier otro análisis con el mismo material. Las bolsas se sacan del horno y se dejan enfriar en un desecador con sílica gel para evitar que la humedad ambiental se condense en las mismas. Las bolsas se pesan con todo y liga. Se procede a capturar los datos en una hoja de cálculo electrónica, la cual automáticamente calcula la cantidad de peso final y el porcentaje de degradabilidad. A continuación se muestran las casillas utilizadas y un ejemplo:

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A. Peso Bolsa



D. Bolsa + Muestra digerida

E. Peso Final (Pf)

F. %DMS

G. %MS

H. %DMS100


Pf = D – A

= Pi – Pf / Pi x 100

= %DMS * 100/%MS

Ej. 20.1 2.5678 4.5678 2.0000 3.8765 1.3087 34.56% 94.5% 36.57%

Donde:

A. Peso bolsa: es el peso de la bolsa y la liga vacíasB. Peso bolsa + muestra: es el peso de la bolsa ya con la muestra cerrada con su liga.C. Peso inicial (Pi): es el cálculo de la muestra solaD. Bolsa + muestra digerida: es el peso de la bolsa con la muestra y su liga después de ser sometida a digestibilidad y secada a 60°C durante 24 horasE. Peso final (Pf): es el peso de la muestra degradada sola, se calcula a partir del peso de la bolsa con la muestra (D) menos el peso de la bolsa y su liga (A).F. %DMS: es el cálculo de la digestibilidad aparente de la materia seca, se calcula como proporción de la diferencia entre el peso inicial y el peso final sobre el peso inicial y se expresa en porcentaje.G. %MS: es el porcentaje de materia seca que había en la muestra al inicio de la determinación. Generalmente el valor fluctúo entre 93 y 96%.H. %DMS100: es el valor de digestibilidad aparente corregido a materia seca 100%.

Es importante resaltar este punto ya que en otros experimentos en los que se ha asesorado a alumnos de maestría y doctorado de otras instituciones, éstos no habían llenado los registros en forma correcta y al final del experimento había dificultades para calcular los resultados. El principal error observado es el de pesar únicamente la bolsa llena (B), o bien el peso de la muestra (C), lo que obliga al investigador a vaciar las bolsas al final de la investigación para obtener el valor del peso final (D). Esto implica un trabajo adicional y una fuente de error importante.Otro error observado es el de anotar los valores en cuadernos o libretas de apuntes, lo cual tiene como desventaja el que se pierda la libreta, se ensucie, y que al momento de hacer los cálculos falten datos o no estos no estén ordenados en forma consistente.Se aconseja generar la hoja de cálculo primero y llenarla con valores dummy para detectar posibles errores en el cálculo de los resultados. Posteriormente se deben imprimir formatos antes del pesaje de las bolsas. Los formatos deben llenarse a mano, para posteriormente vaciarlos en la computadora y hacer los cálculos en la misma, con el objetivo de evitar errores de captura.Una vez que se han capturado los datos en la hoja de cálculo se debe hacer el análisis de data mining. No se recomienda iniciar el proceso de análisis estadísticos hasta no saber lo que los datos arrojan. Se recomienda hacer una tabla dinámica de datos y moverlos de tal manera que responda a las preguntas que se quiere contestar.Los resultados se grafican en una gráfica de dispersión (X-Y) con el tiempo como variable independiente (eje de las X) y la degradabilidad como variable dependiente (eje de las Y). En este caso se espera ver una serie de curvas sigmoides que alcanzan la asíntota al final de los 96 ó 120 horas de digestión. Los valores de digestión pueden variar según la muestra y el tiempo de digestión, pero en general, las curvas mantienen su forma a lo largo de todo el proceso.Las bolsas con el material seco pueden guardarse para realizar otras pruebas sobre el mismo, por ejemplo, resulta de gran interés incinerar una porción para determinar la digestibilidad de la materia orgánica, o bien, realizar un análisis bromatológico completo sobre las mismas para evaluar la digestibilidad de cada nutriente. En este caso estas determinaciones ya no se realizaron por falta de presupuesto.

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Los resultados de las pruebas de digestibilidad en general son burdos, por lo que se sugiere siempre complementar los mismos con otras técnicas in vitro, como se describe a continuación.


Para saber más.



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PRÁCTICA 15

Digestibilidad de la Materia Seca In Vitro


M. en C. Ma. Guadalupe Acero GodínezDr. Carlos U. Häubi Segura


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PRÁCTICA 15: Digestibilidad de la Materia Seca In Vitro

Introducción. 4.- Propósito específico de la práctica.










Bibliografía recomendadaLa bibliografía citada en su programa de estudios de la materia de bromatología.Internet.


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Para saber más.Historia y usos de los ingredientes usados en el ganado.Que es la para de sorgo.Es bueno o malo el nopal como nutriente para los rumiantes.El nopal forrajero cual es su principal nutriente.Al alimentar a los bovinos con nopal cual es la recomendación, cuando hay de proporcionarles y por que causa heces liquidas.

Glosario de términos.Incluir término en español o en inglés que sean nuevos en su vocabulario de profesional en formación en Medicina Veterinaria.

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Práctica 15: Digestibilidad de la Materia Seca In Vitro por la Técnica ANKOM




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Práctica 15: Digestibilidad de la Materia Seca In Vitro por la Técnica ANKOM

Introducción.

Debido al elevado costo y complejidad de mantener ganado vivo para realizar pruebas de digestibilidad se han desarrollado varias técnicas de laboratorio que simulan ambientes ruminales y que permiten un mejor control de las variables que pueden afectar el resultado (poblaciones bacterianas, tipos de alimentos, aditivos, antibióticos, pH, temperatura, velocidad de paso, etc.).Entre estas técnicas se encuentra la de Tilly&Terry (1963), las técnicas de producción de gas, el RUSITEC y el digestor ANKOM, que es la que se realiza actualmente en el CCA.

La técnica ANKOM es una técnica de degradación en lotes, donde el incubador contiene cuatro frascos revolventes, cada uno con hasta 100 pequeñas bolsas de papel filtro (Modelo F57) sumergidas en líquido ruminal amortiguado. Esta técnica permite realizar determinaciones de la degradación materia seca, fibras neutro detergentes (FND), fibra ácido detergente (FAD) y lignina (Lig) utilizando la misma muestra. La técnica puede utilizarse para hacer determinaciones parciales durante 96 horas para obtener curvas de degradación exactas (Mould y Nordheim, 1998) cuyos parámetros pueden analizarse matemáticamente con modelos exponenciales (McDonald, 1981) o sigmoides (Gompertz, France et al., 1993).El modelo DaisyII de ANKOM permite trabajar con cuatro ambientes de fermentación diferentes al mismo tiempo. Las bolsas con alimentos pueden ser extraídas a tiempos diferentes para dar curvas de degradación exactas.

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Objetivos específicos de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, será capaz de realizar la técnica de digestibilidad de la materia seca in Vitro en los alimentos e interpretar la calidad del mismo y su implicación en la alimentación y nutrición de los animales domésticos.










Aparato DaisyII Incubator (ANKOM Tehnologies, Macedon, NY)Aparato de digestión ANKOM 200 Fiber Analyzer.Bolsas de Filtración ANKOM Technology F57 Filter BagsSelladora de bolsas (ANKOM Technology 1915/1920).Desecador.Reactivos.Acetona grado reactivo libre de colorPara la Saliva artificial:K2HPO4

MgSO4*7 H2ONaClCaCl2*2 H2OUrea

Solución B:Na2CO3

Na2S

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Metodología

En este proyecto se utilizaron dos equipos de incubación ANKOM DaisyII (ANKOM Technologies, Macedon, NY), Cada equipo consta de cuatro frascos de 5 L revolventes dentro de una incubadora en los cuales se meten bolsas filtro con las muestras a degradar, una saliva artificial apropiada para el tipo de trabajo y líquido ruminal. Los frascos cuentan con una tapa de rosca con un ventil para evitar incrementos en la presión interior. Durante el proceso de fermentación se forma una cantidad importante de dióxido de carbono producido en forma primaria por la fermentación bacteriana y en forma secundaria por el efecto de los ácidos sobre el bicarbonato y carbonato, empujando la reacción hacia la izquierda:

H2O + CO2 H2CO3 HCO3- + H+ CO3

2- + H+ + H+

Los tiempos de degradación son determinados por el investigador, pudiendo ser de tiempo final (48 horas) o bien a diferentes tiempos para establecer curvas de degradación.La saliva artificial seleccionada para este experimento fue la propuesta por ANKOM, la cual tiene un pH de 6.8 y permite mantener el pH estable durante todo el período de fermentación. Para cada frasco se requiere de 1330 ml de la solución A y 266 ml de la solución, por lo que se prepararon suficiente solución para 8 frascos (11.0 y 2.5 L respectivamente). La fórmula y las cantidades utilizadas fueron las siguientes.

Cuadro 3. Solución de saliva artificial utilizada para la digestibilidad de la materia seca in Vitro según la técnica de ANKOM Daisy II Incubator.

Solución A: g/L g/11 LK2HPO4 10 110MgSO4*7 H2O 0.5 5.5NaCl 0.5 5.5CaCl2*2 H2O 1.0 11Urea 0.5 5.5

Solución B: g/L g/2.5LNa2CO3 15.0 37.5Na2S 1.0 2.5

Se preparan las soluciones por separado para evitar interacción entre los iones de calcio y los iones carbonato, lo cual precipitaría inmediatamente la solución.

Se utilizan las mismas bolsas filtro F57 (ANKOM Technologies, Macedon, NY) utilizadas en la determinación de componentes de la pared celular (FDN y FDA). Las bolsas se deben sumergir previamente en acetona durante 3 a 5 minutos y luego dejar que se sequen al aire libre. Las bolsas se enumeran con un marcador indeleble especial, pudiéndose utilizar marcadores textiles, y se pesan. Acto seguido se llenan con 0.3 g de la muestra y se sellan térmicamente (Heat-Impulse Sealer). Las bolsas se vuelven a pesar ya llenas y se anotan los valores en el formato adecuado. Al igual que en la determinación in situ se recomienda utilizar un sistema de columnas para facilitar la captura y cálculo de los datos. A continuación se presenta el formato utilizado y un ejemplo ya llenado:

Muestra ID

A. Peso Bolsa



D. Bolsa + Muestra digerida

E. Peso Final (Pf)

F. %DIVMS

G. %MS

H. %DIVMS100


Pf = D – A

= Pi – Pf / Pi x 100

= %DIVMS * 100/%MS

#1 0.5678 0.8678 0.3000 0.7765 0.2087 30.43% 94.5% 32.20%

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Donde:

A. Peso bolsa: es el peso de la bolsa vacíaB. Peso bolsa + muestra: es el peso de la bolsa ya con la muestra selladaC. Peso inicial (Pi): es el cálculo de la muestra solaD. Bolsa + muestra digerida: es el peso de la bolsa con la muestra y su liga después de ser sometida a digestibilidad y secada a 60°C durante 24 horasE. Peso final (Pf): es el peso de la muestra degradada sola, se calcula a partir del peso de la bolsa con la muestra (D) menos el peso de la bolsa (A).F. %DIVMS: es el cálculo de la digestibilidad aparente de la materia seca, se calcula como proporción de la diferencia entre el peso inicial y el peso final sobre el peso inicial y se expresa en porcentaje.G. %MS: es el porcentaje de materia seca que había en la muestra al inicio de la determinación. Generalmente el valor fluctúo entre 93 y 96%.H. %DIVMS100: es el valor de digestibilidad aparente corregido a materia seca 100%.

La organización de las bolsas es importante, ya que en una corrida de este tipo se pueden llegar a utilizar 250 bolsas y hay que saber dónde esta cada bolsa en cada instante. Se recomienda imprimir un juego grande de los formatos y utilizar una hoja para cada muestra, añadiendo el factor tiempo en la columna de la identificación (Muestra ID).Las bolsas se deben repartir en cada uno de los frascos según el modelo experimental que se quiera llevar a cabo. Se recomienda un máximo de 24 a 25 bolsas por frasco. Se pueden trabajar diferentes muestras en un mismo frasco, donde el frasco representa un tiempo de incubación. Se recomienda siempre comparar el ingrediente a evaluar con otros forrajes usados en la alimentación animal (heno de alfalfa, rastrojo de maíz, ensilado de maíz y paja de cebada) y se recomienda hacerlo por triplicado, lo que implica un total de 248 bolsas (9 muestras x 3 x 9 tiempos) y tres bolsas control.En nuestros proyectos se manejan 9 tiempos (0, 6, 12, 18, 24, 36, 48, 72, y 96 horas) por lo que cada frasco fue un tiempo de fermentación, lo cual facilita el trabajo, ya que al momento de retirar las bolsas se vacía completamente el frasco y se lavan todas las bolsas en forma conjunta.

El día de la incubación, se mezclan en cada frasco de fermentación las cantidades de solución A y B y se dejan a calentar dentro de una incubadora o dentro de los mismos equipos Daisy II hasta que alcancen la temperatura de 39 °C y se equilibre la temperatura durante al menos veinte a treinta minutos.Para obtener el líquido ruminal es necesario contar con uno o dos animales fistulados, de presencia con una dieta similar a la de los ingredientes que se van a evaluar. El equipo necesario para obtener el líquido ruminal consta de una cubeta grande (15 L) y un pequeña (5 L), 2 frascos termos grandes (1 a 2 L), manta de cielo (1 m2), un embudo de plástico o vidrio (cuidado), un vaso largo de plástico o frasco angosto o bien una botella de plástico PET. Se recomienda utilizar 2 Guantes de palpación y 2 guantes de latex de tacto por persona. Se requiere de una licuadora eléctrica grande para homogenizar el contenido ruminal y un tanque de CO2 para mantener todo el equipo bajo condiciones de anaerobiosis.Antes de ir por el líquido ruminal se llenan los dos termos grandes (2 L) con agua a 39 °C, y la licuadora se llena con agua más caliente (50-60 °C). El líquido ruminal utilizado es obtenido de las vacas fistuladas del CCA-UAA (vaca #998 y #999, F1 cruza Holstein con cebú). Las vacas están en producción de leche por lo que se pueden encontrar en producción o secas en un momento dado, lo que implica que la dieta a la que están acostumbradas puede ser diferente en diferentes momentos del año. Es importante elegir la dieta cuidadosamente con respecto al tipo de experimento que se quiera realizar. Se trabaja con la vaca fistulada de la misma manera que hace en la digestibilidad in situ. Se retira el tapón y se comienza a sacar suficiente contenido ruminal hasta alcanzar la mata flotante, que es el material vegetal en pleno proceso de fermentación. Se toman puñados de esta “mata” y se coloca sobre la manta de cielo para exprimirla y dejar que el líquido escurra en el embudo y adentro del frasco termo. Se repite este procedimiento hasta que los dos termos están

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completamente llenos. A continuación se introduce la botella de PET o el vaso dentro del rumen invertida y se voltea una vez que se alcanza el nivel donde se encuentra el líquido ruminal libre, de manera que se obtiene una muestra de este otro compartimento ruminal. Finalmente se toma un buen puño de contenido ruminal y sin exprimirlo se invierte el guante de palpación para este quede guardado en su interior. A continuación se vuelve a colocar el tapón en su lugar, se lava a la vaca y se le devuelve a su corral.Este proceso no tiene que ser estéril pero las bacterias deben estar el menor tiempo de contacto con el aire. Se aconseja no dejar más de una hora desde la extracción del contenido ruminal hasta su inoculación. Se traslada el contenido ruminal y los termos al laboratorio.En el laboratorio se introduce el contenido ruminal del guante de palpación con una cantidad similar de solución buffer (200-300ml) en la licuadora y se llena la misma con CO2 para mantener un ambiente anaeróbico durante el proceso de licuado. El licuado se filtra con la manta de cielo y se le agrega el líquido ruminal de los termos y de la botella PET. Se debe calcular 400 ml de líquido ruminal por frasco ANKOM.A continuación se saca un frasco del equipo DaisyII, que ya contiene las dos soluciones buffer (A y B) precalentadas a 39°C, y se le añaden 400 ml de contenido ruminal y se le agregan las bolsas filtro con las muestras a procesar. Durante todo este tiempo se tiene que tener una manguera con CO2 dentro del frasco para evacuar el aire sobrenadante. Es importante que la manguera no burbujee dentro de la solución ya que esto causaría una acidificación del medio. Finalmente se cierra el frasco y se devuelve a la incubadora y se repite el mismo procedimiento con el siguiente frasco. La incubadora, que ya estaba a temperatura constante, ahora se pone a rotar.

La recolección de las muestras se realiza a los tiempos determinados. Se apaga el rotor y se extrae el frasco correspondiente, se cierra la puerta y se vuelve a arrancar el rotor. El frasco se abre y se extra el líquido, el cual puede ser guardado para análisis posteriores y para determinar el pH del mismo. Se extraen las bolsas y se lavan manualmente en agua tibia hasta que el líquido salga limpio. Se meten a secar a un horno de aire forzado a 60°C durante 24 horas, o bien a 105°C por un mínimo de dos horas. Las bolsas se meten al desecador y se pesan, registrándose los resultados en la columna D del formato presentado anteriormente. Con esto se puede determinar la degradabilidad o digestibilidad aparente del forraje, utilizando la fórmula:

%DMD = (Peso inicial – Peso final) x 100 Peso inicial

Nota: Este valor debe ser corregido por el valor de materia seca

Aún cuando este valor de digestibilidad es útil, se sabe que en la muestra degradad todavía se encuentra material digerido pero que no se pudo lavar completamente y una cierta cantidad de bacterias que pueden afectar al resultado final, por lo que es aconsejable someter a las bolsas a un lavado con detergente neutro. Con esto se logra eliminar los componentes solubles y obtener el residuo FDN y calcular la digestibilidad verdadera in Vitro (IVTD, por sus siglas en inglés). A continuación se presenta la fórmula y su explicación:

IVTDAs Recived = 100 – (W3 – (W1 x C1)) x 100/ W2

IVTDDM = 100 – (W3 – (W1 x C1)) x 100/ W2 x DM

Donde:W1 = Peso de la bolsa vacío (A)W2 = Peso inicial, Peso de la muestra sola ( C)W3 = Peso final de la bolsa después de la digestión y del lavado FDN. C1 = Corrección por bolsa control (Peso final seco/ peso inicial de la bolsa)final oven-dried weight / original blank bag weight)DM = % dry matter = % materia seca

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Para saber más.



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PRÁCTICA 16

Calorimetría y bioenergética


M. en C. Ma Guadalupe Acero GodínezDr. Carlos U. Häubi Segura


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Calorimetría y bioenergética

Introducción.

Objetivos específicos de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, sea capaz de realizar un reporte con el análisis de fracciones de fibras y hacer indicaciones a cerca de la calidad de dicho recurso forrajero. Si fuera un ingrediente nuevo pudiera ubicarlo dentro de la clasificación de la NRC, convertir sus valores a las diferentes bases y predecir en base a sus resultados el consumo de forrajes y su digestibilidad.










MMATERIALESATERIALES YY EQUIPOSEQUIPOS UTILIZADOSUTILIZADOS..Pizarrón.

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Cañón y PC.Póster.Materiales que traigan los participantes para exponer sus productos.

Bibliografía recomendadaLa bibliografía citada en su programa de estudios de la materia de bromatología.Internet.


Para saber más.Historia y usos de los ingredientes usados en el ganado.Que es la para de sorgo.Es bueno o malo el nopal como nutriente para los rumiantes.El nopal forrajero cual es su principal nutriente.Al alimentar a los bovinos con nopal cual es la recomendación, cuando hay de proporcionarles y por que causa heces liquidas.

Glosario de términos.Incluir término en español o en inglés que sean nuevos en su vocabulario de profesional en formación en Medicina Veterinaria.

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Práctica 16: Calorimetría y bioenergética




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Introducción.

Objetivos específicos de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, será capaz de realizar la técnica de calorimetría directa en los alimentos e interpretar la calidad del mismo y su implicación en la alimentación y nutrición de los animales domésticos.










Reactivos.

Metodología



Para saber más.

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Práctica 17: Digestibilidad in vitro por producción de gas.




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Digestibilidad in Vitro por producción de gas

Introducción

El volumen de gas producido durante la fermentación ruminal puede ser utilizado para determinar la degradabilidad y la energía metabolizable (EM) de los forrajes para rumiantes mediante el uso de mediciones fraccionadas (Theodorou et al., 1994). La técnica de producción de gas utilizada (Reading Pressure Technique, RPT, Mauricio et al., 1999) utiliza una combinación de medición de la presión de gas por medio de un transductor de presión conectado a una computadora y la degradación de la materia seca. Las mediciones se realizan a intervalos preestablecidos y las botellas se abren para medir el pH y obtener muestras para análisis químicos, así como para medir la tasa de degradación de la materia orgánica.

Objetivos esperados de la prácticaEl profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, sea capaz de realizar un reporte con el análisis de fracciones de fibras y hacer indicaciones a cerca de la calidad de dicho recurso forrajero. Si fuera un ingrediente nuevo pudiera ubicarlo dentro de la clasificación de la NRC, convertir sus valores a las diferentes bases y predecir en base a sus resultados el consumo de forrajes y su digestibilidad.









Balanza electrónica

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Horno de secado de aire forzado100 Frascos de vidrio de 125 ml100 Agujas insulinitas (Cal 25)Incubadora (39°C)Transductor de presiónComputadoraPotenciómetro

Vacas fistuladasEquipo para toma de líquido y contenido ruminal

Reactivos.

Elementos TrazaCloruro de calcioCloruro de manganesoCloruro de cobaltoCloruro de hierroTotal

Solución bufferBicarbonato de sodioBicarbonato de amoniaTotal

Elementos macroFosfato di-sódicoFosfato de potasioSulfato de magnesioTotalSol ReducciónSulfato de sodioHidróxido de sodioTotalSol ColoranteResarzurina

Metodología

Preparación de los substratosLos ingredientes a utilizar en la producción de gas deben ser similares a los utilizados en la producción animal, en especial de los sistemas productivos a evaluar. Así mismo, es importante combinar ingredientes de alta digestibilidad, para estimular el crecimiento bacteriano, junto con ingredientes de baja digestibilidad, para obtener diferencias medibles en respuesta al tratamiento elegido. En el caso del presente estudio, se utilizarán ingredientes utilizados en la producción de leche, heno de alfalfa y rastrojo de maíz. Es de esperarse que la alfalfa sea degradada más rápido que el rastrojo de maíz, con lo que las curvas de producción de gas serán más detalladas.Los ingredientes se secan a 60°C durante 48 horas, posteriormente se muelen hasta pasar por una rejilla de 1mm de diámetro. Los ingredientes se mezclan en proporción de 60% heno de

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alfalfa y 40% rastrojo de maíz. Muestras de cada ingrediente, así como la mezcla de ambos, se mandan al laboratorio de bromatología para realizar el análisis químico proximal de los mismos. Esto incluye las determinaciones de materia seca, extracto libre de nitrógeno (ELN), proteína cruda (PC), extracto etéreo (EE), cenizas (Cen.). Además se lleva a cabo la determinación de fibra neutro detergente (FND) y fibra ácido detergente (FAD) y lignina (Lig) con el método de ANKOM®. En este caso además se determinará la cantidad de fósforo ya que de esto dependerá la cantidad de fósforo a utilizar como tratamiento.

Preparación de los medios de cultivosEl medio de cultivo paras las bacterias cuenta con solución buffer (bicarbonato de sodio y de amonia), macro (Na+, K+, Mg2+, Cl-, sulfatos) y microminerales (Ca2+, Mn2+, Co2+, Fe2+), así como una solución reductiva (Na2S) y un colorante (Resarzurina).En este caso en especial, en el que se mide el efecto de los fosfatos sobre la actividad bacteriana, es necesario modificar la composición del medio de cultivo de manera que el control (bajo fosfato) esté por debajo de los requerimientos nutricionales de las bacterias. Estos niveles serán determinados por medio de experimentos preliminares utilizando cultivos en botellas, semejantes a la técnica de Tilley&Terry (1963).La composición del medio de cultivo estándar se presenta a continuación como referencia (Tabla 1), sin embargo, es importante hacer los ajustes necesarios de cationes y aniones para mantener un pH y una capacidad buffer adecuada. En estos experimentos se busca determinar el posible efecto buffer de los fosfatos, por lo que se desea una menor capacidad buffer que permita diferencias en el pH como resultado de la fermentación.

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Tabla 1: Composición química del medio de cultivo utilizado en la producción de gas.Elementos Traza Fórmula Presentación CantidadCloruro de calcio CaCl2 CaCl2*2H2O 13.2gCloruro de manganeso MnCl2 MnCl2*4H2O 10.0gCloruro de cobalto CoCl2 CoCl2*6H2O 1.0gCloruro de hierro FeCl2 FeCl2*6H2O 0.8gTotal 100ml H2Odest.

Solución buffer Fórmula Presentación CantidadBicarbonato de sodio NaHCO3 NaHCO3 35.0gBicarbonato de amonia (NH4)HCO3 (NH4)HCO3 4.0gTotal 1000ml H2Odest

Elementos macro Fórmula Presentación CantidadFosfato di-sódico Na2HPO4 Na2HPO4*12H2O 5.7gFosfato de potasio KH2PO4 KH2PO4 6.2gSulfato de magnesio MgSO4 MgSO4*7H2O 0.6gTotal 1000ml H2OdestSol Reducción Fórmula Presentación CantidadSulfato de sodio Na2S Na2S*9H2O 6.25gHidróxido de sodio NaOH NaOH ‘cbp ajustar pHTotal 1000ml H2OdestSol Colorante Fórmula Presentación CantidadResarzurina 100mg

Orden de mezclado Cantidad Por litro (ml)Agua destilada 500 ml 520.2Sol. Buffer 200 ml 208.1Macro-minerales 200 ml 208.1Micro-minerales 0.1 ml 0.104Sol. Colorante 1 ml 1.0Sol. Reductora 60 ml 62.4TOTAL 961.1 ml 1000.0 ml

El medio de cultivo para este experimento se realizará con una concentración menor de fosfatos, siendo éstos adicionados en forma individual a las botellas de fermentación según los tratamientos especificados.Una vez preparado el medio de cultivo en grandes frascos (20 L) éstos son llenados con CO2 hasta lograr la saturación del medio, mismo que se manifiesta por un cambio de coloración de la rezarsurina, de azul a rosa.

Preparación de las botellas e incubaciónEl día anterior al inicio del experimento, las botellas de fermentación son numeradas y llenadas con 1g de substrato. Los controles negativos no llevan substrato, únicamente solución buffer y líquido ruminal. Posteriormente se llenan los frascos con el medio de cultivo (90ml) y se meten a incubar a 39°C hasta el día siguiente. El líquido ruminal es obtenido de dos vacas fistulizadas, filtrado a través de dos capas de tela para queso y mantenido en una atmósfera pura de CO2 a 39°C hasta ser inyectado en los frascos (10ml). Los frascos son sellados con tapones de goma y mezclados, posteriormente son colocados en las incubadoras a 39°C.

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Las botellas deben ser colocadas en forma estratégica en charolas que serán puestas en los incubadores. El orden de las botellas debe permitir retirar las botellas de las últimas carolas cuando sea el momento de sacrificar botellas para la toma de muestras.

Medición de gas, pH, AGV’s, DMS y DMOLa medición del gas producido durante la fermentación se realizará a plazos determinados (0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 15, 19, 24, 30, 36, 48, 72, 96 y 120 horas) para obtener curvas precisas de las tazas de fermentación. Asimismo, se sacrifican una cantidad de frascos para obtener muestras de pH, AGV, fosfatos y para determinar la degradación de la materia orgánica (DMO). Los frascos se abren, se mide el pH y se toma una muestra del fluido (8ml) para futuras determinaciones de AGV en el cromatógrafo de gases y análisis de fosfatos. Para la determinación de la DMO, se hace filtra el contenido de los frascos en crisoles porosos y se secan a 100°C durante 24 horas, se pesan para determinar la degradabilidad de la materia seca (DMS) y posteriormente se queman en el horno mufla a 500°C durante 6 horas para determinar la DMO. Alternativamente se pueden utilizar muestras específicas para determinar la degradabilidad de la fibra (FND, FAD y lignina).

Desarrollo del experimento

Una vez que las botellas han sido llenadas con el líquido ruminal, éstas son selladas con tapones de hule, sacudidas y puestas en los incubadores a 39°C. A la hora de medición, las charolas se vuelven a agitar y se colocan debajo de una campana de extracción. La temperatura debajo de la campana debe ser constante para no afectar las características de volumen y presión de los gases.Antes de iniciar el proceso de medición se debe prender la computadora y cargar el programa que permite la medición y registro de los datos de presión. El orden de las botellas en la hoja de cálculo a utilizar debe ser el correcto para no perder datos.Para medir la presión de cada botella, el técnico coloca firmemente una aguja insulínica (calibre 23, 0.6mm) en el transductor de presión e inserta esta a través del tapón de hule, permitiendo que el transductor llegue a una lectura estable de la presión. Acto seguido se retira el transductor pero se deja la aguja insertada para que se salga el gas acumulado y se equilibre la presión en el interior de la botella con la presión atmosférica. Para medir la siguiente botella en la charola el técnico coloca otra aguja al transductor y repite los eventos anteriores. La velocidad promedio por botella debe ser de 5 a 6 segundos para evitar que la temperatura de la primera a la última botella varíe. Al finalizar de medir la última botella de la charola se procede a retirar las agujas en el mismo orden en que fueron insertadas. La charola es agitada de nuevo y se guarda en el incubador hasta la siguiente medición.Una cierta cantidad de botellas serán sacrificadas para determinar la degradación de la materia seca y de la materia orgánica. Estas botellas son retiradas de las charolas después de la última medición de gas. Se abren y se les mide inmediatamente el pH, y se toman muestras del líquido para determinación de AGVs, lactatos y otros análisis pertinentes. El contenido de la botella es filtrado con crisoles porosos ayudado de una bomba de vacío. Los crisoles se colocan en un horno asistido por ventilación a 60°C durante 48 horas. Posteriormente se pesan los crisoles para determinar la degradación de la materia seca y se colocan en el horno mufla a 500°C durante 6 horas y se dejan enfriar en el horno toda la noche.


9.- Para saber más.

10 - Glosario de términos.Incluir término en español o en inglés que sean nuevos en su vocabulario de profesional en formación en Medicina Veterinaria.

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Práctica 18: Tilley & Terry Modificada

Introducción

La técnica original de Tilley&Terry (T&T, 1963) es una técnica de cultivo en lotes (“batch culture”) que fue desarrollada como un proceso de digestión in vitro para determinar la degradabilidad de los forrajes. La técnica consistía de dos etapas: la primera, una fermentación anaeróbica por parte de bacterias ruminales mixtas obtenidas de un animal fistulizado; la segunda etapa incluía la digestión ácido con enzimas digestivas para simular la digestión del abomaso.En estas prácticas se realiza una técnica de Tilley&Terry Modificada (TTM) para permitir la evaluación de la actividad microbiana.

Objetivos específicos de la práctica.El profesional en formación a través del conocimiento adquirido en la teoría del curso, será capaz de ren los alimentos e interpretar la calidad del mismo y su implicación en la alimentación y nutrición de los animales domésticos.





de un accidente.



Reactivos.

Metodología

La técnica Tilley&Terry Modificada (TTM) utiliza los mismos tubos de fermentación con tapón y tubo para eliminar el gas producido durante la fermentación. El gas debe eliminarse sino el aumento en la presión parcial de CO2 (pCO2) dentro del tubo acidificará el medio y afectará directamente la actividad bacteriana.Se utiliza una solución amortiguadora (por ejemplo, saliva artificial de McDougall, 1948) para mantener un pH inicial estable. A diferencia de la técnica original (que usaba 60ml de solución

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amortiguadora), la cantidad total de solución en el tubo T&T debe ser suficientemente baja (10ml de solución amortiguadora + 50 ml de agua destilada) para que el proceso de fermentación acidifique gradualmente el medio. La diferencia en pH puede ser considerada un reflejo del proceso de fermentación, mismo que puede ser equiparado a la “actividad” bacteriana. Los resultados siempre deben ser presentados como valores logarítmicos (pH) y valores lineares (concentración de iones de hidrógeno ([H+]= 1/10pH) para poder interpretar correctamente los resultados y poderlos correlacionar con la medición de otros electrolitos y metabolitos (presentados como mmol/L ó mEq/L).En experimentos de fermentación ruminal (anaeróbica) no se acostumbra esterilizar el material a utilizar, o los substratos, ya que estos últimos cambian sus características físicas y químicas, afectando los resultados. En los experimentos para determinar la actividad microbiana de patógenos específicos es importante que tanto tubos, soluciones amortiguadoras y substratos deben estar correctamente esterilizados para el experimento y posteriormente debe ser esterilizados (o desechados) según las normas de bioseguridad adecuadas.El tipo de substrato utilizado y la forma de preparación del mismo debe ser el adecuado para el tipo de bacteria a utilizar, así como los elementos nutricionales adicionales (macro y micro elementos, reductores, colorantes, etc.) para optimizar la actividad de las mismas. Idealmente la bacteria debe tener un substrato específico y un producto de fermentación ácido.La concentración de bacterias al inocular y a diferentes tiempos durante el proceso de fermentación puede ser determinada de varias maneras: diluciones seriales, conteo en placas, el número más probable (Most Probable Number, MPN, Koch, 1981), cinética de primer orden (la cantidad de producto de fermentación es proporcional a la concentración de enzimas y al tiempo) o por producción de proteína microbiana utilizando nitrógeno radioactivo (15N).Para iniciar el experimento, los tubos T&T son llenados con el substrato (1g de materia seca previamente molido), el medio amortiguador (10ml), agua destilada (50ml) y las bacterias seleccionadas, posteriormente se aplica el tratamiento (compuesto inhibidor a o estimulante a diferentes concentraciones) por triplicado o cuadriplicado, los frascos son llenados con CO2, en caso de tratarse de bacterias anaeróbicas, y se incuban a 37-39°C. Cada experimento requiere de controles negativos y positivos debidamente replicados. Los controles negativos no contienen substrato, mientras que los controles positivos no contienen bacterias. Esto es necesario para determinar el efecto de autolisis bacteriana en el primer caso y degradación por otras bacterias en el segundo.En esta técnica muy sencilla, el pH del medio es considerado la variable más importante, por lo que es medido frecuentemente (0, 3, 6, 9 12, 15, 18, 24, 30, 36, 48, 72, 96 horas) para tener un patrón exacto de los cambios en el proceso de fermentación. Para esto se utiliza un electrodo de vidrio y un medidor de pH con dos decimales de exactitud. Después de cada medición, el tubo debe ser lavado (“flushed”) con CO2 en caso de tratarse de bacterias anaeróbicas.Se pueden utilizar medidores de pH continuos y realizar mediciones a intervalos cortos pre-programados (Phillip-Harris System, Phillip-Harris Education, Leicestershire, GB) que permite tener curvas de pH muy exactas y evitar la apertura de los tubos de fermentación, evitando contaminación y reduciendo el trabajo manual. Desgraciadamente, el costo de estos equipos reduce el número de muestras a evaluar simultáneamente.Los tubos de T&T pueden ser de plástico o de vidrio. Tienen un tapon de goma con un ventilador de cristal para permitir la salida de los gases de fermentación e impedir la entrada de aire exterior. Debido a que siempre hay una presión positiva dentro de los tubos es muy difícil que el ambiente anaeróbico sea alterado por oxígeno exterior.

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Para saber más.



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Práctica 19: Técnica de Simulación Ruminal (RUSITEC)

Introducción

La Técnica de Simulación Ruminal (RUSITEC, por sus siglas en inglés) es un sistema de fermentación semi-continuo, que reproduce los eventos más significativos del rumen: movimientos ruminales, infusión de buffer, salida de efluente, dilución del contenido, crecimiento bacteriano y de protozoarios, fermentación de 48 horas de los substratos. El sistema tiene puertos para insertar electrodos de pH y otro puerto que permite tomar muestras de fluido para medición de AGV y ácido láctico, amonia, fosfatos, etc.

Figura 3. RUSITEC en el Laboratorio de Fermentación del Departamento de Agricultura de la Universidad de Reading, Inglaterra.

El equipo cuenta con ocho frascos de fermentación, sellados completamente y sumergidos en baños maría a 39°C. Una canastilla en el interior se encuentra en perpetuo movimiento reciproco (8.5 RPM) para simular el movimiento ruminal. La entrada de saliva artificial produce el desplazamiento de fluido ruminal y gas hacia los frascos recolectores y las bolsas de gas. Las muestras pueden ser obtenidas del líquido efluente o del fluido en los frascos.

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Figura 4. Modelo esquemático del RUSITEC, incluyendo el sistema de medición continua de pH (pH-Meter y Data Logger)

Cada día, el RUSITEC debe ser abierto para extraer las bolsas de comida que han estado en fermentación durante 48 horas y son sustituidas por nuevas bolsas. Las bolsas viejas, ricas en bacterias celulolíticas son lavadas para extraer la mayor cantidad de microorganismos y reinocular el sistema. Además de las bolsas de alimento se pueden utilizar bolsas ANKOM para medir la degradación de la fibra en forma específica y diferenciada de la degradación de la ración alimenticia.La saliva artificial (McDougall, 1948) funciona como buffer y como factor de dilución de los productos de la fermentación, lo cual es muy importante ya que no existe otra manera de retirar los AGV y el ácido láctico, los acidificaría el medio en exceso.






de un accidente.

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Equipo RUSITEC de 8 tubos de fermentación (espacio mínimo necesario 2 metros de ancho por 80 cms de fondo y 90 cms de altura)El RUISTEC requiere de termostatos y motores eléctricos y una fuente constante de electricidad.Tubos y gomas de repuesto para el RUSITECCampana de extracciónFrascos de recolección Erlenmeyer (8 más repuestos)Tubos para frascos de recolecciónBalones de gas metereológicos (8 más repuestos)Bomba peristáltica para 8 líneasTubos para bomba peristálticaRecipiente de 25 litros para saliva artificialTubos, tuercas y tornillos para dar mantenimiento al RUSITECCaja de herramientasTanque de CO2

Reactivos.McDougall, 1948

Ingredientes

1 litro 1 litro[g/L] [mEq/L]

NaHCO3 9.8 117Na2HPO4*12H2O 9.3 26NaCl 0.47 8KCl 0.57 8MgCl2*6H2O 0.128 0.2CaCl2*2H2O 0.053 0.3

Metodología



Para saber más.

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Práctica 20: Visitas a ranchos y plantas de alimentos

Introducción






de un accidente.



Reactivos.

Metodología



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Para saber más.



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Bibliografía general

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Glosario de términos

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Índice

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