RMCP Vol. 8, Núm. 2 (2017): Abril-Junio by Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias

Pags.

NUESTRA PORTADA

Muestreo de ganado en el estado de Tabasco Fotografía tomada por Atalo Martínez Lara

REVISTA MEXICANA DE CIENCIAS PECUARIAS Volumen 8 Número 2 abril-junio, 2017. Es una publicación trimestral de acceso abierto, revisada por pares y arbitrada, editada por el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Avenida Progreso No. 5, Barrio de Santa Catarina, Delegación Coyoacán, C.P. 04010, Cuidad de México, www.inifap.gob.mx Distribuida por el Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Microbiología Animal, Km 15.5 Carretera México-Toluca, Colonia Palo Alto, Cuidad de México, C.P. 05110. Editor responsable: Arturo García Fraustro. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo número 04-2016-060913393200-203. ISSN: 2448-6698, otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor (INDAUTOR). Responsable de la última actualización de éste número: Arturo García Fraustro, Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Microbiología Animal, Km. 15.5 Carretera México-Toluca, Colonia Palo Alto, Ciudad de México, C.P. 015110. http://cienciaspecuarias. inifap.gob.mx, la presente publicación tuvo su última actualización en abril de 2017.

DIRECTORIO FUNDADOR John A. Pino EDITOR EN JEFE EDITORES ADJUNTOS Arturo García Fraustro Oscar L. Rodríguez Rivera Alfonso Arias Medina Microbiología: Epidemiología: Parasitología: Reproducción: Genética: Nutrición:

Apicultura: Socioeconomía: Forrajes y Pastizales: Inocuidad: Inmunología:

EDITORES POR DISCIPLINA Elizabeth Loza Rubio Juan Carlos Saiz Calahorra Cristóbal Zepeda Sein Ramón Molina Barrios Ma. Cristina Schneider Guillermina Ávila Ramírez Emmanuel Camus Héctor Jiménez Severiano José J. Hernández Ledesma Sergio Román Ponce Mauricio A. Elzo Armando Partida de la Peña José L. Romano Muñoz Alejandro Placencia Jorquera Juan Ku Vera Yolanda B. Moguel Ordóñez Fernando Cervantes Escoto Javier F. Enríquez Quiroz Alfonso Hernández Garay James A. Pfister Jesús Vázquez Navarrete Sergio Rodríguez Camarena

INIFAP INIA USDA IT Sonora PAHO UNAM CIRAD INIFAP Consultor INIFAP Univ. Florida INIFAP INIFAP UABJ UADY INIFAP UA Chapingo INIFAP CP USDA INIFAP INIFAP

México España EE.UU. México EE.UU. México Francia México EE.UU. México EE.UU. México México México México México México México México EE.UU. México México

TIPOGRAFÍA Y FORMATO Nora del Rocío Alfaro Gómez Indizada en el “Journal Citation Report” Science Edition del ISI (http://thomsonreuters.com/). Inscrita en el Sistema de Clasificación de Revistas Científicas y Tecnológicas de CONACyT; en EBSCO Host y la Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal (RedALyC) (www.redalyc.org); en la Red Iberoamericana de Revistas Científicas de Veterinaria de Libre Acceso (www.veterinaria.org/revistas/ revivec); en los Índices SCOPUS y EMBASE de Elsevier (www.elsevier. com) I

REVISTA MEXICANA DE CIENCIAS PECUARIAS La Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias es un órgano de difusión científica y técnica de acceso abierto, revisada por pares y arbitrada. Su objetivo es dar a conocer los resultados de las investigaciones realizadas por cualquier institución científica, relacionadas particularmente con las distintas disciplinas de la Medicina Veterinaria y la Zootecnia. Además de trabajos de las disciplinas indicadas en su Comité Editorial, se aceptan también para su evaluación y posible publicación, trabajos de otras disciplinas, siempre y cuando estén relacionados con la investigación pecuaria. Se publican en la revista tres categorías de trabajos: Artículos Científicos, Notas de Investigación y Revisiones Bibliográficas (consultar las Notas al autor); la responsabilidad de cada trabajo recae exclusivamente en los autores, los cuales, por la naturaleza misma de los experimentos pueden verse obligados a referirse en algunos casos a los nombres comerciales de ciertos productos, ello sin embargo, no implica preferencia por los productos citados o ignorancia respecto a los omitidos, ni tampoco significa en modo alguno respaldo publicitario hacia los productos mencionados. Todas las contribuciones serán cuidadosamente evaluadas por árbitros, considerando su calidad y relevancia académica. Queda entendido que el someter un manuscrito implica que la investigación descrita es única e inédita. La publicación de Rev. Mex. Cienc. Pecu. es

trimestral en formato bilingüe Español o Inglés. El costo total por publicar es de $ 5,600.00 por manuscrito editado. Se publica en formato digital en acceso abierto, por lo que autoriza la reproducción total o parcial del contenido de los artículos si se cita la fuente. El envío de los trabajos se debe realizar directamente en el sitio oficial de la revista. Correspondencia adicional deberá dirigirse al Editor Adjunto a la siguiente dirección: Calle 36 No. 215 x 67 y 69 Colonia Montes de Amé, C.P. 97115 Mérida, Yucatán, México. Tel/Fax +52 (999) 941-5030. Correo electrónico (C-ele): rodriguez_oscar@prodigy.net.mx. La correspondencia relativa a suscripciones, asuntos de intercambio o distribución de números impresos anteriores, deberá dirigirse al Editor en Jefe de la Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias, CENID Microbiología Animal, Km 15.5 Carretera MéxicoToluca, Col. Palo Alto, D.F. C.P. 05110, México; Tel: +52(55) 38718700 ext. 80316; garcia.arturo@inifap.gob.mx o arias.alfonso@inifap.gob.mx. Inscrita en la base de datos de EBSCO Host y la Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal (RedALyC) (www.redalyc.org), en la Red Iberoamericana de Revistas Científicas de Veterinaria de Libre Acceso (www.veterinaria.org/revistas/ revivec), indizada en el “Journal Citation Report” Science Edition del ISI (http://thomsonreuters. com/) y en los Índices SCOPUS y EMBASE de Elsevier (www.elsevier.com)

VISITE NUESTRA PÁGINA EN INTERNET Artículos completos desde 1963 a la fecha y Notas al autor en: http://cienciaspecuarias.inifap.gob.mx Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias is an open access peer-reviewed and refereed scientific and technical journal, which publishes results of research carried out in any scientific or academic institution, especially related to different areas of veterinary medicine and animal production. Papers on disciplines different from those shown in Editorial Committee can be accepted, if related to livestock research. The journal publishes three types of papers: Research Articles, Technical Notes and Review Articles (please consult Instructions for authors). Authors are responsible for the content of each manuscript, which, owing to the nature of the experiments described, may contain references, in some cases, to commercial names of certain products, which however, does not denote preference for those products in particular or of a lack of knowledge of any other which are not mentioned, nor does it signify in any way an advertisement or an endorsement of the referred products. All contributions will be carefully refereed for academic relevance and quality. Submission of an article is understood to imply that the research described is unique and unpublished. Rev. Mex. Cienc.. Pecu. is published quarterly in original lenguaje Spanish or English. Total fee charges are US $ 300.00 per article.

Part of, or whole articles published in this Journal may be reproduced, stored in a retrieval system or transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying or otherwise, provided the source is properly acknowledged. Manuscripts should be submitted directly in the official web site. Additional information may be mailed to: Associate Editor, Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias, Calle 36 No. 215 x 67 y 69 Colonia Montes de Amé, C.P. 97115 Mérida, Yucatán, México. Tel/Fax +52 (999) 941-5030. E-mail: rodriguez_oscar@prodigy.net.mx. For subscriptions, exchange or distribution of previous printed issues, please contact: Editor-in-Chief of Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias, CENID Microbiología Animal, Km 15.5 Carretera México-Toluca, Col. Palo Alto, D.F. C.P. 05110, México; Tel: +52(55) 3871-8700 ext. 80316; garcia.arturo@inifap.gob.mx or arias.alfonso@inifap.gob.mx. Registered in the EBSCO Host database. The Latin American and the Caribbean Spain and Portugal Scientific Journals Network (RedALyC) (www.redalyc.org). The Iberoamerican Network of free access Veterinary Scientific Journals (www.veterinaria.org/ revistas/ revivec). Thomson Reuter´s “Journal Citation Report” Science Edition (http://thomsonreuters.com/). Elsevier´s SCOPUS and EMBASE (www.elsevier.com) and the Essential Electronic Agricultural Library (www.teeal.org).

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REVISTA MEXICANA DE CIENCIAS PECUARIAS REV. MEX. CIENC. PECU.

VOL. 8 No. 2

ABRIL-JUNIO-2017

CONTENIDO ARTÍCULOS

Pág.

Parámetros bio-económicos de la producción intensiva de la carne de bovino en México Bio-economic parameters of intensive production of beef in Mexico Nicolás Callejas-Juárez, Samuel Rebollar-Rebollar, Juan Ángel Ortega-Gutiérrez, Joel Domínguez-Viveros ........................................................................................................................129

Presencia de plaguicidas organoclorados en forraje para ganado en unidades de producción de leche orgánica en Tecpatán, Chiapas

III

Presence of organochlorine pesticides in forage for cattle in organic milk production units in Tecpatan, Chiapas María N. Murga Juárez, Rey Gutiérrez Tolentino, Salvador Vega y León, José J. Pérez González, Beatriz Schettino Bermúdez, Jorge L. Ruíz Rojas, Alberto Yamazaki Maza ................................................157

NOTAS DE INVESTIGACIÓN Design and construction of low-cost respiration chambers for ruminal methane measurements in ruminants Diseño y construcción de cámaras de respiración de bajo costo para la medición de metano entérico en rumiantes Jorge Rodolfo Canul Solís, Angel Trinidad Piñeiro Vázquez, Jeyder Israel Arceo Castillo, José Armando Alayón Gamboa, Armín Javier Ayala Burgos, Carlos Fernando Aguilar Pérez, Francisco Javier Solorio Sánchez, Octavio Alonso Castelán Ortega, Manuel Lachica López, Patricia Quintana Owen, Juan Carlos Ku Vera .........................................................................................185

Modelado de riesgos para el sistema vaca-cría del estado de Chihuahua utilizando indicadores socioeconómicos y ambientales Modeling of risk in the cow-calf system of the state of Chihuahua with socio-economic and environmental indicators Ireyli Zuluamy Iracheta-Lara, Eva Iglesias-Martínez, Gerardo Méndez-Zamora, Mario Edgar Esparza-Vela, Eduardo Santellano-Estrada ..........................................................................193

Análisis del efecto antibacteriano del chile (Capsicum annuum spp) y el epazote (Chenopudium ambrosioides) utilizados en la elaboración del queso botanero

Analysis of antibacterial effect of chili (Capsicum annuum spp) and epazote (Chenopudium ambrosioides) used in the manufacture of botanero cheese Sttefanie Yenitza Escobar-López, Angélica Espinoza-Ortega, Félix Salazar-García, Ángel R. Martínez-Campos ....................................................................................................................211

Actualización: enero, 2016

NOTAS AL AUTOR La Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias se edita completa en dos idiomas (español e inglés) y publica tres categorías de trabajos: Artículos científicos, Notas de investigación y Revisiones bibliográficas.

figuras. Las Revisiones bibliográficas una extensión máxima de 30 cuartillas y 5 cuadros. 6.

Los autores interesados en publicar en esta revista deberán ajustarse a los lineamientos que más adelante se indican, los cuales en términos generales, están de acuerdo con los elaborados por el Comité Internacional de Editores de Revistas Médicas (CIERM) Bol Oficina Sanit Panam 1989;107:422-437. 1.

Todos los trabajos estarán sujetos a revisión de un Comité Científico Editorial, conformado por Pares de la Disciplina en cuestión, quienes desconocerán el nombre e Institución de los autores proponentes. El Editor notificará al autor la fecha de recepción de su trabajo.

El manuscrito deberá someterse a través del portal de la Revista en la dirección electrónica: http://cienciaspecuarias.inifap.gob.mx, consultando el “Instructivo para envío de artículos en la página de la Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias”. Para su elaboración se utilizará el procesador de Microsoft Word, con letra Arial a 12 puntos, a doble espacio. Asimismo se deberá remitir una carta de presentación firmada por todos los autores, aceptando el orden de co-autoría, remitiéndola en forma digitalizada como archivo complementario; en ella se indicará el responsable de la correspondencia con la Revista, indicando dirección (no apartado postal), teléfono y dirección electrónica.

Página del título Resumen en español Resumen en inglés Texto Agradecimientos Literatura citada Cuadros y gráficas

Sólo se aceptarán trabajos inéditos. No se admitirán si están basados en pruebas de rutina, ni datos experimentales sin estudio estadístico cuando éste sea indispensable. Tampoco se aceptarán trabajos que previamente hayan sido publicados condensados o in extenso en Memorias o Simposio de Reuniones o Congresos (a excepción de Resúmenes).

Los manuscritos de las tres categorías de trabajos que se publican en la Rev. Mex. Cienc. Pecu. deberán contener los componentes que a continuación se indican, empezando cada uno de ellos en página aparte.

Por ser una revista con arbitraje, y para facilitar el trabajo de los revisores, todos los renglones de cada página deben estar numerados; asimismo cada página debe estar numerada, inclusive cuadros, ilustraciones y gráficas.

Página del Título. Solamente debe contener el título del trabajo, que debe ser conciso pero informativo; así como el título traducido al idioma inglés. En el manuscrito no es necesaria información como nombres de autores, departamentos, instituciones, direcciones de correspondencia, etc., ya que estos datos tendrán que ser registrados durante el proceso de captura de la solicitud en la plataforma del OJS (http://ciencias pecuarias.inifap.gob.mx).

Resumen en español. En la segunda página se debe incluir un resumen que no pase de 250 palabras. En él se indicarán los propósitos del estudio o investigación; los procedimientos básicos y la metodología empleada; los resultados más importantes encontrados, y de ser posible, su significación estadística y las conclusiones principales. A continuación del resumen, en punto y aparte, agregue debidamente rotuladas, de 3 a 8 palabras o frases cortas clave que ayuden a los indizadores a clasificar el trabajo, las cuales se publicarán junto con el resumen.

Resumen en inglés. Anotar el título del trabajo en inglés y a continuación redactar el “abstract” con las mismas instrucciones que se señalaron para el resumen en español. Al final en punto y aparte, se deberán escribir las correspondientes palabras clave (“key words”).

10. Texto. Las tres categorías de trabajos que se publican en la Rev. Mex. Cienc. Pecu. consisten en lo siguiente:

Los artículos tendrán una extensión máxima de 20 cuartillas a doble espacio, sin incluir páginas de Título, y cuadros o figuras (los cuales no deberán exceder de ocho). Las Notas de investigación tendrán una extensión máxima de 15 cuartillas y 6 cuadros o

a) Artículos científicos. Deben ser informes de trabajos originales derivados de resultados parciales o finales de investigaciones. El texto del Artículo científico se

VII

divide en secciones encabezamientos:

que

llevan

Reglas básicas para la Literatura citada

estos

Nombre de los autores, con mayúsculas sólo las iniciales, empezando por el apellido paterno, luego iniciales del materno y nombre(s). En caso de apellidos compuestos se debe poner un guión entre ambos, ejemplo: Elías-Calles E. Entre las iniciales de un autor no se debe poner ningún signo de puntuación, ni separación; después de cada autor sólo se debe poner una coma, incluso después del penúltimo; después del último autor se debe poner un punto.

Introducción Materiales y Métodos Resultados Discusión Conclusiones e implicaciones En los artículos largos puede ser necesario agregar subtítulos dentro de estas divisiones a fin de hacer más claro el contenido, sobre todo en las secciones de Resultados y de Discusión, las cuales también pueden presentarse como una sola sección.

El título del trabajo se debe escribir completo (en su idioma original) luego el título abreviado de la revista donde se publicó, sin ningún signo de puntuación; inmediatamente después el año de la publicación, luego el número del volumen, seguido del número (entre paréntesis) de la revista y finalmente el número de páginas (esto en caso de artículo ordinario de revista).

b) Notas de investigación. Consisten en modificaciones a técnicas, informes de casos clínicos de interés especial, preliminares de trabajos o investigaciones limitadas, descripción de nuevas variedades de pastos; así como resultados de investigación que a juicio de los editores deban así ser publicados. El texto contendrá la misma información del método experimental señalado en el inciso a), pero su redacción será corrida del principio al final del trabajo; esto no quiere decir que sólo se supriman los subtítulos, sino que se redacte en forma continua y coherente.

Puede incluir en la lista de referencias, los artículos aceptados aunque todavía no se publiquen; indique la revista y agregue “en prensa” (entre corchetes). En el caso de libros de un solo autor (o más de uno, pero todos responsables del contenido total del libro), después del o los nombres, se debe indicar el título del libro, el número de la edición, el país, la casa editorial y el año.

c) Revisiones bibliográficas. Consisten en el tratamiento y exposición de un tema o tópico de relevante actualidad e importancia; su finalidad es la de resumir, analizar y discutir, así como poner a disposición del lector información ya publicada sobre un tema específico. El texto se divide en: Introducción, y las secciones que correspondan al desarrollo del tema en cuestión.

Cuando se trate del capítulo de un libro de varios autores, se debe poner el nombre del autor del capítulo, luego el título del capítulo, después el nombre de los editores y el título del libro, seguido del país, la casa editorial, año y las páginas que abarca el capítulo.

11. Agradecimientos. Siempre que corresponda, se deben especificar las colaboraciones que necesitan ser reconocidas, tales como a) la ayuda técnica recibida; b) el agradecimiento por el apoyo financiero y material, especificando la índole del mismo; c) las relaciones financieras que pudieran suscitar un conflicto de intereses. Las personas que colaboraron pueden ser citadas por su nombre, añadiendo su función o tipo de colaboración; por ejemplo: “asesor científico”, “revisión crítica de la propuesta para el estudio”, “recolección de datos”, etc.

En el caso de tesis, se debe indicar el nombre del autor, el título del trabajo, luego entre corchetes el grado (licenciatura, maestría, doctorado), luego el nombre de la ciudad, estado y en su caso país, seguidamente el nombre de la Universidad (no el de la escuela), y finalmente el año. Emplee el estilo de los ejemplos que aparecen a continuación, los cuales están parcialmente basados en el formato que la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos usa en el Index Medicus.

12. Literatura citada. Numere las referencias consecutivamente en el orden en que se mencionan por primera vez en el texto. Las referencias en el texto, en los cuadros y en las ilustraciones se deben identificar mediante números arábigos entre paréntesis, sin señalar el año de la referencia. Evite hasta donde sea posible, el tener que mencionar en el texto el nombre de los autores de las referencias. Procure abstenerse de utilizar los resúmenes como referencias; las “observaciones inéditas” y las “comunicaciones personales” no deben usarse como referencias, aunque pueden insertarse en el texto (entre paréntesis).

Revistas

Artículo ordinario, con volumen y número. (Incluya el nombre de todos los autores cuando sean seis o menos; si son siete o más, anote sólo el nombre de los seis primeros y agregue “et al.”). I)

VIII

Basurto GR, Garza FJD. Efecto de la inclusión de grasa o proteína de escape ruminal en el comportamiento de toretes Brahman en engorda. Téc Pecu Méx 1998;36(1):35-48.

Sólo número sin indicar volumen.

XII) Cunningham EP. Genetic diversity in domestic animals: strategies for conservation and development. In: Miller RH et al. editors. Proc XX Beltsville Symposium: Biotechnology’s role in genetic improvement of farm animals. USDA. 1996:13.

II) Stephano HA, Gay GM, Ramírez TC. Encephalomielitis, reproductive failure and corneal opacity (blue eye) in pigs associated with a paramyxovirus infection. Vet Rec 1988;(122):6-10. III) Chupin D, Schuh H. Survey of present status ofthe use of artificial insemination in developing countries. World Anim Rev 1993;(74-75):26-35.

Tesis. XIII) Alvarez MJA. Inmunidad humoral en la anaplasmosis y babesiosis bovinas en becerros mantenidos en una zona endémica [tesis maestría]. México, DF: Universidad Nacional Autónoma de México; 1989.

No se indica el autor. IV) Cancer in South Africa [editorial]. S Afr Med J 1994;84:15.

XIV) Cairns RB. Infrared spectroscopic studies of solid oxigen [doctoral thesis]. Berkeley, California, USA: University of California; 1965.

Suplemento de revista. V) Hall JB, Staigmiller RB, Short RE, Bellows RA, Bartlett SE. Body composition at puberty in beef heifers as influenced by nutrition and breed [abstract]. J Anim Sci 1998;71(Suppl 1):205.

Organización como autor. XV) NRC. National Research Council. The nutrient requirements of beef cattle. 6th ed. Washington, DC, USA: National Academy Press; 1984.

Organización, como autor.

XVI) SAGAR. Secretaría de Agricultura, Ganadería y Desarrollo Rural. Curso de actualización técnica para la aprobación de médicos veterinarios zootecnistas responsables de establecimientos destinados al sacrificio de animales. México. 1996.

VI) The Cardiac Society of Australia and New Zealand. Clinical exercise stress testing. Safety and performance guidelines. Med J Aust 1996;(164):282-284.

En proceso de publicación. VII) Scifres CJ, Kothmann MM. Differential grazing use of herbicide treated area by cattle. J Range Manage [in press] 2000.

XVII) AOAC. Oficial methods of analysis. 15th ed. Arlington, VA, USA: Association of Official Analytical Chemists. 1990.

Libros y otras monografías

XVIII) SAS. SAS/STAT User’s Guide (Release 6.03). Cary NC, USA: SAS Inst. Inc. 1988. XIX) SAS. SAS User´s Guide: Statistics (version 5 ed.). Cary NC, USA: SAS Inst. Inc. 1985.

Autor total. VIII) Steel RGD, Torrie JH. Principles and procedures of statistics: A biometrical approach. 2nd ed. New York, USA: McGraw-Hill Book Co.; 1980.

Publicaciones electrónicas XX) Jun Y, Ellis M. Effect of group size and feeder type on growth performance and feeding patterns in growing pigs. J Anim Sci 2001;79:803-813. http://jas.fass.org/cgi/reprint/79/4/803.pdf. Accessed Jul 30, 2003.

Autor de capítulo. IX)

Roberts SJ. Equine abortion. In: Faulkner LLC editor. Abortion diseases of cattle. 1rst ed. Springfield, Illinois, USA: Thomas Books; 1968:158-179.

XXI) Villalobos GC, González VE, Ortega SJA. Técnicas para estimar la degradación de proteína y materia orgánica en el rumen y su importancia en rumiantes en pastoreo. Téc Pecu Méx 2000;38(2): 119-134. http://www.tecnicapecuaria.org/trabajos/20021217 5725.pdf. Consultado 30 Ago, 2003.

Memorias de reuniones. X)

XI)

Loeza LR, Angeles MAA, Cisneros GF. Alimentación de cerdos. En: Zúñiga GJL, Cruz BJA editores. Tercera reunión anual del centro de investigaciones forestales y agropecuarias del estado de Veracruz. Veracruz. 1990:51-56.

XXII) Sanh MV, Wiktorsson H, Ly LV. Effect of feeding level on milk production, body weight change, feed conversion and postpartum oestrus of crossbred lactating cows in tropical conditions. Livest Prod Sci 2002;27(2-3):331-338. http://www.sciencedirect. com/science/journal/03016226. Accessed Sep 12, 2003.

Olea PR, Cuarón IJA, Ruiz LFJ, Villagómez AE. Concentración de insulina plasmática en cerdas alimentadas con melaza en la dieta durante la inducción de estro lactacional [resumen]. Reunión nacional de investigación pecuaria. Querétaro, Qro. 1998:13. IX

13. Cuadros, Gráficas e Ilustraciones. Es preferible que sean pocos, concisos, contando con los datos necesarios para que sean autosuficientes, que se entiendan por sí mismos sin necesidad de leer el texto. Para las notas al pie se deberán utilizar los símbolos convencionales.

J joule (s) kg kilogramo (s) km kilómetro (s) L litro (s) log logaritmo decimal Mcal megacaloría (s) MJ megajoule (s) m metro (s) msnm metros sobre el nivel del mar µg microgramo (s) µl microlitro (s) µm micrómetro (s)(micra(s)) mg miligramo (s) ml mililitro (s) mm milímetro (s) min minuto (s) ng nanogramo (s) P probabilidad (estadística) p página PC proteína cruda PCR reacción en cadena de la polimerasa pp páginas ppm partes por millón % por ciento (con número) rpm revoluciones por minuto seg segundo (s) t tonelada (s) TND total de nutrientes digestibles UA unidad animal UI unidades internacionales

14 Versión final. Es el documento en el cual los autores ya integraron las correcciones y modificaciones indicadas por el Comité Revisor. Los trabajos deberán ser elaborados con Microsoft Word. Las gráficas y figuras se deberán elaborar en Word, Power Point, Corel Draw y enviadas en archivo aparte (nunca insertarlas como imágenes en el texto). Los cuadros no deberán contener ninguna línea vertical, y las horizontales solamente las que delimitan los encabezados de columna, y la línea al final del cuadro. 15. Una vez recibida la versión final, ésta se mandará para su traducción al idioma inglés o español, según corresponda. Si los autores lo consideran conveniente podrán enviar su manuscrito final en ambos idiomas. 16. Tesis. Se publicarán como Artículo o Nota de Investigación, siempre y cuando se ajusten a las normas de esta revista. 17. Los trabajos no aceptados para su publicación se regresarán al autor, con un anexo en el que se explicarán los motivos por los que se rechaza o las modificaciones que deberán hacerse para ser reevaluados. 18. Abreviaturas de uso frecuente: cal cm °C DL50 g ha h i.m. i.v.

caloría (s) centímetro (s) grado centígrado (s) dosis letal 50% gramo (s) hectárea (s) hora (s) intramuscular (mente) intravenosa (mente)

versus

gravedades

Cualquier otra abreviatura se pondrá entre paréntesis inmediatamente después de la(s) palabra(s) completa(s). 19. Los nombres científicos y otras locuciones latinas se deben escribir en cursivas.

Update: January, 2016

INSTRUCTIONS FOR AUTHORS Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias is a scientific journal published in a bilingual format (Spanish and English) which carries three types of papers: Research Articles, Technical Notes, and Reviews. Authors interested in publishing in this journal, should follow the belowmentioned directives which are based on those set down by the International Committee of Medical Journal Editors (ICMJE) Bol Oficina Sanit Panam 1989;107:422-437. 1.

Only original unpublished works will be accepted. Manuscripts based on routine tests, will not be accepted. All experimental data must be subjected to statistical analysis. Papers previously published condensed or in extenso in a Congress or any other type of Meeting will not be accepted (except for Abstracts).

All contributions will be peer reviewed by a scientific editorial committee, composed of experts who ignore the name of the authors. The Editor will notify the author the date of manuscript receipt.

Papers will be submitted in the Web site http://cienciaspecuarias.inifap.gob.mx, according the â&#x20AC;&#x153;Guide for submit articles in the Web site of the Revista Mexicana de Ciencias Pecuariasâ&#x20AC;?. Manuscripts should be prepared, typed in a 12 points font at double space (including the abstract and tables), At the time of submission a signed agreement co-author letter should enclosed as complementary file; coauthors at different institutions can mail this form independently. The corresponding author should be indicated together with his address (a post office box will not be accepted), telephone and Email.

To facilitate peer review all pages should be numbered consecutively, including tables, illustrations and graphics, and the lines of each page should be numbered as well.

Research articles will not exceed 20 double spaced pages, without including Title page and Tables and Figures (8 maximum). Technical notes will have a maximum extension of 15 pages and 6 Tables and Figures. Reviews should not exceed 30 pages and 5 Tables and Figures.

Title page Abstract Text Acknowledgments References Tables and Graphics 7.

Title page. It should only contain the title of the work, which should be concise but informative; as well as the title translated into English language. In the manuscript is not necessary information as names of authors, departments, institutions and correspondence addresses, etc.; as these data will have to be registered during the capture of the application process on the OJS platform (http://cienciaspecuarias.inifap.gob.mx).

Abstract. On the second page a summary of no more than 250 words should be included. This abstract should start with a clear statement of the objectives and must include basic procedures and methodology. The more significant results and their statistical value and the main conclusions should be elaborated briefly. At the end of the abstract, and on a separate line, a list of up to 10 key words or short phrases that best describe the nature of the research should be stated.

Text. The three categories of articles which are published in Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias are the following:

a) Research Articles. They should originate in primary

works and may show partial or final results of research. The text of the article must include the following parts: Introduction Materials and Methods Results Discussion Conclusions and implications In lengthy articles, it may be necessary to add other sections to make the content clearer. Results and Discussion can be shown as a single section if considered appropriate.

b) Technical Notes. They should be brief and be

evidence for technical changes, reports of clinical cases of special interest, complete description of a limited investigation, or research results which should be published as a note in the opinion of the editors. The text will contain the same

Manuscripts of all three type of articles published in Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias should contain the following sections, and each one should begin on a separate page.

information presented in the sections of the research article but without section titles.

e. When a reference is made of a chapter of book written by several authors; the name of the author(s) of the chapter should be quoted, followed by the title of the chapter, the editors and the title of the book, the country, the printing house, the year, and the initial and final pages.

c) Reviews. The purpose of these papers is to

summarize, analyze and discuss an outstanding topic. The text of these articles should include the following sections: Introduction, and as many sections as needed that relate to the description of the topic in question.

f. In the case of a thesis, references should be made of the author’s name, the title of the research, the degree obtained, followed by the name of the City, State, and Country, the University (not the school), and finally the year.

10. Acknowledgements. Whenever appropriate, collaborations that need recognition should be specified: a) Acknowledgement of technical support; b) Financial and material support, specifying its nature; and c) Financial relationships that could be the source of a conflict of interest.

Examples The style of the following examples, which are partly based on the format the National Library of Medicine of the United States employs in its Index Medicus, should be taken as a model.

People which collaborated in the article may be named, adding their function or contribution; for example: “scientific advisor”, “critical review”, “data collection”, etc. 11. References. All references should be quoted in their original language. They should be numbered consecutively in the order in which they are first mentioned in the text. Text, tables and figure references should be identified by means of Arabic numbers. Avoid, whenever possible, mentioning in the text the name of the authors. Abstain from using abstracts as references. Also, “unpublished observations” and “personal communications” should not be used as references, although they can be inserted in the text (inside brackets).

Journals

Standard journal article (List the first six authors followed by et al.) I)

Basurto GR, Garza FJD. Efecto de la inclusión de grasa o proteína de escape ruminal en el comportamiento de toretes Brahman en engorda. Téc Pecu Méx 1998;36(1):35-48.

Issue with no volume II) Stephano HA, Gay GM, Ramírez TC. Encephalomielitis, reproductive failure and corneal opacity (blue eye) in pigs associated with a paramyxovirus infection. Vet Rec 1988;(122):6-10.

Key rules for references a. The names of the authors should be quoted beginning with the last name spelt with initial capitals, followed by the initials of the first and middle name(s). In the presence of compound last names, add a dash between both, i.e. Elias-Calles E. Do not use any punctuation sign, nor separation between the initials of an author; separate each author with a comma, even after the last but one.

III) Chupin D, Schuh H. Survey of present status of the use of artificial insemination in developing countries. World Anim Rev 1993;(74-75):26-35.

No author given

b. The title of the paper should be written in full, followed by the abbreviated title of the journal without any punctuation sign; then the year of the publication, after that the number of the volume, followed by the number (in brackets) of the journal and finally the number of pages (this in the event of ordinary article).

IV) Cancer in South Africa [editorial]. S Afr Med J 1994;84:15.

Journal supplement V) Hall JB, Staigmiller RB, Short RE, Bellows RA, Bartlett SE. Body composition at puberty in beef heifers as influenced by nutrition and breed [abstract]. J Anim Sci 1998;71(Suppl 1):205.

c. Accepted articles, even if still not published, can be included in the list of references, as long as the journal is specified and followed by “in press” (in brackets).

Organization, as author

d. In the case of a single author’s book (or more than one, but all responsible for the book’s contents), the title of the book should be indicated after the names(s), the number of the edition, the country, the printing house and the year.

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XII

In press

responsables de establecimientos destinados al sacrificio de animales. México. 1996.

VII) Scifres CJ, Kothmann MM. Differential grazing use of herbicide-treated area by cattle. J Range Manage [in press] 2000.

XVII) AOAC. Official methods of analysis. 15th ed. Arlington, VA, USA: Association of Official Analytical Chemists. 1990. XVIII) SAS. SAS/STAT User’s Guide (Release 6.03). Cary NC, USA: SAS Inst. Inc. 1988.

Books and other monographs

XIX) SAS. SAS User´s Guide: Statistics (version 5 ed.). Cary NC, USA: SAS Inst. Inc. 1985.

Author(s) VIII) Steel RGD, Torrie JH. Principles and procedures of statistics: A biometrical approach. 2nd ed. New York, USA: McGraw-Hill Book Co.; 1980.

Electronic publications XX) Jun Y, Ellis M. Effect of group size and feeder type on growth performance and feeding patterns in growing pigs. J Anim Sci 2001;79:803-813. http://jas.fass.org/cgi/reprint/79/4/803.pdf. Accesed Jul 30, 2003.

Chapter in a book IX)

Roberts SJ. Equine abortion. In: Faulkner LLC editor. Abortion diseases of cattle. 1rst ed. Springfield, Illinois, USA: Thomas Books; 1968:158-179.

Conference paper X)

XI)

XXII) Sanh MV, Wiktorsson H, Ly LV. Effect of feeding level on milk production, body weight change, feed conversion and postpartum oestrus of crossbred lactating cows in tropical conditions. Livest Prod Sci 2002;27(2-3):331-338. http://www.sciencedirect.com/science/journal/030 16226. Accesed Sep 12, 2003.

12. Tables, Graphics and Illustrations. It is preferable that they should be few, brief and having the necessary data so they could be understood without reading the text. Explanatory material should be placed in footnotes, using conventional symbols. 13. Final version. This is the document in which the authors have incorporated all the corrections and modifications asked for by the editors. Graphs and figures should be submitted separately in Microsoft Word, MS Power Point, or Corel Draw. Figures must not be inserted as images within the text. In Tables do not use internal horizontal or vertical lines.

Thesis XIII) Alvarez MJA. Inmunidad humoral en la anaplasmosis y babesiosis bovinas en becerros mantenidos en una zona endémica [tesis maestría]. México, DF: Universidad Nacional Autónoma de México; 1989. XIV) Cairns RB. Infrared spectroscopic studies of solid oxigen [doctoral thesis]. Berkeley, California, USA: University of California; 1965.

14. Once accepted, the final version will be translated into Spanish or English, although authors should feel free to send the final version in both languages. No charges will be made for style or translation services.

Organization as author

15. Thesis will be published as a Research Article or as a Technical Note, according to these guidelines.

XV) NRC. National Research Council. The nutrient requirements of beef cattle. 6th ed. Washington, DC, USA: National Academy Press; 1984.

16. Manuscripts not accepted for publication will be returned to the author together with a note explaining the cause for rejection, or suggesting changes which should be made for re-assessment.

XVI) SAGAR. Secretaría de Agricultura, Ganadería y Desarrollo Rural. Curso de actualización técnica para la aprobación de médicos veterinarios zootecnistas

XIII

mm min ng

millimeter (s) minute (s) nanogram (s) P probability (statistic) p page CP crude protein PCR polymerase chain reaction pp pages ppm parts per million % percent (with number) rpm revolutions per minute sec second (s) t metric ton (s) TDN total digestible nutrients AU animal unit IU international units

17. List of abbreviations: cal cm Â°C DL50 g ha h i.m. i.v. J kg km L log Mcal MJ m Âľl Âľm mg ml

calorie (s) centimeter (s) degree Celsius lethal dose 50% gram (s) hectare (s) hour (s) intramuscular (..ly) intravenous (..ly) joule (s) kilogram (s) kilometer (s) liter (s) decimal logarithm mega calorie (s) mega joule (s) meter (s) micro liter (s) micro meter (s) milligram (s) milliliter (s)

versus

gravidity

The full term for which an abbreviation stands should precede its first use in the text. 18. Scientific names and other Latin terms should be written in italics.

XIV

Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):111-119

http://dx.doi.org/10.22319/4401

Emisión de metano en ovinos alimentados con Pennisetum purpureum y árboles que contienen taninos condensados Enteric methane emission in sheep fed Pennisetum purpureum and tropical trees containing condensed tannins Angel Trinidad Piñeiro-Vázquez*ad, Jorge Rodolfo Canul-Solisa, Fernando Casanova-Lugob, Alfonso Juventino Chay-Canulc, Armin Javier Ayala-Burgosa, Francisco Javier Solorio-Sáncheza, Carlos Fernando Aguilar-Péreza, Juan Carlos Ku-Veraa RESUMEN El objetivo fue evaluar el efecto de los taninos condensados (TC) contenidos en el follaje de arbóreas tropicales, sobre el consumo de materia seca y orgánica (CMS, CMO), la digestibilidad de la materia seca (DMS) y emisiones de metano (CH4) en ovinos alimentados con una ración basal de pasto Pennisetum purpureum. Cuatro ovinos de pelo con un peso vivo promedio de 21.6±2.0 kg se sometieron a cuatro tratamientos en un diseño cuadro latino 4 x 4. Los tratamientos fueron P. purpureum (PP), P. purpureum + Havardia albicans (PPHA), P. purpureum + Bursera simaruba (PPBS), y P. purpureum + Acacia pennatula (PPAP); el follaje de las arbóreas se incluyó en 300 g/kg de MS de la ración. El consumo, la digestibilidad y la producción total de metano entérico se midieron por periodos de 23 h. La producción de metano se midió en cajas de respiración de circuito abierto. El consumo y digestibilidad de la MS y materia orgánica (MO) entre los tratamientos PP, PPHA, PPBS y PPAP no se afectaron por la inclusión de los follajes de arbóreas en la ración (P>0.05). Cuando la producción de CH4 se expresó en L/kg del CMS, CMO o consumo de fibra detergente neutro los resultados fueron similares entre tratamientos (PP, PPHA, PPBS y PPAP) (P>0.05). Se concluye que los TC contenidos en el follaje de Havardia albicans, Acacia pennatula y Bursera simaruba no afectaron las emisiones de CH4 al nivel de incorporación de 30 % de la MS; tampoco se observaron efectos en el CMS, CMO, DMS y concentración molar de ácidos grasos volátiles. PALABRAS CLAVE: Arboles tropicales, Metano, Ovinos de pelo, Taninos condensados, Ácidos grasos volátiles.

ABSTRACT The aim of the work was to evaluate the effect of condensed tannins (CT) containing in the foliage’s on dry matter intake and organic matter (DMI and OMI), dry matter digestibility (DMD) and methane (CH4) emissions in sheep fed a basal ration of Pennisetum purpureum grass. Four hair sheep with an average live weight of 21.6±2.0 kg were allotted to four treatments in a 4 x 4 latin square design. The treatments were P. purpureum (PP), P. purpureum + Havardia albicans (PPHA), P. purpureum + Bursera simaruba (PPBS), and purpureum + Acacia pennatula (PPAP), the foliage of tree was included 300 g/kg DM of the ration. Intake, digestibility of DM and total methane emissions (L/d) were recorded for periods of 23 h when sheep were housed in open-circuit respiration head boxes. Intake and digestibility of the dry matter (DM) and organic matter (OM) between treatments PP, PPHA, PPBS and PPAP, were not affected by inclusion the foliage’s of trees in the ration (P>0.05). When the production of methane was expressed in L/kg of DMI, OMI or neutral detergent fiber intake, the results were similar between treatments (PP, PPHA, PPBS, PPAP) (P>0.05). It is concluded that CT contained in the foliage of Havardia albicans, Acacia pennatula y Bursera simaruba not affected the CH4 emissions an levels of incorporation as 30 % of ration DM, since there are no effects on DMI, OMI, DMD and molar concentration of volatile fatty acids. KEY WORDS: Tropical trees, Methane, Hair sheep, Condensed tannins, Volatile fatty acids.

Recibido el 23 de marzo de 2016. Aceptado el 26 de abril de 2016. a

Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Autónoma de Yucatán. 97300 Mérida, Yucatán, México.

Instituto Tecnológico de la Zona Maya, Ejido Juan Sarabia. México.

División Académica de Ciencias Agropecuarias, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco. México.

El Colegio de la Frontera Sur (ECOSUR), Ganadería y Ambiente. San Cristóbal de Las Casas, Chiapas . México.

autor de correspondencia: pineiroiamc@gmail.com

111

Angel Trinidad Piñeiro-Vázquez, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):111-119

INTRODUCCIÓN

Se utilizaron cuatro ovinos Pelibuey con peso promedio de 21 ± 2 kg, alojados en jaulas metabólicas, dentro de un edificio techado, con piso de cemento y desprovisto de paredes. Antes de iniciar la fase experimental los animales se desparasitaron internamente con Ivermectina® al 1%; 1 ml por cada 50 kg de peso vivo (PV) y se les aplicó vitaminas ADE (1 ml por cada 10 kg de PV).

El metano (CH4) es uno de los principales gases de efecto invernadero subproducto de la fermentación de los carbohidratos en el rumen(1). En este sentido, los rumiantes contribuyen con el 40 % de las 80 millones de toneladas de CH4 que se emiten por actividades antropogénicas globales(2); adicionalmente a su efecto en el calentamiento global, el CH4 representa entre el 2 y 12 % de la energía total consumida por los rumiantes(3).

Se utilizó un diseño en cuadro latino (4 × 4)(8); cada periodo tuvo una duración de 18 días (13 días para la adaptación al manejo y a la dieta y 5 para la medición de las variables propuestas).

Aunado a esto, en las regiones tropicales los rumiantes son alimentados con forrajes de baja calidad; con una concentración de proteína cruda (<7 %), digestibilidad (<50 %) y alta proporción de carbohidratos estructurales (60 a 80 % de FDN); estos factores favorecen un patrón de fermentación acética y una menor tasa de pasaje, la cual aumenta la síntesis y producción de CH4 ruminal(4,5) así como un mejor desempeño productivo.

La dieta base consistió en forraje verde picado de pasto Taiwán (Pennisetum purpureum) más la inclusión 30 % de materia seca (MS) (300 g/kg de MS) como follaje de Havardia albicans, Acacia pennatula o Bursera simaruba cuya composición química se muestra en el Cuadro 1. Los tratamientos experimentales fueron pasto (PP): P. purpureum, (PPHA): P. purpureum más 30 % del follaje de Havardia albicans, (PPBS): P. purpureum más 30 % Bursera simaruba o (PPAP): P. purpureum más Acacia pennatula. Las arbóreas se incluyeron como fuente de TC en la ración; adicionalmente los animales se suplementaron con sales minerales Fogysal ovino® (100 g/animal/día).

Sin embargo, en las regiones tropicales existe una gran abundancia de leguminosas que contienen taninos condensados (TC) con capacidad de reducir la población y actividad de los protozoarios(6) la población de Archaeas metanogénicas y las emisiones de CH4(7), o mejorando el comportamiento animal (mayor ganancia de peso y producción de leche) como una estrategia en la reducción de la producción de CH4. El objetivo de este trabajo fue determinar el efecto de los TC contenidos en el follaje de arbóreas tropicales en ovinos de pelo alimentados con Pennisetum purpureum, sobre el consumo, digestibilidad, la producción de CH4, y el patrón de fermentación ruminal.

Cuadro 1. Composición química de las arbóreas y pasto utilizado en los tratamientos Composición química (% de la MS)

MATERIAL Y MÉTODOS Los animales se manejaron de acuerdo con las normas de bienestar animal de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Autónoma de Yucatán. El trabajo se realizó en esta Facultad, ubicada en Mérida, Yucatán (21°15´N 83° 32´W), México. El clima de la región es de tipo AW0, considerado como cálido subhúmedo con precipitación media anual de 984.4 mm y temperatura media anual de 26.8 °C.

Variables

23.3

46.0

28.5

46.0

93.8

94.4

91.4

94.9

FDN

67.9

41.1

52.1

40.5

FDA

41.2

36.0

32.1

24.1

6.8

14.4

13.9

FTa

0.0

3.5

1.8

8.0

TCb

0.0

22.0

13.3

18.9

PP= Pennisetum Purpureum; HA= Havardia albicans; BS= Bursera simaruba; AP= Acacia pennatula. MS= materia seca: MO= materia orgánica: FDN= fibra detergente neutro; FDA= fibra detergente acida; PC= proteína cruda; FT= fenoles totales; TC= taninos condensados. aExpresado en gramos de ácido tánico eq/kg MS. bExpresado en gramos de leucocianidina eq/kg MS.

112

PRODUCCIÓN DE METANO ENTÉRICO EN OVINOS

Variables evaluadas

metano se realizó alternativamente en las dos cajas de respiración, empleando 25 min en cada una. La producción de CH4 se calculó con la producción media por unidad de tiempo y flujo.

Determinación del pH y patrón de ácidos grasos volátiles (AGV) Se tomaron muestras de líquido ruminal vía sonda esofágica de acuerdo a lo descrito por RamosMorales et al(9) durante los cinco días de mediciones en cada periodo, a las 6 h posteriores a la alimentación, con el fin de determinar el pH y AGV.

El metano se midió por medio de un analizador (MA-10, Sable Systems International Inc., las Vegas, USA) que utiliza el método de infrarrojo, con una tasa de recuperación del 99.999 %(11) calibrado con N2 y CH4 en nitrógeno con una concentración de 1,000 ppm (Praxair, USA).

El pH se midió inmediatamente, después de obtenida la muestra de líquido ruminal se filtró con gazas dobles, y posteriormente con un potenciómetro portátil (HANNA® instruments, Woonsocket, USA), calibrado con buffers de referencia de pH 4, 7 y 10, se registró el pH previo a la obtención de una muestra para determinar AGV. Para el análisis de AGV se tomaron 4 ml de líquido ruminal y se conservaron en 1 ml de solución desproteinizante compuesta por ácido metafosfórico y ácido 3-methilvalerico.

Los animales se alojaron dentro de las cajas de respiración por un periodo de 6 h, y las mediciones se realizaron durante dos días consecutivos(11). Para el cálculo de la producción total de CH4, los valores obtenidos se ajustaron a 24 h, utilizando el programa Expedita (Sable Systems, las Vegas, USA).

Consumo voluntario La alimentación fue a libre acceso, si los animales no dejaban rechazo se les aumentaba el 15 % de lo ofrecido el día anterior. La dieta ofrecida cubrió un consumo estimado de MS de 800 g/d. Las unidades experimentales se alimentaron una vez al día ofreciéndoles el 100 % de la ración a las 0900 h. Los rechazos de alimento se retiraron a las 0900 h del día siguiente.

Para la determinación de los AGV se empleó la técnica propuesta por Ryan(10) usando un cromatógrafo de gases (Hewlett-Packard, 5890 serie III), equipado con un detector de ionización de flama (FID); el tipo de columna utilizada fue HPFFAP de 30 m x 0.53 mm, la temperatura del inyector fue de 200 °C y la del detector de 200 °C.

Medición de la producción de CH4

Digestibilidad aparente

La medición de CH4 (L/d) entérico se realizó por medio de cajas de respiración de circuito abierto(11), con dimensiones de 1.10 m × 0.40 m × 0.30 m, (alto, ancho y largo, respectivamente) con un volumen interno de 0.132 m3.

La determinación de la digestibilidad aparente de la MS, MO y FDN se realizó mediante el método de recolección total de excremento(12), tomando una muestra del 10 % del total de las deposiciones producidas por día, en los últimos seis días del periodo experimental y se conservaron en congelación a -4 °C; se mezclaron por cada tratamiento y se tomaron submuestras del 10 % para su análisis químico.

Las cajas de respiración se construyeron con paneles de acrílico transparente de 9 mm pegados a angulares de 2 pulgadas y selladas con poliuretano (Construflex®, Multiaccesorios Monterrey SA de CV), la entrada de la cabeza del animal se selló con tela de mezclilla. El aire se extrajo mediante una bomba de vacío (Sable Systems International, Las Vegas, USA); ésta produjo una fuerza de vacío de 125 pascales registrado con manómetros de presión diferencial (Heavy Duty Series 407910, Extech Instruments Corporation, USA).

Análisis químicos La determinación de MS de las muestras de forraje ofrecido se realizó en una estufa de aire forzado a 55 °C por 48 h (peso constante) (#7.007)(13). El contenido de N se realizó (CP; N × 6.25) por combustión utilizando un equipo LECO CN2000 serie 3740 (LECO, Corporation, #2.057)(13). La MO se determinó por incineración en una mufla a 550 °C por 6 h (AOAC Method #923.03) y el

Los datos fueron extraídos y ajustados mediante el programa Expedata® (Sable Systems International, Las Vegas, USA). La medición de la concentración de

113

Angel Trinidad Piñeiro-Vázquez, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):111-119

contenido de FND y FDA se determinó según lo sugerido por Van Soest et al(14). El contenido de taninos condensados (TC) se realizó por medio del método de HCL-Butanol(15).

contenido de FDN y FDA menor respecto a la gramínea (P. purpureum). Los follajes de las arbóreas evaluadas en este estudio mostraron una concentración promedio de 18 % de TC (Cuadro 1).

Análisis estadísticos

Consumo voluntario

Los datos de consumo voluntario, digestibilidad aparente, producción de metano y la concentración molar de AGV se sometieron a un análisis de varianza para un diseño cuadro latino (4×4)(8) por medio del procedimiento PROC GLM del SAS(16). Las medias de los tratamientos se compararon con la prueba de Tukey con un alfa de 0.05.

El consumo de MS, MO, FDN y FDA (CMS, CMO, CFDN y CFDA) fue similar entre los tratamientos con un promedio de 492.8, 462.12, 188.44 y 182.22 g/día respectivamente (P>0.05). El consumo de PC (g/día) fue similar en el tratamiento con PP respecto a los tratamientos PPHA y PPBS, sin embargo, se observó diferencia entre PP y PPAP (P<0.05). El consumo de materia seca y orgánica digestible (CMSD y CMOD) fue similar entre los tratamientos, sin embargo, se observó diferencia entre PP vs PPHA, PPBS y PPAP en el consumo de FDND (P<0.05) (Cuadro 2).

RESULTADOS

Composición química El follaje de las arbóreas tropicales presenta una mejor calidad en cuanto a PC así como un

Cuadro 2. Consumo de materia seca y digestibilidad en ovinos alimentados con Pennisetum purpureum y follajes de árboles tropicales Tratamientos 30% de inclusión de arbóreas (300 g/kg de MS) TC (g/kg de MS) Peso vivo, kg MS, g/día MS, % del peso vivo MS, g/kg0.75 MO, g/día FDN, g/día FDA, g/día PC, g/día MS, g/kg de MS MO, g/kg de MO FDN, g/kg de FDN PC, g/kg de PC MS, g/día MO, g/día

PP 0 18.4

PPHA PPBS 66 39 20.9 19.0 Consumo voluntario 487.9 474.7 490.1 2.4 2.2 2.5 50.3 46.9 51.9 456.5 447.5 455.4 171.2 181.8 201.2 198.9 182.5 174.6 b ab 32.7 38.1 42.0ab Digestibilidad aparente 632.1 738.2 677.6 654.9 738.2 695.1 b a 319.4 622.0 558.3a 641.4 713.0 696.9 Consumo de componentes digestibles* 312.8 352.4 333.1 302.5 338.7 317.4

PP= Pennisetum purpureum; HA= Havardia albicans; BS= Bursera simaruba; AP= Acacia pennatula. TC= taninos condensados; MS= materia seca; MO= materia orgánica; FDN= fibra detergente neutro: EE= error estándar. *El consumo digestible de cada componente proviene de multiplicar el consumo voluntario por su digestibilidad. ab Medias por hilera con diferente literal indican diferencias (P<0.05).

114

PPAP 57 22.4

0.516

518.8 2.2 47.6 489.1 199.7 172.9 45.9a

25.5 0.1 2.2 23.4 18.5 15.5 2.4

0.6140 0.1986 0.4237 0.5614 0.3627 0.2084 0.0177

713.3 730.7 581.3a 721.8

34.7 35.1 66.4 38.3

0.0960 0.1040 0.0031 0.2452

371.0 358.2

26.0 23.6

0.1896 0.1610

PRODUCCIÓN DE METANO ENTÉRICO EN OVINOS

Cuadro 3. Ácidos grasos volátiles (mmol/L) en ovinos alimentados con Pennisetum purpureum y follajes de árboles tropicales Tratamientos 30% de inclusión de arbóreas (300 g/kg de MS) TC (g/kg de MS)

PPHA

PPBS

PPAP

valor de P

57 7.1

0.5

0.7316

Condiciones del rumen pH ruminal

7.1

7.0

Ácidos grasos volátiles (mmol/L) Totales

44.0

53.5

50.2

53.6

4.16

0.3995

Acético

26.9

37.8

34.6

37.4

4.6

0.3861

Propiónico

11.6

10.6

10.0

1.0

0.3684

Butírico

3.2

3.4

3.6

3.7

0.4

0.7672

Isobutírico

0.4

0.2

1.2

1.6

0.6

0.6280

Isovalérico

0.3

0.2

0.3

0.6

0.2

0.7918

Valérico

1.5

0.2

0.0

0.2

0.4

0.5456

Ac:Pr

2.3

3.4

3.2

4.0

0.4

0.0736

TC= taninos condensados; PP= Pennisetum Purpureum; HA= Havardia albicans; BS= Bursera simaruba; AP= Acacia pennatula. Ac:Pr: relación acético propiónico; TC= taninos condensados; EE= error estándar. (P>0.05).

(P>0.05) entre tratamientos PP, PPHA, PPBS y PPAP encontrando promedios de 17.8, 36.8, 39.3 y 100, respectivamente (Cuadro 4).

Digestibilidad aparente La digestibilidad de la MS y MO (DIGMS y DIGMO) fue similar entre los tratamientos con un promedio de 690.30 y 704.73, respectivamente. Sin embargo, la digestibilidad de la FDN fue menor (P<0.05) en 94.74, 74.19, 81.99 % en el tratamiento PP con respecto a los tratamientos PPHA, PPBS y PPAP.

DISCUSIÓN

Composición química La composición química del follaje de las leguminosas fue similar a lo reportado en regiones tropicales(17), teniendo una mayor concentración de PC y una menor cantidad de fracciones fibrosas con mayor digestibilidad(4). La cantidad de TC contenidos en las arbóreas (130 a 220 g/kg de MS) es superior a otras arbóreas y plantas utilizadas comúnmente en la alimentación de rumiantes; por ejemplo Leucaena leucocephala, en sus diferentes variedades, Gliricidia

Concentración de ácidos grasos volátiles y pH El pH no se afectó por la inclusión y la especie de las arbóreas tropicales (P>0.05). La concentración molar (mmol/L) de los AGV (acético, propiónico, butírico, valérico, isobutírico e isovalérico) no fue afectado (P>0.05) por los tratamientos PP, PPHA, PPBS y PPAP, encontrándose promedios en la concentración molar de 34.1, 10.9, 3.4, 0.4, 0.8 y 0.3, respectivamente (Cuadro 3).

sepium, Piscidia piscipula, Lespedeza cuneata y Lespedeza striata(6,7). Consumo voluntario

Producción de metano entérico

La inclusión de TC en las raciones en dosis superiores >7 % de TC de la MS o con la inclusión mayor al 30 % del follaje de las arbóreas como parte

La producción de CH4 entérico expresado en L/día, L/kg de MSC, MOC y FDNC fue similar

115

Angel Trinidad Piñeiro-Vázquez, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):111-119

Cuadro 4. Producción de CH4 en ovinos alimentados con Pennisetum purpureum y follajes de árboles tropicales Tratamientos 30% de inclusión de arbóreas (300 g/kg de MS) Variables TC (g/kg de MS)

PPHA

PPBS

PPAP

Producción de metano entérico L CH4/día

17.6

20.9

13.1

19.8

3.0

0.4797

L CH4/kg de MSC

37.7

44.2

26.9

38.7

7.0

0.4414

L CH4/kg de MOC

40.2

46.9

29.0

41.1

7.4

0.4637

L CH4/kg de FDNC

117.9

116.3

65.7

104.0

22.8

0.3083

TC= taninos condensados; PP= Pennisetum Purpureum; HA= Havardia albicans; BS= Bursera simaruba; AP= Acacia pennatula; EE= error estándar. MSC= materia seca consumida; MOC= materia orgánica consumida; FDNC= fibra detergente neutro consumida. (P>0.05).

de la ración, puede reducir el consumo voluntario y la digestibilidad de los componentes de la ración(18); sin embargo, en este estudio con la inclusión 30 % de las arbóreas no se observó efecto sobre el consumo de MS, MO, FDN y FDA, aunque las arbóreas proporcionaban una menor cantidad de FDN y FDA (Cuadros 1 y 2).

con forrajes de baja calidad (PC <7 %) y alto contenido de fibra (~67.9 %) lo cual aumenta el tiempo de permanencia en el rumen por efecto del llenado gástrico, reduciendo el consumo voluntario de nutrientes(5). Por otra parte, el elevado consumo de PC en los tratamientos con arbóreas (28 % superior al tratamiento control) pudo haber generado un incremento en la cantidad de nitrógeno excretado en la orina debido al desbalance entre energía y proteína en la dieta.

El consumo de alimento no se afectó posiblemente porque los ovinos poseen proteínas salivales capaces de bloquear el efecto de los TC, reduciendo la astringencia y su efecto sobre la digestibilidad, con lo cual el tiempo de permanencia en el rumen sería prolongado. Por otra parte, es posible que los ovinos seleccionaran de la mezcla ofrecida las fracciones sin TC consumiendo en mayor proporción el pasto(19). Resultados similares han sido encontrados con la suplementación de ovinos y cabras con la inclusión de 30 % de diferentes arbóreas que contienen TC(7).

Digestibilidad aparente En este estudio, con el uso de follaje de las arbóreas que contienen TC en concentraciones de 130 a 220 g/kg de MS, cantidades superiores al de otras arbóreas utilizadas comúnmente en la alimentación de rumiantes (Leucaena leucocephala, Piscidia piscipula y Gliricidia sepium), se observó que la inclusión de 30 % del follaje de estas arbóreas como parte de la MS de la ración, no afectó la digestibilidad de la MS y MO.

En este estudio, la inclusión del 30 % del follaje de arbóreas en la dieta de ovinos mejoró la calidad de la dieta; resultados similares han sido encontrados en otros estudios(5,20), observando que la suplementación con follajes arbóreos incrementa el consumo de PC debido al mayor aporte de las arbóreas (~140 g/kg de MS), además de su bajo contenido de FDN y FDA, lo cual aumenta la tasa de pasaje incrementando con ello el consumo de PC(21), a diferencia de cuando los animales son alimentados

Sin embargo, se observó un incremento en la digestibilidad de la FDN y PC cuando se incluyen follajes de arbóreas tropicales en comparación del tratamiento basado en P. purpureum; esto se debe a la alta concentración de carbohidratos estructurales (FDN ~67.9 %) que estas gramíneas poseen(4,21),

116

PRODUCCIÓN DE METANO ENTÉRICO EN OVINOS

diferente al de los follajes arbóreos, los cuales contienen cantidades menores de FDN (44.5 % de la MS), lo que hace que sean más susceptibles al ataque de los microorganismos ruminales encargados de la digestión, degradación y fermentación de la fibra.

Los resultados encontrados en estos estudios mostraron que los TC no afectaron el pH, la concentración y proporción de AGV, lo que sugiere que la inclusión de arbóreas con TC no generó cambios en las poblaciones bacterianas y protozoarias del rumen, además no modificaron la digestión de la MS y MO.

Por otra parte, el aporte de PC es superior al de las gramíneas, con lo que provee las condiciones adecuadas al rumen(4,5,22), contrario a lo que las gramíneas pueden aportar durante la época de secas (6.5 % de PC), con lo cual no se cubren los requerimientos mínimos (7 % de PC) para la función y crecimiento adecuado de los microorganismo del rumen.

Sin embargo, Tan et al(26) encontraron una reducción de la concentración de ácido propiónico con la inclusión de TC de L. leucocephala, mientras que otros estudios in vitro demuestran la capacidad de los TC de aumentar la concentración de ácido propiónico(28). Es posible que la dosis de inclusión de los TC usando como fuente las arbóreas tropicales no sean suficientes para cambiar el patrón de fermentación y la población bacteriana ruminal(9,15,25).

La variación del efecto de los TC es inconsistente y depende del tipo de TC, su estructura, su peso molecular, la dosis, la fuente y la especie animal utilizada(23,24); en este sentido, se ha documentado que los pequeños rumiantes son capaces de desactivar a los TC(19) evitando la reducción de la población de protozoarios responsables de la degradación de la fibra hasta del 50 %(25), además de evitar la formación de complejos entre carbohidratos y proteínas, lo cual reduciría la digestibilidad de los componentes de la ración.

Producción de metano La producción de CH4 (36.8 L/kg de MS) fue similar a reportes(4,23) en ovinos alimentados con forrajes y follajes de arbóreas tropicales. Sin embargo, no se observó efecto de la inclusión de las arbóreas que contienen TC, sobre la producción de CH4; estos resultados difieren a lo encontrado por Tiemann et al(23) quienes con la inclusión de 30 % de arbóreas que contenían TC, redujeron la producción de CH4 entérico.

pH y proporción molar de los AGV

Por su parte investigadores(29) utilizando la inclusión de L. leucocephala en la dieta de ovinos, redujeron en 26 % la cantidad de energía en forma de CH4, resultados apoyados por Soltan et al(7) quienes reportan disminución en 14 % la producción de CH4. En este sentido bajo condiciones in vitro se ha encontrado que la inclusión de TC reduce la producción de CH4(26).

En las raciones evaluadas se encontró un pH promedio de 7.0 típico de una fermentación acética, debido a una dieta basada en celulosa, el cual mantiene el pH similar al encontrado en otros estudios cuando se incluyen arbóreas tropicales a una dieta basada en pastos. Este pH registrado demuestra que no hubo cambios en los perfiles de AGV con o sin la inclusión del follaje arbóreo.

En este sentido, diversos estudios han demostrado que la inclusión de TC usando como fuente alguna arbórea, reducen las emisiones de CH4 entérico(4,5,6) debido a su efecto en la reducción de las poblaciones protozoarias y bacterias metanogénicas (efecto directo) o a través de la reducción de la degradación y digestión de los componentes de la ración (efecto indirecto)(22,23,30).

Los cambios en el patrón de fermentación ruminal dependen principalmente del tipo de dieta y de las poblaciones bacterianas; algunos estudios indican que los TC tiene la capacidad de cambiar en el patrón y concentración de los AGV(26). En este estudio no se observaron cambios en la concentración total e individual de los AGV, resultados apoyados por Rira et al(27) quienes con la inclusión de 44 % de L. leucocephala, no observaron efectos sobre los AGV.

En este estudio, no se observó tal efecto sobre la producción de CH4, esto puede ser debido a la

117

Angel Trinidad Piñeiro-Vázquez, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):111-119

with plant secondary metabolites. Anim Feed Sci Technol 2012;(176):78-93.

naturaleza de alimentación de los ovinos, los cuales están adaptados al consumo de plantas ricas en TC, los cuales generan mecanismos de resistencia (bloqueadores salivales) o de selección(19), con lo cual reducen la actividad o el consumo de los TC, evitando la formación de complejos entre TC, proteínas y carbohidratos. Por otra parte, el aumento del aporte de PC así como mayor digestibilidad de la MS y FDN de las dietas con la inclusión del follaje de arbóreas tropicales, pudo mejorar las condiciones del rumen aumentando la degradación y fermentación de la MO, lo que pudo incrementar la concentración de los hidrógenos libres (H), sustrato utilizado por las bacterias metanogénicas para la reducción del CO2 y formación de CH4(30). El aumento en la calidad de la dieta cuando se hace uso del recurso arbóreo podría aumentar la ganancia de peso en ovinos (eficiencia alimenticia), lo cual sería una forma indirecta en la reducción de las emisiones de CH4 (litros de metano/kg de peso ganado). CONCLUSIONES E IMPLICACIONES

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Se concluye que la inclusión del 30 % de las arbóreas tropicales Havardia albicans, Bursera simaruba y Acacia pennatula como fuente de TC, no afectó el consumo, fermentación ruminal y las emisiones de CH4; sin embargo, mejoró el aporte de proteína y la digestibilidad de la MS, PC y FDN. Es posible que se necesite incrementar el nivel de inclusión en la dieta de ovinos para observar algún cambio en la producción de CH4.

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El primer autor agradece a CONACYT-México, por haber otorgado la beca para estudios de doctorado en la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Autónoma de Yucatán, Mérida, México.

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http://dx.doi.org/10.22319/rmcp.v8i2.4414

Eficacia de dos fitasas bacterianas en la liberación de fósforo en dietas para pollos de engorda en crecimiento Efficacy of two bacterial phytase in the release of phosphorus in diets for growing chicken broilers María Liliana Diosdado Espinozaa, Arturo Cortes Cuevasa, Ernesto Avila Gonzáleza RESUMEN La eficacia de dos fitasas (Citrobacter brakii y E. Coli) utilizadas en diferentes dosis (500 y 1,000 FTU) se evaluaron en una dieta deficiente en fósforo (0.15% P disponible) formulada a base de sorgo-soya. Para la estimación de la eficacia en la liberación de P de las fitasas evaluadas se utilizó como referencia fósforo inorgánico suplementado a través de fosfato monodicálcico (FMD), para alcanzar una concentración final de P disponible de 0.23, 0.31 y 0.39 %. Para lo anterior la dieta basal deficiente en P se suplementó como sigue: 1) sin fitasas, sin FMD; 2) 0.08% FMD; 3) 0.16% FMD; 4) 0.24% PMD; 5) citrobacter-500 FTU; 6) coli-500 FTU; 7) citrobacter-1,000 FTU y 8) coli-1,000 FTU. Los tratamientos se aplicaron a 216 pollos de la estirpe Ross (27 pollos/tratamiento) de los 7 a 21 días de edad. La ganancia de peso, eficiencia alimenticia y concentración de ceniza y P en tibias fue mayor en los pollos que recibieron 0.39% PMD y los 1,000 FTU de ambas fitasas, no existiendo diferencias en estos niveles entre los tratamientos FMD y fitasas. La cantidad de fósforo liberado no se afectó (P>0.05) por el tipo de fitasa (promedio 0.142 %), pero sí por el nivel de fitasa utilizado (0.102 vs 0.182 % para 500 y 1,000 FTU respectivamente). Los resultados indican que la suplementación con 1,000 FTU/kg de ambas fitasas en dietas deficientes en P resulta en ganancias y eficiencias alimenticias similares cuando las dietas se suplementan hasta 0.24 % de FMD. Ambas fitasas mejoraron en 78.4 % el aprovechamiento del fósforo fítico en dietas sorgo-soya para pollos en crecimiento. PALABRAS CLAVE: Fitasas, Citrobacter braakii, Escherichia coli, Fósforo en tibias, Cenizas en tibias, Pollos de engorda.

ABSTRACT The efficacy of two phytases (Citrobacter brakii and Escherichia coli) used in different doses (500 and 1,000 FTU) were evaluated in a diet deficient in phosphorus (0.15% available P) formulated with sorghum-soybean meal. To estimate the efficacy of the release of P evaluated phytases, inorganic phosphorus supplemented by mono-phosphate (MDP) to reach a final concentration of available P of 0.23, 0.31 and 0.39 % was used as reference. The basal diet deficient in P was supplemented as follows: 1) Without phytases, without MDP; 2) 0.08% MDP; 3) 0.16% MDP; 4) 0.24% MDP; 5) Citrobacter-500 FTU; 6) coli FTU-500; 7) citrobacter1,000 FTU and 8) FTU coli-1,000. The treatments were applied to Ross 216 chickens (27 birds/treatment) 7 to 21 d old. Weight gain, feed efficiency and concentration of tibia ash and P was better in chickens receiving 0.39% PMD and 1,000 FTU of both phytase, with no differences in these levels between MDP and phytase treatments. The amount of phosphorus released was not affected (P>0.05) by type of phytase (average 0.142 %), with effect to level of phytase used (0.102 vs 0.182 % for 500 and 1,000 FTU respectively). The results indicate that supplementation 1,000 FTU / kg in both phytase in diets deficient in P results in weight gain and feed efficiency similar when the diets are supplemented with 0.24% MDP. Both phytases improved to 78.4 % utilization of phytate phosphorus in sorghum-soybean meal diets on growing chicks. KEY WORDS: Phytases, Citrobacter braakii, Escherichia coli, Phosphorus tibia, Tibia ashes, Broilers.

Recibido el 15 de marzo de 2016. Aceptado el 17 de agosto de 2016. a

Centro de Enseñanza, Investigación y Extensión en Producción Avícola, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Nacional Autónoma de México. Manuel M. López S/N, Col. Zapotitlán, 13209 Tláhuac DF. Tel: 58 45 15 30. México. Autor de correspondencia: cortescuevasarturo@yahoo.com.

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María Liliana Diosdado Espinoza, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):121-128

INTRODUCCIÓN

más consistente debido a su pH y una mayor estabilidad durante la digestión por pepsina en el tracto intestinal(10).

El fósforo es un elemento importante para sostener la producción de alimentos de origen animal, las reservas mundiales de fosfatos son limitadas y en un futuro será un problema para obtener las cantidades suficientes para proveer de este compuesto a la industria de los alimentos balanceados para animales, lo que resulta en un desafío poder sostener dicha demanda(1,2).

Utilizar una alta concentración de fitasa (megadosis) en las dietas, en busca de una rápida reducción de la concentración de fitato en el estómago o proventrículo, reduce así el efecto antinutricional del fitato, e incrementa aún más la liberación de fósforo(11). De esta manera se logra la máxima destrucción del fitato, de tal forma que el tipo de fitasas, niveles de dosificación y el contenido de fitato de la dieta van a tener un papel importante en la respuesta productiva(12). Estudios recientes indican que niveles elevados de fitasa (megadosis) en la dieta de los pollos (1,000 y 2,000 FTU/kg) mejoran la liberación de fósforo (0.15 %) y calcio (0.18 %) e incrementan los parámetros productivos(9).

Para el sector avícola esto implica que la utilización de fósforo por los animales deberá ser explorada para un máximo aprovechamiento de este mineral en las dietas. Esto incluye más estudios sobre el uso de aditivos, especialmente las fitasas como una herramienta en la eficiencia para extraer más fósforo en las dietas vegetales, ya que del 50 al 85 % del fósforo almacenado en los granos está ligado al ácido fítico y sus sales(3,4).

Con estos antecedentes, se planteó el presente estudio para conocer la liberación de fósforo en relación a fosfato monodicálcico en dietas sorgo+soya para pollos en crecimiento deficientes en fósforo disponible, mediante la suplementación de dos fuentes de fitasas (Citrobacter braakii y Escherichia coli) a diferentes dosis (500 y megadosis de 1,000 FTU/kg).

La utilización de las fitasas en la industria de alimentos balanceados se ha visto favorecida por lo atractivo de sus precios, la mejora en la utilización del fósforo fítico, en el aumento del rendimiento animal (carne y hueso) y la disminución del grado de daño ambiental (menor eliminación de fósforo al ambiente a través de las excretas)(5). Las fitasas liberan fósforo a partir de fósforo fítico, y como resultado de la destrucción de este factor anti-nutricional, permiten reducir el uso de fuentes de fósforo inorgánico en la dieta(6). Como resultado, el uso de fitasas mejora la digestibilidad no sólo del fósforo y cationes divalentes como Ca, Mg y Zn, sino también de energía y proteína(7).

MATERIAL Y MÉTODOS El experimento se realizó en una caseta de ambiente natural, localizada en el Centro de Enseñanza, Investigación y Extensión en Producción Avícola de la Universidad Nacional Autónoma de México. Se utilizaron 216 pollos machos de la estirpe Ross 308 de siete días de edad, distribuidos en ocho tratamientos con tres repeticiones de nueve aves cada uno (27 animales por tratamiento). Los pollos se alojaron en pisos de jaulas en baterías tipo Petersime, con calefacción eléctrica y temperatura regulada con termostato. El alimento y el agua de bebida se ofrecieron a libre acceso. Los pollos de 1 a 6 días de edad, se alimentaron con dietas sorgosoya, formulada para cubrir todas las recomendaciones nutricionales de la estirpe. A los siete días de edad se distribuyeron en forma completamente al azar en ocho tratamientos:

En la actualidad, las fitasas recientes de origen bacteriano brindan una mayor estabilidad en pH bajos, y soportan temperaturas elevadas a los que son sometidos los alimentos balanceados para aves sin perder sus propiedades. Dentro de las bacterias utilizadas para la obtención de fitasas, destacan aquéllas provenientes de Escherichia coli y Citrobacter braakii(8,9). Cada fitasa ofrece beneficios en su uso e incluso existen diferentes presentaciones del producto comercial. Una dosis equivalente a 500 FTU/kg de E. coli libera de 20 a 30 % más nutrientes que la misma dosis de una fitasa de Aspergillus spp, y su efecto es

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FITASAS BACTERIANAS EN LA LIBERACIÓN DE FÓSFORO EN DIETAS PARA POLLOS DE ENGORDA EN CRECIMIENTO

1) Dieta basal sorgo-soya, deficiente en fósforo disponible (0.15%).

rodete como unidad experimental. El contenido de fósforo y porcentaje de cenizas en tibias, se analizaron como un diseño completamente al azar (SPSS para Windows versión 17.0). La biodisponibilidad del fósforo se estimó con curvas estándar a través de regresiones lineales simples de primer grado (Y=βo+β1x), utilizando un paquete computacional SSPS versión 17.0(14), a partir del contenido porcentual de fósforo y cenizas en tibias. Para la curva estándar se utilizaron los tratamientos 1, 2, 3 y 4. Para la curva de Citrobacter braakii los tratamientos 1, 5 y 7. Finalmente para la de Escherichia coli fueron los tratamientos 1, 6 y 8.

2) Como 1 + 0.08% de fósforo inorgánico a partir de fósforo monodicálcico (FMD). 3) Como 1 + 0.16% de fósforo inorgánico a partir de FMD. 4) Como 1 + 0.24 % de fósforo inorgánico a partir de FMD. 5) Como 1 + 500 FTU* de fitasa microbiana de

Citrobacter braakii.

6) Como 1 + 500 FTU de fitasa microbiana de

Escherichia coli.

7) Como 1 + 1,000 FTU de fitasa microbiana de

Cuadro 1. Composición de la dieta basal experimental para pollos de 7 a 21 días de edad

Citrobacter braakii.

8) Como 1 + 1,000 FTU de fitasa microbiana de

Ingrediente Sorgo Pasta de soya Carbonato de calcio Aceite de soya L-Lisina HCl Sal DL-Metionina Celulosa Cloruro de colina 60% Premezcla de vitaminas* Premezcla de minerales** Bacitracina de zinc 10% Antioxidante***

Escherichia coli.

*FTU= cantidad de enzima necesaria para liberar 1 µmol de fósforo inorgánico por minuto en un pH de 5.5 a 37 °C. Para la estimación de la eficacia en la liberación de P se utilizó como referencia fósforo inorgánico (Pi) suplementado a través de fosfato monodicálcico (FMD) para alcanzar una concentración final de Pi disponible de 0.23, 0.31 y 0.39 % (tratamientos 2,3 y 4). La dieta basal cubre todos los requerimientos con excepción de Pi (Cuadro 1); las adiciones de FMD y fitasas fueron sustituyendo a la celulosa en la dieta basal para no alterar el balance nutricional de las diferentes dietas experimentales.

TOTAL

Kg 627.06 327.13 22.91 6.65 4.80 3.80 3.30 1.40 1.00 1.00 0.50 0.30 0.15 1000.00

Análisis calculado

El consumo de alimento se registró por réplica (por cada nueve pollos) y la ganancia diaria de peso se registró individualmente en una báscula electrónica Marca Torrey Mod. L-EQ 5/10. A los 21 días de edad, se sacrificó el 60 % de los pollos con el método que indica la norma NOM-033-ZOO-1995, por medio de la sujeción segura del animal y de inmediato la dislocación cervical en un solo movimiento para evitar dolor innecesario; se les extrajo la tibia izquierda para determinar el contenido porcentual de cenizas y fósforo (de acuerdo al AOAC, 2006)(13) respectivamente.

Energía metabolizable, Kcal/kg Proteína cruda, % Fósforo disponible no fítico determinado, % Calcio total, % Metionina + cistina digestible, % Lisina digestible, % Treonina digestible, % Sodio, %

2950 22.00 0.15 1.02 0.92 1.39 0.82 0.18

*Premezcla de vitaminas por kg: Vitamina A 12’000,000 UI; vitamina D3 2’500,000 UI; vitamina E 15,000 UI; vitamina K3 2,000 mg/kg; vitamina B1 2,250 mg/kg; vitamina B2 7,500 mg/kg; vitamina B3 45,000 mg/kg; vitamina B5 12,500 mg/kg; vitamina B6 3,500 mg/kg; vitamina B12 20 mg/kg; ácido fólico 1,500 mg/kg; biotina 125 mg/kg. **Premezcla de minerales por 0.5 kg: yodo 300 mg/kg; selenio 200 mg/kg; cobalto 200 mg/kg; hierro 50,000 mg/kg; cobre 12,000 mg/kg; zinc 50,000 mg/kg; manganeso 110,000 mg/kg;

Los datos de crecimiento, consumo y de eficiencia alimenticia se analizaron utilizando el

***BHT (1.2 %), BHA (9.0 %), Etoxiquin (4.8 %).

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María Liliana Diosdado Espinoza, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):121-128

Cuadro 2. Resultados promedio de rendimiento productivo y porcentajes de cenizas y fósforo inorgánico en tibias de pollos de 7-21 días de edad Tratamientos 1 2 3 4 5 6 7 8 EEM abcd

Ganancia de peso (g)

Eficiencia alimenticia (kg:kg)

Cenizas en tibias (%)

Fósforo en tibias (%) 7.07 ± 0.10a 7.29 ± 0.11b 7.95 ± 0.09c 8.00 ± 0.09d 7.51 ± 0.07b 7.43 ± 0.08b 7.82 ± 0.09c 7.91 ± 0.09c

586 ± 11.0a 649 ± 10.1ab 713 ± 9.9b 737 ± 10.7c 673 ± 10.8ab 668 ± 10.9ab 705 ± 10.6b 684 ± 11.5b

0.69 ± 0.001a 0.71 ± 0.001ab 0.73 ± 0.001b 0.76 ± 0.001c 0.72 ± 0.001ab 0.72 ± 0.001a 0.75 ± 0.001c 0.74 ± 0.001bc

42.78 ± 0.52a 46.45 ± 0.46b 48.62 ± 0.49c 48.87 ± 0.51d 46.60 ± 0.48b 46.50 ± 0.49b 48.71 ± 0.47c 48.15 ± 0.45c

± 10.68

± 0.001

± 0.48

± 0.09

Diferentes letras representan diferencia significativa (P<0.05), excepto cenizas y fósforo en tibias (P<0.01).

Para conocer el porcentaje de fósforo inorgánico liberado por las enzimas empleadas, se utilizaron las curvas estándar de porcentaje de cenizas y fósforo en tibias y se traspuso a la ecuación los valores obtenidos con las fitasas del siguiente modelo (X=(βo–Y)/β1). Donde: X= porcentaje de Pi liberado por la enzima, βo=ordenada al origen, Y=ganancia de peso, eficiencia alimenticia, porcentaje de cenizas en tibias y porcentaje de fósforo en tibias y β1= coeficiente de regresión. También se realizó la comparación de medias con la prueba de Tukey considerando diferencia significativa cuando P<0.05.

de cenizas y fósforo en tibias, se utilizó para calcular la liberación de fósforo obtenida con las fitasas en relación al fosfato monodicálcico. Los resultados del porcentaje de cenizas en tibias mostraron una respuesta lineal a los diferentes niveles de fósforo a partir de FMD adicionados en la dieta (P<0.05). El porcentaje de cenizas aumentó linealmente (cenizas, % = 43.993 + 24.429 × %Pi adicionado, R2=0.34) conforme el porcentaje de fósforo en la dieta se incrementó (Figura 1). Al trasponer en la ecuación el porcentaje de cenizas en tibias, la dosis de 500 FTU de las fitasas de Citrobacter braakii y Escherichia coli se obtuvo en promedio una liberación de 0.105 %. Sin embargo, para la inclusión de 1,000 FTU de ambas fuentes de fitasa, se encontró que la liberación de fósforo fue de 0.180 %.

RESULTADOS Los resultados promedio de ganancia de peso, eficiencia alimenticia y porcentajes de cenizas y P en tibias en 14 días de experimentación, se observan el Cuadro 2. Se aprecia que la suplementación de fósforo a partir de FMD o la suplementación de las fitasas mejoraron (P<0.05) las variables productivas al incrementarse el contenido de fósforo en las dietas y al incluir las fitasas. También se aprecia que los porcentajes de cenizas y fósforo en tibias con las dos fitasas bacterianas, liberaron cantidades similares (P>0.05) de Pi tanto en la dosis 500 FTU como en la de 1,000 FTU. El contenido porcentual

Al analizar la cantidad de fósforo depositado en las tibias, se determinó que la dieta basal (sin Pi adicionado), obtuvo el porcentaje de fósforo más bajo (7.07 %), el cual gradualmente se incrementó al aumentar la cantidad de Pi en la dieta (P en tibia, % = 7.062 + 4.28 × %Pi adicionado), y el tratamiento 4 obtuvo 8.0 % de fósforo en tibia (Cuadro 2). De igual manera la adición de fitasa a la dieta basal incrementó el porcentaje de P en las tibias.

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FITASAS BACTERIANAS EN LA LIBERACIÓN DE FÓSFORO EN DIETAS PARA POLLOS DE ENGORDA EN CRECIMIENTO

Figura 1. Porcentajes de fósforo liberado en base al contenido de cenizas en tibias con 500 y 1,000 FTU/kg de fitasas de Citrobacter braakii o Escherichia coli

Al trasponer en la ecuación el porcentaje de Pi en tibias, se observó que al adicionar 500 FTU/kg de las dos fitasas (Escherichia coli y Citrobacter braakii) se tuvo una liberación de fósforo en promedio de 0.097 %. Por otro lado, al incrementar la dosis a 1,000 FTU/kg de ambas fuentes de fitasas, se aumentó la cantidad de fósforo liberado en un promedio de 0.185 % (Figura 2).

En este estudio la ganancia de peso se mejoró conforme se incrementó la cantidad de Pi en la dieta deficiente en este mineral; este efecto fue similar a lo encontrado por otros autores(15), quienes al evaluar este parámetro con diferentes niveles de fósforo en la dieta (menores a 0.45 % de Pi), las aves tuvieron un mayor consumo de alimento y por lo tanto de fósforo, lo que resultó en una mayor ganancia de peso al acercarse al requerimiento de este mineral. Driver et al(16) realizaron un estudio, utilizando dietas deficientes de fósforo (menores de 0.42 %) en pollos de 14 y 28 días de edad, y los parámetros productivos mejoraron cuando las aves tuvieron mayor consumo de fósforo en la dieta.

Al promediar los valores de liberación de P en el contenido porcentual de cenizas y P en las tibias, con las dos fitasas, la cantidad liberada fue de 0. 102 % con 500 FTU/kg y de 0.182 % para 1,000 FTU/kg de alimento en dietas sorgo-soya.

El nivel óptimo biológico de fósforo disponible en la dieta para máxima ganancia de peso en el período de 1 a 21 días de edad sugerido por Julian y Summers(17) y Perney et al(18), es de 0.46 %. Este resultado es similar al 0.45 % sugerido por el NRC(19), pero un 13.3 % mayor del P utilizado como máximo nivel en este experimento. Otros autores(20) recomiendan 0.5 % como el óptimo, sin embargo emplearon roca fosfórica que quizá tuvo una menor

DISCUSIÓN El propósito principal de suplementar fitasas en dietas para aves, es mejorar el aprovechamiento del fósforo fítico y reducir la cantidad de fosfato en la dieta, ya que la fitasa hidroliza al fitato y libera el fósforo inorgánico, que es utilizado por el ave para cubrir el requerimiento de este mineral.

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María Liliana Diosdado Espinoza, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):121-128

Figura 2. Porcentajes de fósforo liberado en base al contenido de fósforo en tibias con 500 y 1,000 FTU/kg de fitasas de Citrobacter braakii o Escherichia coli

disponibilidad de fósforo. Los resultados de ganancia y eficiencia para los niveles máximos de P suplementado en nuestro experimento son acordes a los esperados para el tipo de pollo utilizado cuando es alimentado sin restricción en P en la dieta.

En un trabajo de meta-análisis con artículos publicados hasta el año 2013, donde se recopiló información de 286 artículos sobre la retención de fósforo en pollos de engorda, resumieron que la suplementación de fitasa (1,039 FTU/kg de dieta) para pollos de engorda, incrementó la retención de fósforo en 0.086 %(21).

Olukosi y Fru-Nji(8) evaluaron tres niveles de fitasa de Citrobacter braakii (0, 1,000 y 2,000 FTU) en pollos durante 14 días en dietas maíz-trigo-soya con la matriz de la fitasa en la dieta y otra dieta sin la matriz de la fitasa, con dos proporciones de Ca:P (2:1 y 2.5:1). Los resultados indicaron que solo hubo efecto significativo en la utilización de fósforo, calcio y energía, al adicionar ambas dosis de fitasas en la dietas sin la matriz de la fitasa, y también con efecto benéfico en las dietas que contenían una relación de calcio:fósforo de 2:1. En un estudio similar(9) reportan mejores resultados para ganancia de peso, eficiencia alimenticia; así como cenizas, fósforo, calcio, magnesio, potasio y zinc en tibias, al suplementar 1,000 y 2,000 FTU/kg de fitasa en la dieta, sin existir diferencia entre las dosis empleadas.

Al reducir los niveles de fósforo inorgánicos en la dieta disminuye el porcentaje de cenizas en tibias, esto debido a que el 80 % del fósforo total del organismo es depositado en tejido óseo(22). Los resultados mostraron que la adición de las fitasas microbianas procedentes de Citrobacter braakii o Escherichia coli mejoraron de manera similar la biodisponibilidad del fósforo proveniente del fósforo fítico de la pasta de soya y el sorgo; resultados similares reportan que el empleo de 500 FTU/kg fue eficaz en mejorar el crecimiento, cenizas en tibias y retención de fósforo en pollos de engorda, con la liberación de 0.08 % de fósforo disponible(23). Augspurger et al(10) al evaluar 500 FTU/kg de fitasa de E. coli en dietas para pollos mencionan liberaciones de 0.125 % de fósforo.

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FITASAS BACTERIANAS EN LA LIBERACIÓN DE FÓSFORO EN DIETAS PARA POLLOS DE ENGORDA EN CRECIMIENTO

LITERATURA CITADA

En el presente estudio se encontró que ambas fitasas liberaron cantidades similares de fósforo, y se ha demostrado que la fitasa cuando se utiliza en dosis elevadas mejora el rendimiento productivo(24). Sin embargo, Cortes et al(4) encontraron mayor ganancia de peso, conversión alimenticia y energía metabolizable aparente en pollos de 1 a 19 días de edad con el empleo de fitasa proveniente de Peniophora licii, además de permitir reducir en la dieta (sorgo-soya) 0.1 % de fósforo sin afectar el rendimiento productivo. También se menciona(11) que al evaluar una dosis de 500 FTU de una fitasa microbiana en dietas con 0.22 % de Pi, obtuvieron un incremento en la ganancia de peso, y la mineralización en tibias; al aumentar la dosis a 1,000 FTU la cantidad de fósforo que liberó la enzima aumentó en 0.07,%, obteniéndose resultados muy similares a los encontrados en el presente estudio. Los mismos autores utilizaron una tercera dosis de fitasa microbiana de 2,000 FTU con la misma cantidad de fósforo en la dieta (0.22 %) sin obtener diferencias significativas entre esta dosis y la utilización de 1,000 FTU. En este estudio se incrementó 78.4 % más la liberación de fósforo a partir del fitato, al aumentar la dosis de 500 FTU a 1,000 FTU para ambas fitasas provenientes de Citrobacter braakii y Escherichia coli. Para lograr una máxima hidrólisis del fósforo fítico, los niveles de dosificación y el contenido de fitato de la dieta, van a tener un papel importante en la respuesta productiva(25).

CONCLUSIONES E IMPLICACIONES Con los resultados obtenidos en el presente estudio, se puede concluir que el empleo de ambas fitasas de Citrobacter braakii o Escherichia coli a la dosis de 500 FTU/kg liberaron 0.102 % de fósforo y con la inclusión de 1,000 FTU/kg (megadosis) liberaron 0.182 %, lo equivalente a 78.4 % más de aprovechamiento del fósforo fítico en dietas sorgosoya para pollos en crecimiento.

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Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):129-138

http://dx.doi.org/10.22319/rmcp.v8i2.4415

Parámetros bio-económicos de la producción intensiva de la carne de bovino en México Bio-economic parameters of intensive production of beef in Mexico Nicolás Callejas-Juáreza, Samuel Rebollar-Rebollarb*, Juan Ángel Ortega-Gutiérreza, Joel Domínguez-Viverosa RESUMEN El objetivo de esta investigación fue evaluar la productividad de carne de bovino en confinamiento estabulado en México, a través de criterios de eficiencia, eficacia, calidad y economía, en cinco entidades (Nuevo León, Tamaulipas, Coahuila, Sonora y Baja California); considerando cinco escalas de producción (desde 3,000 a 7,000 cabezas finalizadas por ciclo). El peso vivo inicial promedio fue 267.00 ± 35.99 kg y final 470 ± 11.73 kg. El ciclo productivo promedio fue de 136 ± 22 días y 2.67 ± 0.34 ciclos por año. La eficiencia fue de 7.84 ± 1.39 kg alimento/kg y 61.20 ± 0.84 % de carne de rendimiento en canal, eficacia 99.55 ± 0.26 %, calidad 100 % y economía 3.36 ± 1.89 $/kg de ingreso neto. La relación beneficio-costo fue de 1.08 ± 0.03, con una inversión marginal promedio de 17,815.98 ± 4,795.81 pesos por cabeza. La conclusión es que la actividad económica presenta una productividad promedio de 63.50 ± 15.20 %. PALABRAS CLAVE: Productividad de carne, Eficiencia, Calidad, Beneficio-costo.

ABSTRACT The objective of this research was to evaluate the productivity of beef in confinement in Mexico, through criteria of efficiency, effectiveness, quality and economy, in five entities (Nuevo Leon, Tamaulipas, Coahuila, Sonora and Baja California); considering five scales of production (3,000, 5,000, 6,000, 7,000 and 7,500 bovines completed per cycle). The average initial live weight was 267.00 ± 35.99 kg and 470 ± 11.73 kg. The average production cycle was 136 ± 22 d and 2.67 ± 0.34 cycles per year. Efficiency was 7.84 ± 1.39 kg feed/kg and 61.20 ± 0.84 % of carcass yield, efficiency 99.55 ± 0.26 %, 100 % quality and economy 3.36 ± 1.89 $/kg of net income. The benefit-cost ratio was 1.08 ± 0.03, with a marginal investment average of 17,815.98 ± 4,795.81 Mexican pesos per bovine. The conclusion is that the economic activity presents an average productivity of 63.50 ± 15.20 %. KEY WORDS: Beef productivity, Efficiency, Meat quality, Benefit-cost.

Recibido el 28 de septiembre de 2015. Aceptado el 27 de noviembre de 2015. a

Facultad de Zootecnia y Ecología. Universidad Autónoma de Chihuahua, Periférico Francisco R. Almada Km 1, 31453. Chihuahua, México.

Centro Universitario UAEM Temascaltepec-Universidad Autónoma del Estado de México. Km. 67.5, Carr. Toluca-Tejupilco. Col. Barrio de Santiago S/N. Temascaltepec, 51300 Estado de México. México. *Autor de correspondencia: srebollarr@uaemex.mx.

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Nicolás Callejas-Juárez, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):129-138

INTRODUCCIÓN

además, mano de obra y energéticos (diésel, gasolina y electricidad).

La relación entre insumos utilizados (naturales, humanos y monetarios) y el producto obtenido, son elementos clave en la toma de decisiones de invertir en el sector agropecuario. La productividad se define como la relación entre la cantidad producida y los recursos utilizados(1,2,3), cuantificados a través de la eficiencia, eficacia, calidad y economía de los sistemas de producción. Otros(4,5), la definen como una actitud orientada hacia el mejoramiento continuo. La eficiencia técnica, es un proceso de producción que no utiliza más insumos de los necesarios para obtener un nivel dado de producción, dada la tecnología existente, y eficiencia económica como un proceso donde la proporción de utilización de los recursos para una determinada tasa de producción, implica el costo mínimo posible(6).

Los métodos utilizados para analizar la rentabilidad y productividad son la regresión matemática, que permite medir la relación (a través del signo) y, la cuantía (a través del coeficiente de regresión) de cada uno de los insumos utilizados; la forma contable, donde al ingreso total se le resta el costo total y, el análisis de regresión estocástica que utiliza el factor riesgo(13,14). Por ello, es importante conocer los resultados de las actividades productivas para poder delimitar su capacidad productiva y de los recursos que intervienen en ella. En 2013, la eficiencia promedio de la producción de carne de bovino en México, fue 52.7 %; se requirió producir 1.9 kg de carne en pie por cada kilo de carne en canal; esta eficiencia se ha mantenido desde el año 2000. En ese año, la entidad más eficiente fue Baja California (59.9 %) aunque aportó sólo 4.85 % al total nacional, ubicado en 1.8 millones de toneladas de carne en canal(9).

La producción de carne se define como aquellos animales de granja, típicamente un novillo o novilla joven, destinados al sacrificio y confinados hasta su maduración biológica o peso óptimo de mercado; considerando sistemas extensivos, semi-intensivos e intensivos. Se define también como sistemas de producción en pastoreo o confinamiento que hacen hincapié en el crecimiento y desarrollo de los animales sobre la deposición de grasa(7). La producción de carne en corral, implica la provisión de un ambiente artificial en el que los animales se colocan en un área confinada y obligados a consumir una dieta pre-determinada para el propósito de la producción(8). En sistemas de producción estabulados, el de bovinos carne utiliza 3.70 veces menos alimento que en pastoreo para producir la misma cantidad de carne; sin embargo, los porcentajes de concentrados van desde 2 % para sistemas de pastoreo, 4 % para los mixtos y 18 % para los industriales(9).

El objetivo de esta investigación fue medir los parámetros de la productividad, en términos de eficiencia, eficacia, calidad y economía, de la producción de carne de bovinos estabulados; a través de cinco escalas de producción (cabezas) ubicadas en los cinco principales estados productores de la República Mexicana. MATERIAL Y MÉTODOS

Material La investigación se realizó con datos productivos provenientes de cinco unidades representativas de producción (URP) del sistema bovino para carne intensivo, ubicadas en los estados de Nuevo León, Tamaulipas, Coahuila, Sonora y Baja California, en el año de 2010. En total se evaluó la productividad de 54,457 bovinos de diferentes cruzas de razas europeas, 70 % hembras y 30 % machos (Cuadro 1). En total participaron con su información 34 productores; seis productores en Baja California, cinco en Coahuila, ocho en Nuevo León, cinco en Sonora y diez en Tamaulipas. La dieta diaria (kg/día) estuvo compuesta, en promedio, por cuatro ingredientes principales: maíz rolado (49 ±

La eficiencia en producción de carne estabulada, se evalúa con criterios de eficiencia en conversión alimenticia, pero se limita por la correlación entre peso vivo y ganancia promedio diaria(10); la económica, por la capacidad de hacer sus operaciones rentables(6,11) y, la utilidad, por el costo, valor de animales finalizados y costo de alimentación(12). Para México, se consideran

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PARÁMETROS BIO-ECONÓMICOS DE LA PRODUCCIÓN INTENSIVA DE LA CARNE DE BOVINO EN MÉXICO

Cuadro 1. Características de las unidades representativas de producción Característica/Escala

Sonora

Tamaulipas

Baja California

Nuevo León

Coahuila

Escala, cabezas Peso inicial, kg Peso final, kg Ciclo productivo, días Alimento, kg/cabeza Machos, % Hembras, % Rendimiento en canal, % Precio en pie, $/kg Precio en canal, $/kg

7,000 270 470 120 2.75 40 60 61 21.0 34.0

7,500 250 450 160 2.42 20 80 62 22.39 36.0

3,000 300 475 160 2.85 20 80 61 20.84 34.0

6,000 215 480 120 2.24 30 70 62 21.15 34.0

5,000 300 475 120 2.56 40 60 60 20.0 32.15

Cabezas de ganado engordado por año: Sonora 3,000; Tamaulipas 5,000; Baja California 6,000; Nuevo León 7,000; Coahuila 7,500.

12 %), forraje (20 ± 7 %), granos secos de destilería (DDG) (13 ± 0.5 %), melaza (8 ± 6 %) y otros (10 %).

total, método basado en el tiempo de trabajo, método financiero, productividad del trabajo, método estructural de Kurosawa, método de Lawlor, método de Gold, método de evaluación rápida de la productividad y análisis envolvente de datos (data envelopment analisys= DEA)(4).

La obtención de información primaria, se realizó mediante consenso directo de los productores sobre la escala de producción típica de cada una de las entidades, a la cual se le denominó unidad representativa de producción (URP). La URP se definió como el conjunto de productores que tiene características en común, como mercado de insumos y de producto, ubicación de la unidad de producción (en este caso entidad federativa), escala de producción (número de cabezas producidas por año), tecnificación (inversión por cabeza en producción) y ciclo productivo (días del ciclo productivo), principalmente. En todos los casos, la alimentación y peso vivo inicial de los animales fue común y diferente en insumos propios de la región, aprovechando la diferencia de precios. Por ejemplo, en el estado de Tamaulipas los productores sustituyen el sorgo por el maíz; este último se presenta con mayor prevalencia en productores medianos y pequeños.

Dado que en esta investigación, solo se evaluó la productividad de un solo año, estos métodos resultaron inoperantes, debido a que requieren de al menos dos periodos de evaluación para generar un índice de productividad. En esta investigación, la productividad se midió a través de indicadores de eficiencia, eficacia, calidad y economía, para, finalmente, obtener un indicador global o total de la actividad. Un indicador, es un valor, medio o instrumento que ayuda a medir, evaluar y tomar decisiones objetivas de un proceso productivo. La eficiencia (EFI), se midió como la relación entre la cantidad de producto obtenido (Q) y la cantidad de insumos utilizados (xi ). Los parámetros técnicos de eficiencia más importantes, fueron el volumen producido por cabeza de ganado, como la diferencia entre el peso vivo final (PVF) y peso vivo al inicio del proceso productivo (PVI); la mortalidad, como la razón entre el número de animales muertos y total de animales en producción; la ganancia de peso, como la razón entre el volumen de carne producido y el número de días del ciclo productivo; y la conversión alimenticia, como la razón entre la

Los datos de producción se capturaron en una hoja de cálculo en el programa Microsoft Excel 13 para Windows.

Métodos Existen varios métodos para medir la productividad como el método de la productividad

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NicolĂĄs Callejas-JuĂĄrez, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):129-138

cumplimiento de la eficacia, e ingreso total menor que costo total IT < CT significa una pĂŠrdida de inversiĂłn. El ingreso total se obtuvo de multiplicar el volumen producido de carne en canal (đ?&#x2018;&#x201E;đ?&#x2018;&#x2014; ) por el precio de la canal (đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;&#x2014; ) (â&#x2C6;&#x2018;đ?&#x2018;&#x161; đ?&#x2018;&#x2014;=1 đ?&#x2018;&#x201E;đ?&#x2018;&#x2014; đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;&#x2014; ), y el costo total como la sumatoria de las cantidades de insumo utilizados (đ?&#x2018;&#x201E;đ?&#x2018;&#x2013; ) por su precio (đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;&#x2013; ) (â&#x2C6;&#x2018;đ?&#x2018;&#x203A;đ??ź01 đ?&#x2018;&#x201E;đ?&#x2018;&#x2013; â&#x2C6;&#x2014; đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;&#x2013; ).

cantidad de kilogramos consumidos por ciclo y el volumen producido de carne. La eficacia (EF) se definiĂł como el grado de congruencia entre objetivos organizacionales y resultados (15) observables . La eficacia significa medir la contribuciĂłn de cada insumo al logro de los objetivos. Ă&#x2030;sta se midiĂł como la diferencia entre la eficiencia, calidad y economĂa total y la obtenida en el proceso productivo (yi ). La calidad (CAL) se midiĂł como la aceptaciĂłn del producto en el mercado, a travĂŠs del porcentaje de peso de la canal (PC).

La productividad (PROD) se definiĂł como la efectividad total del sistema de producciĂłn. Ă&#x2030;sta se midiĂł a travĂŠs de la suma de la eficiencia (Cuadro 2), eficacia, calidad y economĂa (Cuadro 3); asĂ, PROD = EFI + EF + CAL + ECON. El criterio de anĂĄlisis estadĂstico para evaluar la diferencia entre productores, dentro de cada parĂĄmetro productivo, fue a travĂŠs de su media y desviaciĂłn estĂĄndar (đ?&#x2018;Ľ Âą đ?&#x153;&#x17D;).

Para este caso, se considerĂł aceptable por el productor una canal igual o mayor al 60 % del peso vivo (PV). La economĂa (ECON), se midiĂł como el cumplimiento del objetivo de una inversiĂłn, obtener ganancia (G). Esta condiciĂłn solamente se cumple cuando el ingreso total (IT) es mayor que el costo total (CT); sin embargo, podrĂan presentarse dos resultados mĂĄs; que el ingreso total sea igual al costo total (IT = CT), lo cual supondrĂa el no

Para evaluar la productividad, se utilizaron 15 indicadores de eficiencia, eficacia, calidad y economĂa, que caracterizan a un sistema de

Cuadro 2. ParĂĄmetros de eficiencia de las unidades representativas de producciĂłn ParĂĄmetro/Escala

Sonora

Tamaulipas

Baja California

Nuevo LeĂłn

Coahuila

Capacidad utilizada, % ProducciĂłn, kg Ganancia diaria de peso, kg RelaciĂłn machos-hembras ConversiĂłn alimenticia, kg Ciclos/aĂąo Mortalidad, % InversiĂłn, $/kg

100 175 1.09 20-80 9.54 2.6 0.26 19.54

60 175 1.46 40-60 7.36 3.0 0.40 19.69

50 265 2.21 30-70 7.22 3.0 0.33 19.03

100 200 1.67 40-60 6.12 2.5 0.24 18.23

67 200 1.25 20-80 8.97 2.2 0.35 19.46

Cuadro 3. ParĂĄmetros econĂłmicos de las unidades representativas de producciĂłn ParĂĄmetro/Escala

Sonora

Tamaulipas

Baja California

Nuevo LeĂłn

Coahuila

Subsidio, % inversiĂłn Ingreso, $/kg Costo, $/kg Ingreso neto, $/kg RelaciĂłn beneficio/costo Precio, $/kg en pie Precio, $/kg en canal InversiĂłn, $/kg Rendimiento/inversiĂłn, %

0.43 21.59 20.35 1.25 1.06 20.84 34.00 19.54 6.38

0.85 20.80 19.00 1.80 1.09 20.00 32.15 19.69 9.16

0.72 22.03 21.02 1.01 1.05 21.15 34.00 19.03 5.30

0.93 21.91 19.31 2.60 1.13 21.00 34.00 18.23 14.27

0.46 23.17 21.61 1.57 1.07 22.39 36.00 19.46 8.05

132

PARÁMETROS BIO-ECONÓMICOS DE LA PRODUCCIÓN INTENSIVA DE LA CARNE DE BOVINO EN MÉXICO

producción de carne de bovino en confinamiento (Cuadro 4). La escala de producción (animales en engorda por año), con la mejor medición, se le asignó el número 5; la escala de producción con la peor medición, se le asignó el 1. En términos porcentuales, el número 5 correspondió a 100 % y el número 1 al 20 %.

Donde EMP, es la distribución empírica, Xi son los datos de la variable a simular, F(Xi) es el porcentaje de desviaciones de la tendencia (“percentage deviations from trend”) que toma valores entre cero y uno, CUSD son las desviaciones estándar uniformes correlacionadas (“correlated uniform standard deviates”).

Finalmente, el factor riesgo está asociado fuertemente con este sistema de producción. En esta investigación se evaluaron los parámetros mortalidad, eficiencia de la alimentación, costo de producción, ingreso y rentabilidad, utilizando el programa estadístico Simetar ®, complemento de Excel 2013(14). Se utilizó un modelo de simulación del riesgo con una distribución GRKS. La distribución GRKS, es una de dos piezas de distribución normal con 50 % del peso por debajo del valor medio, 2.5 % menos que el mínimo, 50 % por encima del valor medio y 2.5 % por encima del máximo. La distribución se utiliza en lugar de una distribución triángulo cuando se sabe solamente información mínima sobre la variable aleatoria y el mínimo y máximo son inciertos(14). La distribución GRKS se basa en la simulación de una distribución empírica.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Las características más importantes que definieron al sistema de producción de carne de bovino confinado en México, fueron la composición de la dieta alimenticia, a base de maíz rolado y minerales (100 %), pasto de la región (80 %), melaza (80 %), harinolina (60 %) y sebo (40 %); el sexo, principalmente hembras (70 %), el destino de los animales finalizados, 100 % de los productores vendieron en canal para aprovechar el precio y transferencia gubernamental por sacrificar en rastro TIF (únicamente machos), porque representó un incremento del ingreso, a la vez que se eliminó un intermediario y se evaluó el peso de las canales en frío.

Probabilidad = EMP(Xi , F(X i ), CUSD)

Cuadro 4. Parámetros de productividad de las unidades representativas de producción Parámetro/Escala Capacidad utilizada, % Volumen producido, kg Alimento, kg/cabeza Eficiencia, kg/kg* Costo alimento** Ingreso/animal, $ Costo/animal, $ Ingreso neto, $/kg RBC Rendimiento canal, % Precio, $/kg en pie Precio, $/kg en canal Inversión, $/kg Ganancia/inversión, % Mortalidad, %

Sonora

Tamaulipas

Baja California

Nuevo León

Coahuila

5 1 3 1 1 1 3 2 2 4 2 4 2 2 3

3 3 4 3 5 2 5 4 4 3 1 3 1 4 1

2 4 1 4 3 5 1 1 1 5 4 4 4 1 2

5 5 5 5 4 3 4 5 5 4 3 4 5 5 5

4 2 2 2 2 4 2 3 3 5 5 5 3 3 4

*Kilogramos de carne/kilogramos de alimento. ** $/cabeza. RBC= relación beneficio/costo.

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Con relación al destino de la carne, 100 % de los productores tiene como principal mercado el nacional; sin embargo algunos productores (15 %) reportaron exportaciones de cortes de mayor valor (Sukarne, Procarne, entre otros). El 100 % de los productores aplicó implantes, debido a la baja calidad del ganado engordado. El 100 % de los productores utilizó cinco etapas de producción; todos los productores presentaron problemas de mortalidad en su hato en la primera etapa de la producción, debido a que los animales no se adaptaron rápidamente al tipo de alimento (ingredientes) y hábitos de consumo (tres veces al día).

peso diario fue mejor en hembras que en machos castrados, no así la conversión alimenticia. En promedio, la capacidad utilizada fue 75.40 ± 23.3 % y 2.67 ± 0.34 ciclos productivos por año. Una de las causas que se le atribuye a esta ineficiencia, es la disponibilidad de ganado; como consecuencia de la exportación a los Estados Unidos, los productores tratan de resolver este problema engordando las hembras. El volumen producido por cabeza de ganado fue de 203 ± 36.84 kg de peso vivo (sin considerar el PV inicial), en un periodo de 136 ± 22 días, representó 1.54 ± 0.43 kg/día de rendimiento. No obstante, solamente 40 % de los productores obtuvieron un rendimiento superior al promedio (Baja California y Nuevo León).

La eficiencia productiva entre machos y hembras se consideró como de mínima importancia entre los productores, y solamente se vio reflejada en la transferencia gubernamental al sacrificio de machos (200 $/cabeza). Sin embargo, se encontró que no existe una diferencia significativa (P>0.05) en el peso vivo promedio inicial y final; esto significa que animales con menor peso tuvieron un mayor rendimiento, y fue la razón por la que el productor prefirió becerros livianos. Este resultado coincide con el de otras investigaciones, donde se indica que el costo de agregar peso vivo es, generalmente, menor que el costo de comprar animales con mayor peso vivo(11). Esto explica por qué el costo promedio de producción está representado por tres rubros, compra de ganado 52.5 %, alimentación 40.3 % y otros 7.2 %; es decir, el productor asume principalmente dos tipos de riesgo, el primero en comprar la materia prima adecuada (animales), y segundo, la alimentación, si no se considera mano de obra, combustibles e instalaciones.

La mortalidad promedio, fue 0.32 ± 0.07 %. Una de las principales causas de mortalidad es la falta de adaptación que tienen los animales una vez que llegan a los corrales de engorda, la cual se dificulta por provenir de un régimen de alimentación de repasto. La estrategia utilizada por algunos productores ha sido seleccionar los lotes de ganado de acuerdo a su adaptación, esto es, aquellos más adaptados van directamente a los corrales, y el resto pasa por un proceso previo de adaptación. En otros resultados(11), se encontró que la mortalidad anual en la engorda estabulada de bovinos en adaptación fue 0.69 %, principalmente de origen tóxico (37 %) y respiratorio (29.9 %); por arriba del promedio en México. La conversión alimenticia fue 7.84 ± 1.39 kg de alimento por kilogramo de carne producido; esta eficiencia coincide con resultados hallados en investigaciones similares(12,16). La ganancia diaria de incremento de peso vivo fue 1.54 ± 0.43 kg, lo que significa una eficiencia de 0.30, 0.36 y 0.26 kg por arriba del que se reportó en otras (17,18,19) investigaciones y similar a lo encontrado en un trabajo sobre bovinos engordados en corral en una región de México(20), en que la GDP promedio fue 0.29 kg. Finalmente, para producir un kilogramo de carne en pie se requirió invertir 19.19 ± 0.26 $/kg (Cuadro 2).

Eficiencia Una de los aspectos más importantes en la producción de carne bajo el sistema estabulado intensivo es la relación machos-hembras 30-70. Sin embargo, esto es consecuencia de la exportación de los becerros machos; mientras que en la producción, la diferencia de rendimiento, para los productores, es mínima. En otros hallazgos(12), se encontró que la ganancia diaria de peso y conversión alimenticia entre machos castrados y hembras fueron significativas (P<0.05); también, la ganancia de

Algunas investigaciones realizadas en la engorda de bovinos muestran una eficiencia menor

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PARÁMETROS BIO-ECONÓMICOS DE LA PRODUCCIÓN INTENSIVA DE LA CARNE DE BOVINO EN MÉXICO

En Oklahoma, obtuvieron rendimientos de la canal por arriba del encontrado en esta investigación utilizando diferentes razas de ganado Angus (63.70 %) y Brangus (64.4 %)(17); sin embargo, en otra investigación(19), se encontró que para toretes finalizados en corral, el PVF equivalente al nivel óptimo económico fue 473.94 kg y un rendimiento en canal de 60 %. En el caso de las engordas analizadas predominan las cruzas, porque las razas puras se exportan.

y mayor que en México; así, se tiene que en Turquía(12) bovinos finalizados con peso de 450.97 kg tuvieron una eficiencia en la canal de 55.59 %, con 500.98 kg, rendimiento 56.94 % y con 556.15 kg rendimiento de 59.14 %. Análogamente, en Jalisco, México, se encontraron incrementos de peso de 0.945 kg/día y conversión alimenticia de 11.60 kg de alimento por kilogramo de carne en pie(20). En Tanzania(21) se encontró que en una engorda de bovinos con peso inicial de 184 y final de 278 kg por un periodo de 100 días, tuvieron una conversión alimenticia de 8 a 1. En contraste, en otro hallazgo(19), se demostró que la máxima ganancia en dinero para bovinos en corral fue a los 473.94 kg PVF y el máximo peso de los animales finalizados fue 475.04 kg PVF.

Economía La inversión requerida en el sistema de producción de carne de bovino estabulada es alta; en promedio se tiene invertido poco más de 97 ± 30 millones de pesos, por lo que las transferencias de gobierno (subsidios) solamente representaron 0.68 ± 0.23 % de la inversión total, principalmente en la etapa de sacrificio. El ingreso neto promedio fue 1.65 ± 0.65 $/kg en pie. La relación beneficio-costo fue 1.08 ± 0.03; significa que por cada peso invertido se obtuvo un rendimiento de 8 %, o bien, el ingreso representó 1.08 veces el costo de producción. La inversión promedio por kilogramo producido de carne en pie fue 19.19 ± 0.59 pesos. Por cada peso obtenido de ingreso neto se invirtieron 8.63 ± 3.49 pesos (Cuadro 3). En hallazgos similares(22), se encontraron 18.41 $/kg en ganado finalizado en engorda en corral, resultados cercanos a los de esta investigación.

Eficacia La eficacia se midió utilizando los mismos parámetros de eficiencia, pero en cumplimiento de los objetivos de cada insumo utilizado en la producción. En la capacidad utilizada de corrales, solamente 40 % de los productores la utilizó de manera eficaz; es decir, utilizaron los corrales al 100 %; el resto de productores está dejando de producir 20,685 cabezas de ganado equivalentes a 9,736 toneladas de carne en pie o 13.5 millones de pesos de utilidad. En la conversión alimenticia, considerando al mejor (Nuevo León), el resto de los productores está utilizando 8.63 kg de más, lo que puede producir 1.41 kilogramos adicionales; el productor más eficiente necesitaría 24.48 kg de alimento para producir un kilogramo de carne, en lugar de 39.21 kg.

Por kilogramo producido de carne en pie, el costo económico fue 18.40 pesos, principalmente porque el costo del alimento promedio fue 8.53 ± 1.40 pesos (46.40 %); esto significaría producir 0.91 kilogramos de más. De forma similar, otros investigadores encontraron que el costo de producción fue 16.74 (2011=100) $/kg de carne en pie y un margen de ganancia de 2.50 (2011=100) pesos(16,20); lo que concuerda con los resultados obtenidos para una región del Estado de México(22), en la que el costo de producción para productores pequeños fue 20.09, medianos 17.87 y grandes 18.41 $/kg; mientras que la ganancia de medianos y grandes fue superior con relación a la ganancia que se obtuvo en esta investigación.

Calidad El único parámetro de calidad en este sistema de producción fue el rendimiento de la canal, cuyo promedio fue 61.20 ± 0.84 %. Al respecto, en Tanzania(21) se encontró que bovinos engordados por un periodo de 100 días con peso vivo final de 278 kg obtuvieron un rendimiento de la canal de 55.80 %. A su vez, en Canadá, novillos finalizados en corral, a base de maíz, con peso inicial de 281.10 ± 19.60 kg y final de 634 kg obtuvieron una eficiencia de la canal de 58.40 %(16).

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Figura 1. Elementos de la productividad Capacidad utilizada (%) Mortalidad (%) 90.0 Volumen producido (kg) 80.0 70.0 Rendimiento en canal (%) Producción (kg) 60.0 50.0 Consumo de alimento Inversión ($/kg) 40.0 (kg/cabeza) 30.0 20.0 Precio de la carne en 10.0 Conversión alimenticia canal ($/kg) -

Precio de la carne en pie ($/kg)

Costo alimento ($/cabeza)

Rendimiento en canal (%)

Ingreso ($/cabeza)

Relación Beneficio-Costo Ingreso neto ($/kg)

Costo ($/cabeza) Ingreso neto ($/cabeza)

Existe una probabilidad de 100 % de que el ingreso neto o utilidad sea 2.60 $/kg como máximo y 1.01 $/kg como mínimo; esto significa que el sistema de producción es rentable en todas sus escalas de producción (Figura 2b). Para lograr un ingreso neto per cápita de 100 $/día, el productor más eficiente deberá producir 38.46 kg y el menos eficiente 99 kg. En este caso la productividad significa 60.54 kg o bien 157.42 pesos de ingreso neto. La máxima fue 0.40 %, mínima 0.24 % y la probabilidad promedio 0.33 % (Figura 2c).

Productividad total Considerando 15 indicadores de eficiencia, eficacia, calidad y economía (Cuadro 4); la productividad fue 63.5 ± 8.0 %. La mayor productividad correspondió a Nuevo León con 88.24 ± 15.9 %, seguido de Tamaulipas (63.53 ± 25.7 %), Coahuila (62.35 ± 24.4 %), Baja California (56.5 ± 32.6 %) y por último Sonora (47.06 ± 23.4 %). Los parámetros más importantes fueron el rendimiento de la canal (84 %), el precio de la canal (80 %) y la capacidad utilizada (76 %); el resto tuvieron una productividad promedio de 60 % (Figura 1).

Esto significa que por cada 100 bovinos, se tendrá una mortalidad máxima de 4 cabezas de ganado, mínima de 2.4 y promedio de 3.3 cabezas de ganado. Finalmente, la eficiencia del alimento indica que con una probabilidad de 100 % se tendrá una ganancia de peso diaria máxima de 2.21 kg/animal y 1.09 como mínima; en promedio, se espera 1.46 kg/día (Figura 2d). Esto significa que el productor menos eficiente (Sonora) necesitaría 79 días para producir los 175 kg con una eficiencia del productor más eficiente (Baja California) de 2.21 kg/día/animal. En conjunto y considerando la máxima eficiencia, se estaría ahorrando 208 días por ciclo productivo. A este respecto, un productor de ganado de engorda se enfrenta a dos tipos de riesgo, la variabilidad de precios de mercado y la

Riesgo El riesgo asociado al costo de producción e ingreso, significa que para una probabilidad de 100 % el costo total sea de 21.61 $/kg e ingreso de 27.17 $/kg; mientras que la probabilidad mínima fue 19 y 20.80 $/kg, respectivamente; la mayor diferencia entre ingreso y costo se obtuvo con una probabilidad de 30 %. Así mismo, la relación beneficio-costo de mayor probabilidad fue 2.20 y mínima 1.09, lo que significa que por cada peso invertido, se obtendrán 1.20 pesos de ganancia como máximo y 0.90 pesos como mínimo (Figura 2a).

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PARÁMETROS BIO-ECONÓMICOS DE LA PRODUCCIÓN INTENSIVA DE LA CARNE DE BOVINO EN MÉXICO

Figura 2. Factores de riesgo en las unidades representativas de producción

c) Mortalidad

0.8

Probabilidad

a) Costo e ingreso

0.6 0.4 0.2 0 $18.00

$20.00

$22.00

0.4

0.2

$24.00 0

Pesos (1,000) Ingreso/kg

0.6

0.2

Costo/kg

0.35

0.4

0.45

d) Eficiencia del alimento

0.8

Probabilidad

0.3

Mortalidad (%)

b) Utilidad

0.6 0.4 0.2 0 $0.50

0.25

0.6 0.4 0.2 0

$1.50

$2.50

$3.50

Pesos (1,000)

1.5

2.5

Kg/día

variabilidad de la producción ocasionada por las condiciones ambientales y manejo del ganado(23,24).

embargo, presenta una productividad promedio de 63.50 %. El sistema se caracterizó por finalizar principalmente hembras. Los parámetros que definieron la productividad fueron rendimiento en canal, precio de la canal y capacidad utilizada. Finalmente, el volumen producido de carne de bovino en confinamiento en México es bajo, y está

CONCLUSIONES E IMPLICACIONES La producción de carne de bovino finalizado en confinamiento estabulada en México es rentable; sin

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determinado por el precio de la carne en canal, capacidad utilizada de las instalaciones y mortalidad.

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http://dx.doi.org/10.22319/rmcp.v8i2.4419

Caracterización de queso fresco comercializado en mercados fijos y populares de Toluca, Estado de México Fresh cheese characterization marketed at fixed and popular markets of Toluca, State of Mexico Edaena Pamela Díaz Galindoa, Benjamin Valladares Carranzab, Adriana Del Carmen Gutiérrez Castillob, Carlos Manuel Arriaga Jordanc, Baciliza Quintero-Salazard, Patricia Cervantes Acostae, Valente Velázquez Ordoñezb* RESUMEN La fabricación artesanal del queso, es una actividad integradora del sistema producto leche. Para evaluar las condiciones de comercialización y caracterización del queso fresco en mercados y tianguis de Toluca, Estado de México, se realizó un muestreo por conveniencia, obteniendo 64 piezas de queso fresco de mercados establecidos e itinerantes, y se aplicó una encuesta abierta a comerciantes durante el periodo agosto a octubre de 2014. La procedencia de los quesos se obtuvo de las regiones: (A) Valle de Toluca, (B) otros municipios de la entidad, (C) de origen desconocido y (D) otros estados del país. Los valores de pH y temperatura del queso se midieron en el punto de venta. El contenido de materia seca, cenizas, grasa, proteína y NaCl se realizó por métodos oficiales. El origen del queso en los mercados fue mayoritariamente de la región A; la presentación comercial común fue de forma circular con un peso de 100 a 250 g. Los rangos de los parámetros evaluados fueron: pH (4.84-6.07), humedad (42.71-66.66 %), materia seca (33.3-68.9 %), cenizas (2.65-5.24 %), grasa (12-32 %), proteína (16.81-26.62 %) y NaCl (0.29-1.44 %). Las condiciones de comercialización y el abasto regional en los mercados son afectadas por un manejo inadecuado del producto y la competencia de quesos industrializados. El queso fresco comercializado en el municipio de Toluca, puede ser considerado un queso artesanal genuino propio de la región del valle de Toluca, que debe ser preservado por su interés como patrimonio en la gastronomía mexicana y su importancia socioeconómica y alimentaria regional. PALABRAS CLAVE: Queso fresco artesanal, Mercados, Valle de Toluca, Alimentos tradicionales, Patrimonio gastronómico.

ABSTRACT The aim of this study was to determine physicochemical characteristics, its origin, marketing and sales conditions of fresh cheese marketed in Toluca´s municipality, State of Mexico, Mexico. Additionally information on the milk industry and its link to the artisan cheese production as a traditional food and its regional economic importance were provided. A cross-sectional study conducted by convenience, with a sample of 64 pieces of fresh cheese purchased on fixed and itinerant markets (flea markets) during a period from August to October 2014. Temperature and pH data of the cheeses was determined at point sale. Then following the official standard methods, it was tested dry content, ash, fat, protein and sodium chloride. The origin of the cheese was established from the supplier in each region and studied as follows: (A) Toluca Valley; (B) other municipalities in Mexico´s State; (C) unknown origin and (D) other states. It was observed that the presentation of the sampled cheeses were of circular shape at all points of sale with a weight range of 100 to 200 g. The ranges for physicochemical parameters were pH (4.84-6.07), moisture (42.7166.66 %), dry matter (33.3-68.9 %), ash (2.65-5.24 %), fat (12-32 %), protein (16.81-26.62 %) and NaCl (0.29-1.44 %). It was concluded that the Toluca fresh cheese could be regarded as an artisan product with its own peculiar qualities from the whole region that should be preserved as an interest in the gastronomic heritage and culture and their regional social economic and safety food importance. KEY WORDS: Fresh cheese, Food markets, Toluca Valley, Traditional food, Gastronomic heritage.

Recibido el 18 de febrero de 2016. Aceptado el 18 de abril de 2016. a Programa de Maestría y Doctorado en Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales (PCARN-UAEM-CONACYT). Universidad Autónoma del Estado de México. b Centro de Investigación y Estudios Avanzados en Salud Animal, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia (CIESA-FMVZ-UAEM). Autopista de cuota Toluca-Atlacomulco Km. 15.5, San Cayetano de Morelos, 50200 Toluca, Estado de México. México. (722) 296 55 55 y 296 89 80. c Instituto de Ciencias Agropecuarias y Rurales (ICAR-UAEM). México. d Centro de Investigación y Estudios turísticos (CIETUR-UAEM). México. e Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Veracruzana. México. *Autor de correspondencia: vvo@uaemex.mx.

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Edaena Pamela Díaz Galindo, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):139-146

INTRODUCCIÓN

En 2015 se produjeron 144,606 t de queso, correspondiendo el 43 % a variedades de panela, chihuahua y queso fresco(11). Este último se obtiene de la coagulación de leche no pasteurizada y una cuajada conteniendo la mayoría de componentes lácteos; heterogéneo de sabor y consistencia especial influida por el método de elaboración(2), la molienda y el salado se realizan previo al moldeado con el aro pequeño que da su forma tradicional, un producto de consistencia blanda y quebradiza y una vida útil corta(1,9). El pH es ligeramente ácido y alto contenido de humedad, sabor lácteo suave, poco dulce y salado(12); el sabor suave está influido por la microflora y composición de la leche(13).

La producción artesanal del queso en México data de la Colonia, con notable influencia hispana; su fabricación ampliamente distribuida en el territorio nacional muestra diferencias sutiles en su elaboración(1,2). Se conocen 40 tipos de quesos, adaptados a las condiciones locales e incorporan sabores, aromas y textura en la gastronomía mexicana como patrimonio cultural(3). La importancia culinaria y cultural del queso es indudable, sin embargo la escasa información de sus atributos y procesamiento se basa en datos de registro censal(1). Sin una evidencia socioeconómica actual, algunos tipos de quesos incrementan su producción y otros han desaparecido del comercio(3). Su elaboración se realiza mediante técnicas rústicas y su comercialización local está fuera de la exigencia sanitaria y la estandarización en un comercio globalizado(1,4).

La producción del queso fresco en el Valle de Toluca, surgió en Atenco, propiedad de Hernán Cortés, quien aprovechando los recursos locales en la Laguna del Lerma en la alimentación del ganado, aportó a la comunidad leche y derivados lácteos. Desde entonces los quesos molidos en metate, requesón y queso fresco, son incorporados en la gastronomía local, como en los chiles en nogada sustituyendo a la crema(14). El queso fresco en Toluca al no estar diferenciado, se afecta su condición genuina, siendo susceptible de ser sustituido por la imitación debido a un menor precio y mayor accesibilidad(15). Dada la complejidad de factores involucrados en la producción regional del queso fresco y su valor en la dieta de la población, el estudio se realizó para determinar la forma de comercialización y caracterización del queso fresco que abastece los mercados municipales y tianguis en el municipio de Toluca, México.

El queso artesanal es apreciado por sus características nutricionales, atributos sensoriales y el proceso tradicional de elaboración(5); la calidad se atribuye a la aceptación de los consumidores y la gastronomía local, aunque este tipo de quesos generalmente no cumplen con la normativa de higiene en su fabricación y la de sanidad de los hatos lecheros(6,7). Las características sensoriales, físicas y de su composición son propias de los quesos regionales asociadas al “terruño”, el espacio geográfico, sus factores naturales y culturales del saber-hacer histórico propio en la elaboración, su microbiología y la influencia de la leche propia de la alimentación local del ganado, que en conjunto definen la tipicidad del queso(8). La quesería familiar depende de los conocimientos conservados por la tradición oral; mostrando un rezago tecnológico importante, un sistema organizacional pobre en innovación y comercialización, con un producto de calidad variable en su producción artesanal(1,9). La quesería tradicional en el sistema agroalimentario mexicano, contribuye al desarrollo económico regional aportando valor agregado a la producción lechera al articular la cadena productiva, y generando empleo en el medio rural; además de permitir conservar los sólidos de leche en las zonas de producción bajo condiciones ambientales hostiles(1,10).

MATERIAL Y MÉTODOS

Área de estudio El municipio de Toluca, con una población de 819,561 habitantes, territorialmente se organiza en 47 delegaciones y 97 localidades, y una superficie de 420.14 km2.; se ubica entre los paralelos 18°59´ y 19°29´ N; los meridianos 99°32´y 99°47´ O; con altitud entre 2,400 y 4,700 msnm. Clima templado subhúmedo con lluvias en verano y promedio de humedad ambiental de 73.29 %; el rango de temperatura fluctúa de 4 a 14 °C, con un marcado invierno y frío de altura con semifrío subhúmedo(16).

140

CARACTERIZACIÓN DE QUESO FRESCO COMERCIALIZADO EN MERCADOS FIJOS Y POPULARES

Localización y obtención de muestras

proceso hasta obtener un peso constante, y los valores se expresaron en porcentaje. El contenido de cenizas se realizó por el método referido en la NMXF-094-1984(20), a partir de la muestra húmeda de queso, sometida a incineración a 550 °C durante 4 h. La determinación de cloruro de sodio (NaCl), se llevó a cabo por el método de Volhard(21) basado en la determinación indirecta de cloruros, al añadir un exceso de nitrato de plata en relación a la cantidad de cloruros presente en la muestra, para valorar el excedente del ion de plata con solución de tiocianato de amonio y sulfato férrico amónico. El contenido total de grasa se determinó en 1 ± 0.001 g de queso por el método de Gerber-Van Gulik(22), y la grasa se expresó porcentualmente. La proteína cruda del queso, se obtuvo por el método Kjeldahl descrito en la NMX-F-098-1976(23), al obtener el promedio de nitrógeno presente en una muestra de 0.25 ± 0.001 g. Los resultados de las condiciones de comercialización se evaluaron mediante estadística descriptiva, y los parámetros del análisis químico proximal entre las regiones de abasto estudiadas por análisis de varianza.

Se realizó un estudio transversal descriptivo durante el periodo de agosto-octubre de 2014. mediante un muestreo por conveniencia, en los 52 tianguis y 4 mercados fijos registrados del municipio de Toluca (SEDECO, 2014)(17). En los sitios de venta de queso fresco se aplicó una encuesta cerrada por consentimiento de los comerciantes, orientada a identificar: los puntos de venta, procedencia del producto, forma de comercialización, condiciones de venta y proceso de elaboración del queso. Durante el muestreo en el punto de venta, se efectuaron tres mediciones de diferentes partes del queso, para evaluar la temperatura mediante un termómetro infrarrojo manual (DT8380 OEM, China), y el pH con un potenciómetro portátil de rango de pH de 0 a 14 (Hanna, EUA). El muestreo del queso fresco para su estudio de laboratorio, se realizó por el método señalado en la NMX-F-718-COFOCALEC-2006(18). Las muestras se transportaron en bolsas de plástico estériles en un contenedor térmico a 4 °C para su análisis inmediato en el laboratorio.

Análisis fisicoquímico El análisis fisicoquímico proximal de las muestras del queso se realizó por duplicado de cada uno de los parámetros estudiados. La humedad de la muestra se determinó de acuerdo al procedimiento descrito en la NMX-F-083-198(19), a partir de una muestra de 5 g, mantenida en una estufa de secado a 100 ± 5 °C por 4 h, se repitió el

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se obtuvieron 64 muestras de queso fresco en los mercados y tianguis del municipio de Toluca. La procedencia de los quesos se estableció a partir de la fuente de suministro (Figura 1), agrupada en cuatro regiones: (A) Valle de Toluca que incluyó a

Figura 1: Procedencia de los quesos en mercados y tianguis en Toluca (mapa INEGI 2015)(24)

Región Valle de Toluca Estado de México Toluca

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los municipios de Almoloya de Juárez, Metepec, San Mateo Atenco, Toluca, Villa Victoria y Zinacantepec; (B) otros municipios del Estado de México tales como Aculco, Ecatepec, Texcatitlán e Ixtlahuaca; (C) origen desconocido y (D) otra entidad (Guadalajara, Jalisco).

manera se reconoce la importancia en el municipio del queso artesanal en la dieta de amplios sectores de la población, especialmente en la de bajos ingresos, que ponderan el precio como factor importante para su incorporación en la dieta diaria familiar(3,15).

Con relación a la frecuencia y procedencia del queso fresco comercializado en los mercados del municipio de Toluca, en su mayoría provino de la región A que agrupa a los municipios del Valle de Toluca, seguida de la región B que comprende a otros municipios del Estado de México; en menor proporción de origen desconocido y finalmente de fuera de la entidad.

El rango general de los parámetros del análisis fisicoquímico del queso se muestra en el Cuadro 1. Los estimadores evaluados fueron heterogéneos para pH, humedad, proteína y grasa (P<0.05), los cuales permitieron caracterizar al queso fresco. Estos estimadores se agruparon considerando las regiones de abasto mostradas en el Cuadro 2. En la

Dentro de las características identificadas del queso fresco “ranchero” típico de la región de Toluca, la forma de presentación del producto fue circular, mostrando peso comercial que corresponde a lo descrito para un queso fresco genuino, identificado en esta región; durante el estudio no se encontraron piezas grandes descritas por otros autores(9).

Cuadro 1. Características fisicoquímicas del queso fresco en mercados del municipio de Toluca Parámetro

Valor

Temperatura de venta, °C pH Forma Peso, g Humedad, % Materia seca, % Cenizas, % NaCl, % Proteínas, % Grasa, %

El precio de venta del queso en los mercados y tianguis del municipio de Toluca fue considerado accesible para los consumidores locales, al ser comparado con otros alimentos de menor valor nutricional ofertados en los mercados; de esta

7.8 - 26.2 4.84 - 6.07 Circular 100 - 250 42.71 - 66.66 1.68 - 3.38 2.65 - 5.24 0.29 - 1.44 16.81 - 26.62 12 - 32

Cuadro 2. Análisis fisicoquímico del queso fresco por regiones de abasto Región de abasto

Peso (g)

Humedad (%)

Materia seca (%)

Cenizas (%)

Proteína (%)

Grasa (%)

NaCl (%)

Temperatura de venta (°C)

173±32 m:105 M:305

5.3±0.3 m:4.9 M:5.9

50.5±6.5 m:31.1 M:66.7

49.3±5.3 m:33.3 M:68.9

3.2±0.3 m:2.6 M:4.1

20.1±1.8 m:16.1 M:24.1

19.6±3.3 m:11 M:27

0.9±0.2 m:0.4 M:1.4

18±3.72 m:7.8 M:26.2

176±45 m:100 M:266

5.2±0.2 m:4.8 M:5.6

48.1±5.9 m:32 M:56.8

51.89±5.9 m:43.2 M:68

3.8±1.4 m:2.8 M:8.4

20.9±2.5 m:17.5 M:26.6

20.4±4.1 m:13 M:32

0.8±0.2 m:0.5 M:1.1

17.1±4.1 m:9.3 M:25.4

171±20 m:150 M:198

5.3±0.3 m:4.9 M:5.9

47.0±6.7 m:44.8 M:65.3

52.96±6.7 m:44.8 M:65.7

3.2±0.6 m:2.7 M:4.3

22.0±2.3 m:18.2 M:25.1

20.8±5.3 m:14 M:29

0.8±0.2 m:0.6 M:1.2

14.5±1.9 m:11.5 M:17

180

5.7

45.5

55.5

3.0

24.9

23.5

0.7

14.8

173

5.3

49.5

50.3

3.3

20.5

19.7

0.87

17.3

Promedio total

Los valores se muestran en: m valor mínimo, y M valor máximo. (P<0.05).

142

CARACTERIZACIÓN DE QUESO FRESCO COMERCIALIZADO EN MERCADOS FIJOS Y POPULARES

región A, resalta la presentación comercial de mayor peso, su alto contenido porcentual de humedad y de NaCl. En la región B sobresalieron los contenidos de materia seca, grasa, proteínas y cenizas (P<0.01). En la región C referido como de origen desconocido, con un contenido de NaCl cercano al valor observado en el queso de la región A, en tanto que los otros parámetros evaluados se mantuvieron constantes en comparación con otras regiones. El queso de la región D, obtuvo valores superiores para proteína, grasa y materia seca, además de tener un mayor costo del producto a su venta, comparado con los quesos de las otras regiones de abasto estudiadas.

los mercados y tianguis, se muestran en el Cuadro 3. En el estudio se detectaron un total de 10 vendedores fijos y 54 ambulantes, lo cual demuestra que existe una mayor oferta del queso fresco en los mercados populares o “tianguis” comparados con los mercados municipales fijos, situación que puede comprometer la trazabilidad del producto(26). En cuanto a las condiciones de conservación, sólo en los mercados fijos se mantenían los quesos en refrigeración. En el caso estudiado la temperatura y conservación del queso no correspondieron a los criterios sanitarios establecidos para la inocuidad de la leche y los productos lácteos(27,28), debido a que durante la medición de la temperatura en el sitio de venta del queso, ésta fue superior a 4 °C, y el expendio de los quesos se realizó sin embalaje. En los sitios de venta frecuentemente el producto se comercializó con otros alimentos preparados de consumo perecedero, como “guisos” en “tacos placeros” típicos de la región, que incluyen al queso fresco en su preparación, seguida del expendio con otros derivados lácteos: crema, leche, yogurt y otros tipos de quesos comerciales; en menor proporción

La calidad fisicoquímica de los quesos está influenciada por la calidad de la leche, y la disminución de pH por la acidificación previa al cuajado, que depende del tiempo que tarda en iniciar la cuajada, al adicionar el cuajo(7). Por lo cual las características fisicoquímicas de los quesos producidos y comercializados en el Valle de Toluca, tuvieron valores similares a los reportados en otro estudio, en donde se caracterizó el queso ranchero artesanal en la región central de México(2,3,13), en el cual los valores fueron: proteína (22.6 a 25.6 %), grasa (18.9 a 22.5 %), pH (5.0 a 5.2), humedad (50.1 a 53.8 %) y NaCl (0.8 a 1.8 %). A su vez en investigación realizada sobre el queso fresco en la entidad(14,25), los valores del análisis fisicoquímico correspondieron a un contenido de grasa (7.5 a 28.5 %), proteína (23.4 a 30.4 %), y cloruro de sodio (0.8 a 3.2 %), los cuales difieren de los estimadores de pH, grasa, proteína y humedad obtenidos del queso fresco “ranchero” y comercializado en los mercados y tianguis del municipio de Toluca.

Cuadro 3: Características de comercialización del queso fresco en mercados populares del municipio de Toluca

Las diferencias apreciadas en la composición proximal entre los quesos artesanales es común, la cual puede ser atribuida entre otros factores a la composición de la leche y al propio proceso de elaboración del queso(25). Una característica importante de los quesos frescos es su notable capacidad de fundido, al tener comúnmente un pH de 5.1 a 5.3(12); éste es un atributo que los comerciantes en Toluca utilizan para la promover la venta del queso entre los consumidores locales.

Regiones de abasto

Sitio de comercialización * Mercados fijos Tianguis

7 34

3 12

0 7

0 1

Tipo de vendedores * Productores Intermediarios

12 29

1 14

Condiciones de venta* Venta de lácteos Alimentos preparados Solamente quesos Productos agrícolas Otros

14 17 1 7 2

6 8

23 18

12 3

Embalaje* Película de plástico Ninguno

Los resultados generales obtenidos de la encuesta aplicada a los comerciantes del queso en

1 3 4

1 0

Presentación*

Circular Circular Circular

Circular

Precio de venta **

15.8±3.5 18±4.2 16.9±2.2

30.00

*Número de observaciones, en las regiones de abasto. ** En pesos mexicanos.

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se comercializó en sitios con otros productos agrícolas de temporada. Cabe resaltar que un mínimo número de los comerciantes se dedicó exclusivamente a la venta de queso y derivados lácteos genuinos de la región.

de los queseros a familiares y a la estacionalidad de la ordeña, en la producción lechera familiar(6,7). A diferencia de lo que ocurre en las cremerías de los mercados fijos municipales, que probablemente reciben una entrega periódica, esta situación puede afectar el comercio del queso genuino local, aunado a las pobres condiciones de presentación y calidad higiénica con la que son comercializados los quesos artesanales. Un fenómeno similar de desplazamiento en la comercialización de los quesos frescos, se observó en el año 2007 en Tetlatlahuca en el estado de Tlaxcala(29).

El escenario que prevalece en los “tianguis” del municipio de Toluca, puede propiciar una contaminación cruzada fisicoquímica y microbiana, propiciada a su vez por la venta sin embalaje, la ausencia de refrigeración y una manipulación deficiente frecuente entre los vendedores, que establece condiciones de riesgo sanitario para las enfermedades transmitidas por alimentos, particularmente para los derivados de la leche(28). Este hecho podría representar un peligro importante para la salud pública, afectando seriamente la comercialización y el interés de los consumidores por los quesos artesanales(1), por lo que los organismos sanitarios tendrían que atender la comercialización de alimentos en los mercados y tianguis, a fin de salvaguardar la salud de los consumidores en los centros de abasto de alimentos.

Al estudiar los mercados y tianguis de Toluca, solamente en un mercado fijo, en ocho tianguis y en la Central de abasto, no fueron identificados comerciantes de queso fresco; esta circunstancia puede ser atribuida a la venta esporádica del producto en dichos lugares, en contraste con una mayor presencia de comerciantes de queso fresco en el mercado Aviación-Autopan, considerado el principal centro regional de mayor jerarquía en el Alto Lerma toluqueño, que al ser el único “tianguis” semanal de los días viernes, concentra la actividad comercial de “tianguis” que incluye a 26 municipios mexiquenses(14).

La red comercial de distribución del queso fresco en los mercados de abasto en el municipio de Toluca está integrada principalmente por intermediarios en el 80 % de casos y solamente el 20 % son productores y comerciantes del queso; una situación similar de intermediación y desplazamiento en la comercialización del queso típico, fue observada en el estudio realizado en Chiautla de Tapia, México(3), donde se identificó que la venta de queso fresco se realiza comúnmente a través de intermediarios y en menor proporción directamente por los productores, afectando la rentabilidad de los pequeños productores de queso.

La venta local del queso fresco en los mercados y tianguis del municipio de Toluca, denota la importancia regional, de la lechería en el sistema de producción familiar y su adaptación al entorno a través de su herencia cultural del saber y la optimización de los recursos tecnológicos propios, en una economía privatizada(6,9). La producción de queso fresco regional refleja una estrategia de integración socio-económica de las unidades de producción familiar lechera y su organización productiva en el Valle de Toluca, al identificar en el estudio los municipios y localidades aledañas como abastecedores de queso fresco para los mercados de Toluca, que coincide con el estudio realizado en el año 2007, que refiere la demanda potencial de quesos artesanales en la ciudad de Toluca(15).

En el estudio local de los mercados de Toluca, el caso de la venta de queso con un origen desconocido, puede ser atribuida a una red comercial con queseros conocidos de antaño, que entregan periódicamente su producto a los establecimientos sin brindar información adicional del origen del producto, reflejando que el queso fresco goza de una buena aceptación entre los consumidores locales(15). Sin embargo la comercialización itinerante del queso en los “tianguis” no es una actividad constante, debida entre otros factores al bajo volumen de producción

Dentro de las características del queso fresco de la región de Toluca, que lo diferencian de otros tipos de quesos elaborados en otras regiones del país(3,13), cuyas características son más apreciadas por los consumidores locales, son la textura blanda, el sabor suave y su consistencia húmeda, que brindan un

144

CARACTERIZACIÓN DE QUESO FRESCO COMERCIALIZADO EN MERCADOS FIJOS Y POPULARES

gusto particular del tipo de queso y el sabor a otros platillos autóctonos de la zona(14,15). El sabor dulce y lácteo del queso fresco es influido por los componentes propios de la leche, los cuales son afectados por el tipo de dieta y proporción de forrajes nativos, en los que se supone una variación en su contenido nutricional y dentro de otros la proporción de ácidos grasos en la leche(30,31). En el proceso de elaboración del queso, la molienda, la adición de sal, la microbiota nativa de la leche y del medio, modifican la composición química y las condiciones reológicas de la pasta, contribuyendo a brindar las características de degustación distintivas del queso genuino de la región(2,12).

producción artesanal del queso fresco tiene una notable importancia gastronómica, cultural municipal y socio-económica en la integración del sistema producto leche en la lechería familiar del Valle de Toluca. AGRADECIMIENTOS Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por la beca para cursar estudios de grado de Maestría (PCARN-UAEM). A la Secretaria de Investigación de la UAEM por el financiamiento otorgado a través del proyecto de investigación “Variación genética de aislamientos de S. aureus MRSA obtenidos de vacas lecheras en unidades de producción familiar”, clave 3848/2013CHT. Al Consejo Mexiquense de Ciencia y Tecnología del Estado de México (COMECYT) por la beca de titulación otorgada.

La elaboración del queso fresco en los municipios regionales supone una adición al valor agregado del sistema-producto leche, y la distribución comercial del queso se considera una actividad complementaria en la organización comercial del abasto de alimentos al municipio de Toluca a través de los mercados y “tianguis”.

LITERATURA CITADA

La baja frecuencia del queso genuino observada en algunos mercados del municipio, puede sugerir una pérdida de este patrimonio culinario regional. Si bien el escenario comercial y cultural de los quesos genuinos mexicanos es complejo, es posible que existan otros factores no estudiados que contribuyan a su desaparición, de forma similar a lo ocurrido con otros tipos de queso artesanal en México. El estudio y comprensión de los fenómenos culturales relacionados con el queso artesanal resulta de gran importancia dentro del sistema agroalimentario, al diseñar e implementar estrategias que permitan su rescate y valorización como patrimonio (32,33) alimentario , además de conservar y documentar la práctica del saber-hacer del queso artesanal como un recurso gastronómico local y su riqueza cultural, entre las que media la economía familiar en la comunidad(9). CONCLUSIONES E IMPLICACIONES Las características territoriales, físicas y la composición químico proximal del queso fresco comercializado en los mercados y “tianguis” municipales del municipio de Toluca, confirman la existencia de un queso fresco típico de la región. La

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Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):147-155

http://dx.doi.org/10.22319/rmcp.v8i2.4426

Rendimiento y valor nutricional de tres variedades de sorgo dulce cultivadas en cuatro ambientes de Durango Yield and nutritional value of three sweet sorghum varieties grown at four environments in Durango Cynthia Adriana Nava Berumena, Rigoberto Rosales Sernab, Rafael Jiménez Ocampob*, Francisco Óscar Carrete Carreónc, Pablo Alfredo Domínguez Martínezb, Manuel Murillo Ortizc RESUMEN El sorgo dulce muestra alto rendimiento de forraje para la alimentación de rumiantes. El objetivo fue evaluar el rendimiento y calidad forrajera de tres variedades de sorgo en Durango. En 2014, se evaluaron las variedades Lico, TOM 3 y Mercedes, en la Colonia Hidalgo (CH), Campo Experimental Valle del Guadiana (CEVAG), La Soledad (LS) y La Goma (LG). El diseño experimental fue completamente aleatorio con arreglo factorial y cinco repeticiones. Se evaluó forraje verde (FV), forraje seco (FS), proteína cruda (PC), digestibilidad verdadera in vitro (DIVMS), fibra detergente neutra (FDN), fibra detergente ácida (FDA), lignina (L), celulosa (Cel), hemicelulosa (HE), valor relativo (VRF) y calidad relativa del forraje (CRF). Se observaron diferencias significativas (P≤0.01 y 0.05) entre ambientes y variedades para FV, FS, L, VRF y CRF y entre ambientes para PC, FDN, FDA, CEL, HE y DIVMS. En CEVAG, se registró el mayor rendimiento de FV (75.9 t ha-1) y FS (12.4 t ha-1). El valor más alto de PC se obtuvo en LG (10 %); mientras que la DIVMS fue alta en LS (78.2 %) y más baja en LG (63.9 %). El contenido de L fue más alto en CH (6.3 %) y LG (6.2 %); mientras que, en LS fue de 3.4 %. Exceptuando LG, en todos los ambientes se obtuvo alta calidad forrajera (CRF= 106.7 a 135.0 %). El sorgo es una opción forrajera en Durango, aunque debe cuidarse la fecha de siembra y cosecha, control de insectos, riego y fertilización para incrementar el rendimiento y calidad nutricional. PALABRAS CLAVE: Sorghum bicolor, Composición química, Digestibilidad, Valor nutricional.

ABSTRACT Sweet sorghum is a high-yielding biomass crop used as fodder for ruminant feed. The aim was to evaluate forage yield and quality in three sorghum cultivars grown in Durango. In 2014, three sorghum cultivars (Lico, TOM 3 and Mercedes) were sown in Colonia Hidalgo (CH), Valle del Guadiana Experiment Station (CEVAG), La Soledad (LS) and La Goma (LG). A completely randomized experimental design, with a factorial arrangement and five replications, was used. Data were taken for green (GF) and dry (DF) forage yield, crude protein (CP), in vitro dry matter true digestibility (IVTD), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF), lignin (L), cellulose (CEL), hemicellulose (HE), relative forage value (RFV) and relative forage quality (RFQ). Significant differences (P≤0.01 and 0.05) among environments and cultivars were detected for GF, DF, L, RFV and RFQ and among environments for CP, NDF, ADF, CEL, HE and IVTD. The highest yield value for GF (75.9 t ha-1) and DF (12.4 t ha-1) were observed in CEVAG. Crude protein registered the highest value in LG (10 %); while IVTD showed the highest value in LS (78.2 %) and the lowest in LG (63.9 %). Lignin content was higher in CH (6.3 %) and LG (6.2 %); while in LS was 3.4 %. High quality fodder was obtained according to RFQ (106.7 to 135.0 %), except in LG. Sweet sorghum is an option as forage crop in Durango, however late plantings, early cutting dates (boot), insect control, irrigation and fertilizer application are recommended in order to increase its yield and nutritional quality. KEY WORDS: Sorghum bicolor, Chemical composition, Digestibility, Nutritional value.

Recibido el 15 de diciembre de 2015. Aceptado el 28 de enero de 2016. a

Doctorado Institucional en Ciencias Agropecuarias y Forestales (DICAF) de la Universidad Juárez del Estado de Durango. km 11.5 Carretera Durango-El Mezquital, 34170. Durango, Dgo. México. b

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). km 4.5 Carr. Durango-El Mezquital. 34170 Durango, Dgo. México.

Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Universidad Juárez del Estado de Durango. México.

*autor de correspondencia: jimenez.rafael@inifap.gob.mx.

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Cynthia Adriana Nava Berumen, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):147-155

INTRODUCCIÓN

nutrientes que se tornan disponibles para el animal durante el proceso de digestión y absorción(7).

El sorgo dulce (Sorghum bicolor) representa una alternativa forrajera, y pueden diferenciarse variedades aptas para producción de grano y aquéllas útiles para la obtención de forraje(1). Además, algunas variedades son consideradas de doble propósito, ya que son cultivadas para producción de forraje y obtención de grano(2,3). En México, durante los últimos cinco años, se registró un promedio anual para la superficie sembrada con sorgo forrajero de 142 mil hectáreas y se obtuvo una producción total de 1.6 millones de toneladas de forraje verde. En este periodo, el estado de Durango aportó 13.0 % de la producción nacional, con 210 mil toneladas y una superficie sembrada de alrededor de 16 mil hectáreas(4).

La calidad del forraje debe incluir también la evaluación conjunta del contenido de proteína, digestibilidad y consumo voluntario de materia seca por parte del animal. Por ello, se recomienda evaluar el valor relativo del forraje (VRF) y la calidad relativa del forraje (CRF), los cuales son índices utilizados en la predicción y clasificación de la calidad nutricional de los forrajes mediante el análisis combinado del consumo animal esperado y la digestibilidad de la materia seca(11). Con base en los niveles obtenidos para estas variables, se considera que valores iguales y mayores a 100 denotan buena calidad nutritiva de los forrajes(12,13). El objetivo de este trabajo fue evaluar el rendimiento y valor nutricional del forraje obtenido en tres variedades de sorgo dulce cultivadas en cuatro ambientes del estado de Durango.

En ambientes donde la disponibilidad de agua es limitada, el sorgo puede superar al maíz en rendimiento de materia seca y valor nutritivo del forraje(5), ya que requiere cerca de 25 % menos agua(6). El conocimiento del valor nutritivo de los forrajes y concentrados alimenticios es el fundamento de la nutrición animal. Se considera que la composición química es insuficiente para caracterizar los forrajes con base en su calidad nutritiva; por ello, se recomienda el uso de otros atributos como la digestibilidad, absorción de nutrientes y metabolismo animal(7).

MATERIAL Y MÉTODOS El estudio se realizó en el ciclo primaveraverano de 2014, en cuatro ambientes del estado de Durango (Cuadro 1). En cada localidad se sembró en fechas diferentes debido a las condiciones meteorológicas (temperatura mínima >10 °C; Cuadro 2), recomendaciones de cultivo y disponibilidad de la parcela. La siembra se realizó entre el 3 de junio y 1 de agosto de 2014 (Cuadro 1). En cada ambiente se sembraron tres variedades de sorgo dulce, conocidas como Lico, TOM 3 y Mercedes, las cuales se liberaron por el INIFAP en 2014(14) y se desconocía su composición nutricional. La siembra de cada variedad se efectuó en parcelas de 50 m de longitud y 10 m de ancho, con una distancia entre surcos de 0.81 m y una profundidad de siembra de 6 cm. El suelo de los sitios de siembra es de tipo franco (arenoso y arcilloso), con un valor

El valor nutritivo de los forrajes está directamente relacionado con su composición química y digestibilidad, las cuales son características que varían ampliamente(8) debido a diversos factores tales como: especie, variedad, uso de fertilizante, etapa de cosecha y condiciones ambientales registradas durante el cultivo(9). Las pruebas de digestibilidad permiten estimar la proporción de los alimentos que puede ser degradada por el aparato digestivo(10) y el tipo de

Cuadro 1. Sitios de evaluación de tres variedades de sorgo dulce cultivadas en Durango Ambiente

Fecha de siembra

Col. Hidalgo CEVAG La Soledad La Goma

03/06/2014 20/06/2014 18/07/2014 01/08/2014

Fecha de cosecha 12/09/2014 18/09/2014 27/10/2014 14/11/2014

148

Coordenadas

Altitud (m)

24º 10’ 31’’N 104º 33’ 20’’ O 23º 59’ 25’’N 104º 37’ 27’’ O 24º 46’ 08’’N 104º 54’ 41’’ O 25º 28’ 21’’N 103º 42’ 23’’ O

1,867 1,880 1,980 1,162

TRES VARIEDADES DE SORGO DULCE CULTIVADAS EN CUATRO AMBIENTES DE DURANGO

promedio de pH de 6.5. Se utilizĂł la dosis de fertilizaciĂłn recomendada para maĂz forrajero (20090-00)(15), ajustada con base en los anĂĄlisis previos de suelo y considerando que el ciclo biolĂłgico del sorgo es mĂĄs corto en comparaciĂłn con el maĂz. Por ello, se utilizĂł la dosis media de 100-90-00, para los niveles de nitrĂłgeno, fĂłsforo y potasio (N-P2O5-K2O).

para determinar la proporciĂłn de biomasa seca y extrapolar este valor a la muestra completa obtenida en cada parcela. Las submuestras secas se molieron en un equipo elĂŠctrico (WileyÂŽ) con criba de 1 mm y la harina obtenida se utilizĂł para determinar la composiciĂłn quĂmica y la digestibilidad verdadera in vitro de la materia seca (DIVMS). La proporciĂłn de materia seca (MS) se obtuvo a partir de una muestra sometida a una temperatura de 100 Â°C. La proporciĂłn (%) de proteĂna cruda (PC) se evaluĂł por el mĂŠtodo Kjeldahl, segĂşn la AOAC(18), el cual incluye la cuantificaciĂłn del nitrĂłgeno total y luego el valor obtenido se multiplicĂł por el factor 6.25. La fibra en detergente neutro (FDN), fibra en detergente ĂĄcido (FDA) y lignina (L) se determinaron con base en el mĂŠtodo ANKOM(19), en el cual se incluye la utilizaciĂłn de bolsas ANKOM F57. La celulosa se calculĂł por diferencia (Cel= FDA-lignina), al igual que la hemicelulosa (HE= FDN-FDA).

AdemĂĄs de la lluvia, ocurrida durante el periodo de estudio (Cuadro 2), se aplicĂł desde uno (La Soledad), dos (Colonia Hidalgo) y hasta tres riegos de auxilio (La Goma), para evitar el estrĂŠs hĂdrico severo en las plantas. El control de la maleza se realizĂł de forma mecanizada, con dos pasos de escarda, y estos fueron complementados con un deshierbe manual. La cosecha se realizĂł a 20 cm de altura en la parte basal del tallo, cuando la planta estaba en la etapa fenolĂłgica de llenado del grano, lo cual se determinĂł presionando el grano entre los dedos, Ăndice y pulgar, hasta que se obtuvo lĂquido blanco y espeso(16). Esta etapa fenolĂłgica ocurriĂł 101 dĂas despuĂŠs de la siembra (DDS) en La Colonia Hidalgo, en CEVAG a los 91 DDS, en La Soledad a los 101 DDS y en La Goma a los 103 DDS, con un promedio general de 99 DDS.

Las muestras de sorgo se sometieron a una fermentaciĂłn anaerĂłbica para la determinaciĂłn de la digestibilidad verdadera in vitro de la materia seca (DIVMS). La fermentaciĂłn se realizĂł con lĂquido ruminal, el cual se obtuvo de dos bovinos machos fistulados, con un peso de 700 kg, los cuales se alimentaron con heno de alfalfa y concentrado comercial con 12 % de proteĂna. El proceso de fermentaciĂłn se realizĂł en el incubador DaisyII (ANKOM Technology Corp., Macedon, NY) siguiendo el protocolo sugerido por el fabricante(20).

Para la evaluaciĂłn del rendimiento de forraje verde, en la parcela de cada variedad se obtuvieron cinco muestras de campo (en el esquema de cinco de oros)(17) y las muestras consistieron de dos surcos de 5 m y 0.81 m de separaciĂłn (8.1 m2). Las muestras de forraje se pesaron en campo con una bĂĄscula romana (Rotterď&#x192;¤), de 100 kg de capacidad, para obtener el rendimiento de forraje verde. Se obtuvo una submuestra de 5 kg, la cual se picĂł a un tamaĂąo de partĂcula de 5 cm para su secado en bolsas de papel, que fueron introducidas a una estufa de aire forzado a 60 Â°C durante 72 h. Luego del secado, las muestras se pesaron nuevamente

El valor relativo de forraje (VRF) y la calidad relativa de forraje (CRF) se calcularon a partir de las siguientes ecuaciones: đ?&#x2018;&#x2030;đ?&#x2018;&#x2026;đ??š =

(đ??śđ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x2020;)(đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x2020;đ??ˇ) 1.29

Cuadro 2. Variables climĂĄticas registradas en los sitios de evaluaciĂłn del rendimiento y calidad del forraje en tres variedades de sorgo dulce en Durango Ambiente Colonia Hidalgo CEVAG La Soledad La Goma

Temperatura mĂĄxima (ÂşC) 28.4 27.7 26.1 30.8

Temperatura mĂnima (ÂşC) 14.3 14.2 11.5 17.4

149

Lluvia acumulada (mm) 333.6 311.2 186.8 100.8

Tipo de suelo Solonetz ĂĄlbico CastaĂąozem lĂşvico Vertisol mĂĄzico Regosol calcĂĄrico

Cynthia Adriana Nava Berumen, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):147-155

Donde: đ??śđ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x2020; = [(0.779)(%đ??šđ??ˇđ??´)] đ??śđ?&#x2018;&#x2026;đ??š =

120 %đ??šđ??ˇđ?&#x2018;

(75.9 t ha-1) y FS (12.4 t ha-1) (Cuadro 4); mientras que, en La Goma se registrĂł el valor mĂĄs bajo de FV (34.2 t ha-1) y FS (5.6 t ha-1), debido principalmente a la presencia de pulgĂłn amarillo (Melanaphis sacchari) durante la mayor parte del ciclo biolĂłgico del cultivo.

đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x2020;đ??ˇ = 88.9 â&#x2C6;&#x2019;

(đ??śđ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x2020;)(đ?&#x2018; đ??ˇđ?&#x2018;&#x2021;) 1.23

Donde: đ??śđ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x2020; = (đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x201A;)(đ??ˇđ??źđ?&#x2018;&#x2030;đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x201A;)

120 %đ??šđ??ˇđ?&#x2018;

đ?&#x2018; đ??ˇđ?&#x2018;&#x2021; = đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x201A;đ??ˇ;

đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x201A;đ??ˇ =

Las variedades TOM 3 (89.9 t ha-1) y Lico (80.2 t ha-1) registraron el valor mĂĄs alto para el rendimiento de forraje verde, el cual se obtuvo en el sitio de mayor productividad (CEVAG). En el mismo sitio se obtuvo el mĂĄs alto rendimiento de forraje seco con la variedad TOM 3 (14.7 t ha-1) y Lico (13.1 t ha-1). Ambas variedades mostraron rendimientos estadĂsticamente iguales entre sĂ y superaron significativamente a la variedad Mercedes, la cual mostrĂł un rendimiento inferior para FV (57.5 t ha-1) y FS (9.4 t ha-1).

CMS= consumo de materia seca (% del peso vivo animal), MSD= materia seca digestible, FDN= fibra en detergente neutro, FDA= fibra en detergente ĂĄcido, NDT= nutrientes digestibles totales, MOD= materia orgĂĄnica digestible, MO= materia orgĂĄnica y DIVMO= digestibilidad in vitro de la materia orgĂĄnica(11). Los datos obtenidos se analizaron en un diseĂąo completamente aleatorio con arreglo factorial (4 ambientes x 3 variedades) y cinco repeticiones. La comparaciĂłn de medias se realizĂł con la prueba de Tukey (Pâ&#x2030;¤0.05) utilizando el paquete estadĂstico SASÂŽ Ver. 9.2.

Estos mayores rendimientos de forraje en las variedades TOM 3 y Lico, con respecto a la variedad Cuadro 4. Rendimiento de forraje en tres variedades de sorgo dulce cultivadas en cuatro ambientes del estado de Durango (t ha-1)

RESULTADOS Y DISCUSIĂ&#x201C;N

Variedad

Se detectaron diferencias (P<0.01) (Cuadro 3) entre ambientes y variedades y la interacciĂłn de estos dos factores para el rendimiento de forraje verde (FV) y forraje seco (FS). La interacciĂłn ambiente x variedad resultĂł significativa, lo cual confirmĂł la modificaciĂłn del rendimiento de forraje obtenido por al menos una variedad y la respuesta de ĂŠsta, en relaciĂłn con las otras variedades, a travĂŠs de los ambientes incluidos en el estudio. En CEVAG, se obtuvo el rendimiento mĂĄs alto de FV

Fuente de variaciĂłn

Grados de libertad

Forraje verde

Ambiente (A) Variedad (V) AxV Error CV, %

3 2 6 48

5290.8** 853.7** 480.2** 57.5 15.4

Forraje seco 140.5** 22.7** 12.7** 1.5 15.4

Forraje seco

Lico TOM 3 Mercedes Promedio

Colonia Hidalgo 41.5 a 35.8 a 37.5 a 38.3 C CEVAG 80.2 a 89.9 a 57.6 b 75.9 A

Lico TOM 3 Mercedes Promedio

La Soledad 55.3 a 53.4 a 36.5 b 48.4 B

9.0 a 8.7 a 6.0 b 7.9 B

Lico TOM 3 Mercedes Promedio

La Goma 24.9 b 40.9 a 36.8 a 34.2 C

4.1 b 6.7 a 6.0 a 5.6 C

Lico TOM 3 Mercedes Promedio

Cuadro 3. Cuadrados medios del rendimiento de forraje en tres variedades de sorgo dulce cultivadas en cuatro ambientes del estado de Durango (t ha-1)

Forraje verde

6.8 a 5.8 a 6.1 a 6.2 C 13.1 a 14.7 a 9.4 b 12.4 A

Literales diferentes en la misma columna representan diferencias significativas (P<0.01) entre ambientes A-C y variedades a-c .

CV= coeficiente de variaciĂłn. ** (P<0.01).

150

TRES VARIEDADES DE SORGO DULCE CULTIVADAS EN CUATRO AMBIENTES DE DURANGO

Mercedes, se debió principalmente a que esta última presentó porte bajo y precocidad a floración (81 días después de la siembra, DDS) (datos no mostrados)(21). La precocidad, fue una característica que permitió a la variedad Mercedes igualar estadísticamente el rendimiento de FV y FS obtenido con la variedad Lico en La Goma y a las dos variedades (Lico y TOM 3) en la Colonia Hidalgo. Dicha respuesta se debió a la acumulación temprana de materia seca en las espigas, gracias a la precocidad a floración, y la posterior continuación del crecimiento mediante el desarrollo de nuevos tallos y brotes en la parte apical del tallo. Lo anterior se observó en menor nivel en el CEVAG debido a la menor temperatura registrada en ese ambiente, en relación con La Goma y la Colonia Hidalgo. En sorgo dulce se ha observado plasticidad fenotípica para el número de tallos y las variedades con mayor cantidad de estos muestran adaptación para maximizar el uso de los recursos en ambientes favorables(22), especialmente la temperatura ambiental y humedad del suelo.

1a). Los resultados obtenidos fueron similares a los reportados por Núñez et al(23), quienes obtuvieron valores de PC en un rango de 5.0 a 7.4 % para variedades de sorgo cultivadas en La Laguna. El contenido de proteína fue influenciado por la respuesta de las variedades a las diferencias en la fecha de siembra, ya que se ha observado que el contenido proteico se incrementa con el retraso de las siembras(24). Otros factores que pudieron influir fueron el manejo agronómico y la interacción de éste con la variedad y las condiciones meteorológicas de cada ambiente. En el caso de La Goma, se observaron valores más altos y similares a los registrados en otros estudios con sorgo, en los cuales se obtuvieron proporciones de proteína entre 10.9 y 14.8 %(25). El incremento en la proporción de proteína observado en La Goma, puede ser explicado principalmente con el retraso en la fecha de siembra(24). Dichos factores influyeron en el crecimiento, desarrollo y el mantenimiento de una proporción alta de proteína en la planta debido al retraso en el llenado del grano, especialmente en las variedades Lico y TOM 3.

Se detectaron diferencias (P<0.01) entre ambientes, para la mayoría de las variables relacionadas con la composición química del forraje (Cuadro 5). La interacción localidad x variedad resultó no significativa, lo cual se relacionó con la similitud de la composición química de al menos una variedad entre ambientes de prueba; así como el mantenimiento de su respuesta al compararla con las otras variedades. Los valores significativamente más altos de proteína se registraron en La Goma, con un promedio de 10.0 %; mientras que en La Soledad se obtuvo un valor medio de 5.6 % (Figura

El bajo contenido de proteína que se registró en la mayoría de los sitios de evaluación se relacionó con la fecha de cosecha, ya que en el Norte de México se considera que la mejor etapa para el corte del forraje de sorgo dulce es el periodo cercano a la madurez (grano masoso-lechoso)(23). Lo anterior, a pesar de que se ha demostrado que la mayoría de las gramíneas deben cortarse en la etapa de prefloración (embuche), para evitar problemas por lignificación y reducción del contenido de proteína(26).

Cuadro 5. Cuadrados medios de variables evaluadas en tres variedades de sorgo dulce cultivadas en cuatro ambientes del estado de Durango Fuente de variación Ambiente (A) Variedad (V) AxV Error CV, %

GL 3 2 6 48

PC 52.0** 3.1ns 0.9ns 2.2 18.2

FDN

FDA

CEL

LIG

DIVMS

497.4** 32.3ns 24.3ns 11.1 5.5

249.7** 14.6ns 12.9ns 5.7 6.7

249.5** 14.8ns 13.0ns 5.7 7.0

42.5** 5.4ns 8.1* 3.1 7.2

35.3** 3.6** 1.7* 0.6 16.0

637.0** 22.5ns 27.3* 9.5 4.4

GL= grados de libertad; PC= proteína cruda; FDN= fibra en detergente neutro; FDA= fibra en detergente ácido; CEL= celulosa; HE= hemicelulosa; LIG= lignina; DIVMS= digestibilidad verdadera in vitro de la materia seca; CV= coeficiente de variación. *(P<0.05), **(P<0.01); ns= no significativo.

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En La Goma, se registraron niveles significativamente altos de FDN (67.7 %), FDA (41.1 %), celulosa (39.6 %) y HE (26.3 %), en relación con el resto de los ambientes que se incluyeron en el estudio (Figuras 1 b, c, d y e). Los valores fueron ligeramente inferiores a los que se registraron en otros estudios con sorgo(27), en los cuales el valor de FDN fue 70.7 % y FDA 44.4 %; mientras que la proporción de celulosa resultó inferior (34.6 %). En La Soledad, se observaron los valores promedio más bajos de FDN (53.7 %), FDA (31.2 %), celulosa

(29.7 %) y lignina (3.4 %) (Figura 1f), lo cual favoreció el incremento de la DIVMS (78.2 %) (Figura 1g). El mayor promedio de DIVMS (78.2 %) se registró en La Soledad, Dgo. y en ese ambiente, la variedad TOM 3 fue la que presentó el valor más alto de digestibilidad, con 79.6 %, aunque resultó estadísticamente igual a Mercedes (78.8 %) (Figura 1g). Lo anterior, se relacionó con un menor contenido de fibras, puesto que en La Soledad se registraron valores significativamente más bajos de

Figura 1. Características nutricionales de tres variedades de sorgo cultivadas en cuatro ambientes diferentes del estado de Durango

152

TRES VARIEDADES DE SORGO DULCE CULTIVADAS EN CUATRO AMBIENTES DE DURANGO

FDA (31.2 %), FDN (53.7 %) y lignina (3.4 %) (Figura 1f).

Se corroboró la recomendación de realizar la cosecha del sorgo en prefloración (embuche) y hasta un poco después de la emergencia de la espiga, con el fin de favorecer la calidad nutricional del forraje y evitar los problemas de acame registrados en Durango, con algunas variedades de esta especie, que muestran espigas muy altas y debilidad en tallos y raíces.

En CEVAG, la variedad con mayor contenido de lignina fue TOM 3 (4.4 %) (Figura 1f) y a pesar de lo anterior, los datos registrados en este trabajo fueron inferiores a los reportados por Núñez et al(23), quienes encontraron valores de lignina entre 7.4 y 9.0 % en otras variedades de sorgo cultivadas en La Laguna. Las diferencias se debieron al uso de otras variedades y a la variación en el clima y tipo de suelo. Por otro lado, en La Goma, Dgo., se registró la DIVMS más baja (64.0 %) y la lignina presentó el valor promedio más alto (6.2 %), aunque estadísticamente igual al registrado en la Colonia Hidalgo (6.3 %). Los resultados anteriores permitieron corroborar la relación negativa y significativa que existió entre la DIVMS y el contenido de lignina (r = -0.86**), debido a la indigestibilidad de este compuesto presente en los forrajes(5).

Se observaron diferencias (P<0.01) entre ambientes y entre variedades (P<0.05) para el valor relativo del forraje y la calidad relativa del forraje (Cuadros 6 y 7). En el caso de la CRF, se observó modificación de la respuesta de las variedades entre ambientes de siembra; así como en el nivel de CRF de al menos una variedad en comparación con las otras, lo cual causó que la interacción (ambiente x variedad) fuera significativa. Con base en ambas variables (VRF y CRF), se puede decir que La Soledad resultó la mejor opción para la producción de forraje de calidad con el uso de sorgo dulce. Lo anterior, se relacionó con el retraso de la fecha de siembra(24), en comparación con las otras localidades de mayor altitud (1,867 a 1,980 m) y las bajas temperaturas registradas en este ambiente.

El forraje cosechado mostró valores significativamente altos (P≤0.01) de lignina en la Colonia Hidalgo (6.3 %) y en La Goma (6.2 %) (Figura 1f). Los valores significativamente inferiores de lignina se obtuvieron con la variedad Mercedes en La Soledad (3.0 %) y CEVAG (3.2 %). Esta variedad mostró porte bajo (2.1 m) y precocidad a la emergencia de la espiga (81 días después de la siembra, DDS), en comparación con TOM 3 (2.5 m y 93 DDS)(28). Se ha observado, que las variedades tardías, como TOM 3, tienen tallos más gruesos(29) y lignificados, debido a que la lignina es la matriz de biopolímeros complejos formados en las plantas para mantener la integridad de la pared celular(30), sostener una mayor altura de la planta(31) y soportar una mayor producción de biomasa(22). Además, se ha observado efecto del fotoperiodo y su interacción con la temperatura(29) en el crecimiento y desarrollo del sorgo. La variedad Mercedes mostró, en La Soledad, valores significativamente bajos de hemicelulosa (21.8 %); aunque en otros sitios se incrementó la proporción de este compuesto, como fue el caso de la Colonia Hidalgo y La Goma (26.7 %) (Figura 1e). El balance y proporciones de los componentes químicos fluctuaron entre sitios para una misma variedad, por lo que se observó dificultad para el uso individual de estas variables en la medición de la calidad forrajera del sorgo dulce.

La Soledad, mostró los valores más altos para VRF (112.2 %) y CRF (135.0 %); mientras que, La Goma registró los más bajos (VRF= 78.4 % y CRF= 84.0 %). En el caso del CRF, el valor más alto se observó en la variedad Mercedes (137.6 %) cultivada en La Soledad; aunque resultó estadísticamente igual a las variedades Lico (131.8 %) y TOM 3 (135.5 %), cultivadas en el mismo ambiente. Los resultados demostraron que las variedades de sorgo evaluadas Cuadro 6. Cuadrados medios de la calidad forrajera de tres variedades de sorgo dulce cultivadas en cuatro ambientes del estado de Durango Fuente de variación

Grados de libertad

Ambiente (A) Variedad (V) AxV Error CV, %

3 2 6 48

VRF

CRF

2868.1** 218.6 * 151.7 ns 66.6 8.5

6573.1** 376.6 * 225.3 * 81.7 8.2

VRF= valor relativo del forraje; CRF= calidad relativa del forraje. ns= no significativo, * (P<0.05), ** (P<0.01); CV= coeficiente de variación.

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Cynthia Adriana Nava Berumen, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):147-155

DIVMO(32,33), lo cual incrementó la precisión del cálculo y con ello, pudo apreciarse el valor nutritivo del forraje de sorgo dulce (Cuadro 7). A pesar de lo anterior, estas variables (VRF y CRF) mostraron eficiencia para la detección de las diferencias en la calidad forrajera observadas entre variedades y ambientes de cultivo, lo cual resultó de utilidad en la clasificación de ambientes y del germoplasma de sorgo dulce evaluado en el presente estudio.

Cuadro 7. Índices de calidad forrajera de tres variedades de sorgo dulce cultivadas en cuatro ambientes del estado de Durango Variedad

Valor relativo de forraje

Calidad relativa de forraje

Lico TOM 3 Mercedes Promedio

Colonia Hidalgo 99.2 a 88.7 a 98.8 a 95.5 B

Lico TOM 3 Mercedes Promedio

CEVAG 95.4 ab 88.8 b 104.9 a 96.4 B

111.5 ab 106.1 b 120.5 a 112.7 B

Lico TOM 3 Mercedes Promedio

La Soledad 106.9 a 113.7 a 116.0 a 112.2 A

131.8 a 135.5 a 137.6 a 135.0 A

Lico TOM 3 Mercedes Promedio

La Goma 82.2 a 77.5 a 75.5 a 78.4 C

88.9 a 81.6 a 81.6 a 84.0 C

118.2 a 95.3 b 106.7 ab 106.7 B

CONCLUSIONES E IMPLICACIONES El sorgo dulce representa una opción productiva para obtener forraje en Durango, en el ciclo primavera-verano. Las variedades TOM 3 y Lico mostraron alto rendimiento de biomasa, por lo que pueden cultivarse para incrementar la producción de forraje. La variedad Mercedes puede usarse en ambientes con baja disponibilidad hídrica, debido a su precocidad y rendimiento forrajero. Con base en los resultados obtenidos, en sitios cálidos es recomendable retrasar la siembra (al mes de julio) y adelantar la cosecha de sorgo al inicio de la etapa reproductiva (embuche), para evitar el aumento considerable del contenido de fibra que se observa en etapas fenológicas más avanzadas (llenado de grano). Se recomienda la combinación de variables agronómicas (adaptación, rendimiento de biomasa, precocidad) y nutricionales (composición química, digestibilidad y CRF) para incrementar la eficiencia productiva y la calidad de forraje de sorgo dulce producido en Durango.

Literales diferentes en la misma columna representan diferencias altamente significativas (P<0.01) entre ambientesA-C y variedadesa-e.

presentaron buena calidad nutritiva en la mayoría de los ambientes (con excepción de La Goma), ya que se obtuvieron valores superiores a 100 %(12). Con base en los valores obtenidos, el forraje de sorgo puede clasificarse en la categoría preferente (choice), en el cual se tiene un intervalo de valores entre 140 y 160(32). En comparación con otros forrajes, en este estudio se observó similitud para el valor relativo del forraje en comparación con ensilados de maíz (115 a 133 %) y sorgo (114 %)(33).

LITERATURA CITADA

El índice de la CRF se propuso para sustituir al VRF como una medida más precisa para la predicción del comportamiento productivo (33) animal , lo cual se comprobó en este trabajo. Lo anterior, debido a que el VRF subestimó la calidad de los forrajes; mientras que la CRF utilizó el total de los nutrientes digestibles e incluyó el valor de la

154

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Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):157-166

http://dx.doi.org/10.22319/rmcp.v8i2.4432

Presencia de plaguicidas organoclorados en forraje para ganado en unidades de producción de leche orgánica en Tecpatán, Chiapas Presence of organochlorine pesticides in forage for cattle in organic milk production units in Tecpatan, Chiapas María N. Murga Juáreza, Rey Gutiérrez Tolentinob*, Salvador Vega y Leónb, José J. Pérez Gonzálezb, Beatriz Schettino Bermúdezb, Jorge L. Ruíz Rojasc, Alberto Yamazaki Mazac RESUMEN La presencia de plaguicidas organoclorados en el ambiente es preocupante por su persistencia, potencial de transporte a larga distancia y grado de toxicidad para la fauna y los seres humanos. En México, Chiapas ocupa el primer lugar en la producción de alimentos orgánicos, y Tecpatán es el principal municipio productor de leche orgánica. El objetivo de este trabajo fue determinar la presencia de plaguicidas organoclorados en forraje para ganado lechero en unidades de producción de leche orgánica. Se eligieron tres unidades de producción de leche orgánica y se colectaron muestras de forraje y leche en cada unidad. Los plaguicidas se extrajeron y purificaron con base en lo establecido por la USEPA (United States Environmental Protection Agency) y se analizaron por cromatografía de gases con detector de captura de electrones. Los compuestos que rebasaron el límite máximo permisible según el Codex Alimentarius fueron lindano, heptacloro + epóxido de heptacloro y aldrín + dieldrín (37.5 ± 84, 62 ± 125 y 20 ± 50 ng.g-1 base grasa, respectivamente). En las muestras de forraje los valores más altos fueron alfa + beta-HCH, lindano y heptacloro + epóxido de heptacloro (76.3 ± 140, 43 ± 105 ng.g-1 y 40 ± 76 ng.g-1 peso seco). Es probable que la destacada presencia de estos compuestos se deba a su utilización en el control de vectores en campañas de salud o de ectoparásitos del ganado de la región por parte de productores convencionales. PALABRAS CLAVE: Plaguicidas organoclorados, Forraje, Producción orgánica, Chiapas.

ABSTRACT The presence of organochlorine pesticides in the environment is a current topic due to the persistence, potential for long-range transport and toxicity to wildlife and humans. In Mexico, Chiapas has the first place in the production of organic food, where Tecpatan municipality is the first place of organic milk. Twenty-five years ago the farmers did not use organochlorine pesticides, but some conventional farmers employ this compounds for controlling pests and disease vectors with knowledge of the health authorities. The aim of this study was to determine the presence of organochlorine pesticides in feed for dairy cattle production of organic milk. Three production units of organic milk samples were chosen to collect fodder and milk for one year, considering wet and dry season. Pesticides were extracted and purified based on the provisions of the USEPA (United States Environmental Protection Agency) and analyzed by gas chromatography with electron capture detector (ECD 63Ni). The compounds that exceeded the maximum permissible limit by the Codex Alimentarius were lindane, heptachlor and heptachlor epoxide + aldrin + dieldrin (37.5 ± 84, 125 ± 62 and 20 ± 50 basis ng.g-1 fatty base, respectively). In the forage samples the higher values were alpha + beta-HCH, lindane and heptachlor + heptachlor epoxide (76.3 ± 140, 105 ± 43 ng.g-1 and 40 ± 76 ng.g-1 dry weight). It is likely that the strong presence of these compounds is due to their use in vector control in health campaigns or ectoparasites of livestock in the region by conventional producers. KEY WORDS: Organochlorine pesticides, Forage, Organic production, Chiapas.

Recibido el 1 de abril de 2015. Aceptado el 19 de mayo de 2015. a

Ciencias Agropecuarias, Universidad Autónoma Metropolitana, Xochimilco. México.

Departamento de Producción Agrícola y Animal. Universidad Autónoma Metropolitana, Xochimilco. Calzada del hueso, 1100, Col. Villa Quietud. Delegación Coyoacán 04960. CDMX, México. Tel. 54837000 Ext. 3054. c

Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Autónoma de Chiapas. México.

Autor de correspondencia: reygut@correo.xoc.uam.mx.

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María N. Murga Juárez, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):157-166

INTRODUCCIÓN

Los alimentos orgánicos son aceptados rápidamente en el mercado mundial de alimentos (hortalizas, frutas, miel y leche entre otros). México se encuentra entre los países que han experimentado un incremento superior al 25 % en la superficie que se cultiva de manera orgánica, tanto en agricultura como en ganadería. En este sentido, Chiapas ocupa el primer lugar nacional en la producción de alimentos orgánicos, entre los cuales destacan café, miel, cacao y leche. El municipio de Tecpatán es el más importante tanto a nivel estatal como nacional, en la producción de leche orgánica, la cual se produce bajo un sistema de producción donde los animales son criados bajo prácticas que no contemplan el uso de agroquímicos sintéticos (fertilizantes, plaguicidas, hormonas, transgénicos, entre otros)(10). De esta manera, se pretende obtener un producto que, entre otras características sea inocuo, es decir libre de residuos y contaminantes químicos(11). Sin embargo, la persistencia de contaminantes en el ambiente como los PO, pueden alterar esta inocuidad; por tal motivo el objetivo del presente trabajo fue conocer los niveles de plaguicidas organoclorados en muestras de forraje para consumo de ganado lechero, en unidades de producción de leche orgánica en el municipio de Tecpatán, Chiapas.

Los plaguicidas organoclorados (PO) son compuestos químicos que presentan alta estabilidad física y química, solubilidades variables en agua, volátiles, altamente solubles en disolventes orgánicos y afines a los tejidos o compuestos grasos de los alimentos. Estas características favorecen su persistencia en el ambiente y su lenta biodegradabilidad(1). Al momento de ser emitidos en el ambiente, los PO son volatilizados hacia la atmósfera y en función de las condiciones del viento, la humedad y la temperatura, se pueden desplazar a zonas más alejadas. Se depositan en forma húmeda (lluvia) o seca (polvo) en la vegetación, el suelo y el agua más próximos(2,3). La contaminación en la vegetación sucede de dos maneras: a) por deposición atmosférica y la interacción de las ceras y las grasas propias de las plantas en las hojas; o b) por su absorción en la raíz y su transporte a la parte superior de la planta. Existen ciertas características de las plantas como la pilosidad y el contenido de cera de la cutícula, que determinan el grado de acumulación de partículas lipofílicas asociadas con los contaminantes orgánicos(4). La exposición a PO se da por tres vías, respiración, absorción dérmica y consumo de alimentos contaminados, siendo esta última la de mayor impacto. Los rumiantes lecheros están expuestos por el consumo de forraje y suelo contaminados. Pequeñas cantidades de PO entran en el cuerpo de los rumiantes, se concentran en el tejido graso y se transportan a través de las grasas y lipoproteínas circulantes del organismo para posteriormente ser excretados por orina y leche(5,6,7).

MATERIAL Y MÉTODOS El municipio de Tecpatán, se localiza al noreste del estado de Chiapas a 17°23’09’’ N y 93°52’35’’ O y altitud de 300 msnm. Clima cálido húmedo con temperatura mínima promedio anual de 18 °C, máxima promedio anual de 34 °C y media anual de 26 °C. Lluvias todo el año en la zona norte del municipio con una precipitación pluvial promedio anual de 1,885 mm. Los vientos van de norte a sur y viceversa dependiendo de la estación del año, y un relieve accidentado(12).

En la actualidad las preferencias de los consumidores han cambiado en la búsqueda de alimentos más sanos y de un sistema de producción amigable con el ambiente. Ante esta perspectiva, se encuentran la agricultura y la ganadería orgánica, donde se busca minimizar el uso de insumos externos de síntesis química, promover el incremento de la fertilidad del suelo, la conservación del agua, la biodiversidad y la salud de los consumidores(8,9).

Se seleccionaron al azar tres unidades de producción de leche orgánica (R1, R2 y R3) de un total de 30 productores. En cada unidad, se tomaron 18 muestras de forraje. Para el caso de la leche, además de las tres unidades de producción, se tomó una muestra del tanque colector (R4), dando un total de 24 muestras. Dichas muestras se tomaron

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PRESENCIA DE PLAGUICIDAS ORGANOCLORADOS EN FORRAJE PARA GANADO EN TECPATÁN, CHIAPAS

de abril de 2012 a febrero de 2013, cubriendo así las épocas de seca (abril, diciembre y febrero) y lluvia (junio, agosto y octubre).

con base en lo establecido por la Norma Oficial Mexicana NMX-F-718-COFOCALEC-2006(14). Se colectó una muestra de la primera ordeña, en un volumen de 500 ml.

De acuerdo a información recabada mediante encuestas realizadas en la zona de estudio, la raza de las vacas de las unidades de producción fue Cebú-Suizo en R1 y R2, y Holstein-Cebú en R3; la dieta estaba basada exclusivamente en libre pastoreo todo el día; en la época seca no se proporcionó ningún tipo de suplementación. Los tipos de forraje predominantes en la zona de estudio y por tanto de mayor consumo por parte de los rumiantes, son insurgente (Brachiaria brizantha), mulato (Brachiaria hibrido), señal o chontalpo (Brachiaria decumbens), estrella (Cynodon plectostachium), y cabezón (Eleusine indica). Por otro lado, los suelos predominantes son luvisol, (con un profundo horizonte superficial enriquecido con arcillas), cambisol (con una capa superficial oscura de 25 cm de espesor y buen contenido de materia orgánica) y litosol (el cual tiene menos de 10 cm de espesor, color variable, alto contenido de materia orgánica y fertilidad de media a alta). El agua que abastece a las tres unidades de producción proviene de la Presa Nezahualcóyotl(12).

Ambas muestras, (forraje y leche) se transportaron en hielera a una temperatura de 4 °C hasta el Laboratorio de Análisis Instrumental de la Universidad Autónoma Metropolitana unidad Xochimilco, donde fueron procesadas y analizadas. Las muestras de forraje se secaron en un horno a 40 °C, se molieron en un macro molino y se tamizaron en una malla de 1 mm. Para la extracción de los compuestos clorados, se pesaron 5 g de muestra y se colocaron en un sistema de extracción soxhlet (A50270 Scorpion Scientific) empleando una solución hexano:acetona (1:1 v/v) grado cromatográfico (JT Baker) durante 8 h. Al término, el extracto se concentró en un rotovaporador (Buchi Water bath B 480 y rotovapor R-114) a un volumen de 5 ml. En las muestras de leche se extrajo la grasa de acuerdo con Frank et al(15) con solución detergente en un baño térmico a 90 °C, conservándola a -20 °C para su análisis cromatográfico. La purificación de PO en las muestras de forraje y leche orgánica se realizó en columnas cromatográficas de vidrio empacadas con fibra de vidrio, florisil (13 g) y sulfato de sodio (5 g) y se eluyeron con 20 ml de una mezcla hexano:éter (8:2 v/v)(16).

La superficie utilizada en cada unidad de producción para pastoreo es de 28 (R1), 19 (R2) y 50 (R3) hectáreas. El número de vacas con el que se cuenta es de 42, 20 y 36 en R1, R2 y R3 respectivamente; utilizadas para doble propósito (leche y carne), desparasitadas cada seis meses con albendazol y febendazol según la prescripción del médico veterinario. Al momento de realizar la toma de muestras ninguna vaca presentó mastitis, sin embargo, cuando existe un problema de este tipo las vacas son tratadas con antibióticos y retiradas por 40 días(8).

El análisis y la cuantificación se realizó en un cromatógrafo de gases (Shimadzu CG-2010 Plus) equipado con detector de captura de electrones, columna capilar HP-5 de 30 m de longitud, 0.25 mm de diámetro interno, 0.25 µm de grosor de película 5 % fenil metilsilicona; utilizando como gas acarreador helio de alta pureza a un flujo de 0.65 ml/min a través de la columna. Las temperaturas del inyector y el detector fueron de 260 °C y 320 °C, respectivamente. Las rampas de temperatura en el horno fueron de 90 °C al inicio con una duración de 2 min, seguido de una rampa de 2 °C/min llegando a una temperatura de 160 °C por 3 min, seguido de una rampa de 15 °C/min para llegar a 220 °C durante 3 min, seguido de una rampa de 280 °C/min por 2 min para llegar a una temperatura final de 310 °C. El volumen de inyección fue de 0.8 µl en las muestras leche y 2 µl en forraje en modo “Splitless”

Toma de muestras Forraje. En cada unidad se establecieron 15 puntos de muestreo con base en la Norma Oficial Mexicana NMX-Y-111-SCFI-2010(13). Las muestras se mezclaron para tomar una muestra compuesta final de aproximadamente 1 kg. Leche. La toma de muestras de leche se realizó en cuatro unidades de producción (R1, R2, R3 y R4)

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datos (frecuencias, valores mínimos y máximos, el valor de promedios, desviaciones estándares) usando SPSS versión 20.0 para Windows.

con un tiempo de corrida de 50 min. El control de calidad se realizó a través de duplicados de las muestras, dos blancos fortificados por cada lote de seis muestras y corridas de blancos electrónicos. Para la identificación de cada compuesto se utilizó un estándar externo con una mezcla de 16 compuestos: alfa, beta, gama y delta-HCH, heptacloro, epóxido de heptacloro, aldrín, dieldrín, endrín, endosulfán I, endosulfán II, DDE (1,1dicloro-2,2-bis (4 clorofenil) etileno), endrín aldehído, DDT (1,1,1-tricloro-2,2-bis (4 clorofenil) etano), DDD (1-cloro-4-(2,2-dicloro-1-(4-clorofenil) etil1) benceno) y endosulfato (Chem Service Inc, West Chester, PA, USA). En el Cuadro 1 se muestra el límite de detección y el porcentaje recobrado para cada plaguicida organoclorado en las muestras de forraje y leche.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se encontraron niveles de PO en todas las muestras de forraje y leche orgánica analizadas. De los 16 PO analizados se identificaron 11 (alfa, betaHCH, lindano, heptacloro, aldrin, epóxido de heptacloro, endosulfanes I y II, endosulfato y DDT) en ambas matrices. En el Cuadro 2 se muestra la concentración promedio de los PO identificados en las muestras de leche orgánica. Los compuestos con los valores más altos fueron lindano 37.5 ng.g-1 (R1), heptacloro + epóxido de heptacloro 62 ng.g-1 (R2) y aldrín + dieldrín 20 ng.g-1 (R1). Estos valores estuvieron por arriba del límite máximo permisible establecido por el Codex Alimentarius. Los compuestos que se presentaron con mayor frecuencia durante el muestreo fueron heptacloro + epóxido de heptacloro 50 % en todas las unidades de producción, endosulfanes I y II y aldrín + dieldrín 33 %. Estos resultados son similares a los encontrados por Hernández et al(17), quienes determinaron la presencia de PO en muestras de leche de bovinos suplementados con residuos de algodón, encontrando frecuencias de 52.6 % (DDT), 38.2 % (endrín) y 28 % (endosulfán I). Por otro lado, los valores encontrados en este estudio, sobrepasan lo reportado por otros autores(5,7,18) en estudios realizados a nivel nacional e internacional; a excepción del reporte de Díaz et al(6) en Colombia, quienes encontraron niveles de 80.1 ng.g-1 de aldrín + dieldrin. Mientras que en el presente estudio la concentración de estos compuestos fue de 5.1 ng.g-1. En general, los valores encontrados no rebasan los límites máximos permisibles establecidos por organismos nacionales e internacionales (Cuadro 3). Estas diferencias probablemente se deban al actual uso de endosulfán en cultivo de jitomate en zonas aledañas a la zona de estudio(19). Aunado a esto, de acuerdo con datos del Ministerio de Salud Pública de Guatemala, en los años 2010 y 2012, hubo una elevación en morbilidad por dengue y malaria (16, 738 y 27, 755 casos a nivel nacional, respectivamente), y en los años siguientes estas cifras disminuyeron de manera

El estudio fue de carácter descriptivo, longitudinal. Se realizó un análisis exploratorio de Cuadro 1. Valores de recobrado y límite de detección en plaguicidas organoclorados Plaguicida

Límite de detección (ng.g-1)

Recobrado (%)

Alfa-HCH

0.08

76 ± 6*

Beta-HCH

0.16

87 ± 3

Gama-HCH

0.08

83 ± 5

Delta-HCH

0.08

85 ± 4

Heptacloro

0.15

75 ± 8

Aldrín

0.08

78 ± 7

Epóxido de heptacloro

0.08

76 ± 3

Endosulfán I

0.02

100 ± 1

DDE

0.08

80 ± 7

Dieldrín

0.15

78 ± 4

Endrín

0.10

87 ± 6

Endosulfán II

0.02

105 ± 1

DDD

0.08

79 ± 5

Endrín aldehído

0.07

85 ± 6

Endosulfato

0.02

130 ± 1

DDT

0.08

87 ± 5

*Promedio y desviación estándar; HCH= Hexaclorociclohexano, DDE= 1,1dicloro-2,2-bis (4 clorofenil) etileno, DDT= 1,1,1-tricloro-2,2-bis (4 clorofenil). etano, DDD= diclorodifenildicloroetano.

160

PRESENCIA DE PLAGUICIDAS ORGANOCLORADOS EN FORRAJE PARA GANADO EN TECPATÁN, CHIAPAS

Cuadro 2. Presencia de plaguicidas organoclorados en muestras de leche orgánica en cada unidad de producción analizada Compuestos

Unidad

Promedio (ng.g-1 base grasa)

Intervalo (ng.g-1)

Frecuencia (%)a

1.6

4.0

0 - 9.5

NDb

0.79

1.9

0 – 4.6

37.5

0 – 187.0

0.80

1.70

0 – 3.98

9.6

11.2

0 – 25.5

86.3

0 – 221

0 – 45.9

15.5

0 – 65.6

0 – 123

0.31

0.49

0 – 1.08

0.19

0.32

0 – 0.81

0.62

1.3

0 – 2.71

5.2

12.8

0 – 31.4

0.15

0.40

0 – 0.90

0.99

1.40

0 – 3.31

0.25

0.62

0 – 1.53

0.13

0.3

0 – 0.8

0.9

2.4

0 – 5.9

alfa + beta-HCH

Lindano

Heptacloro + epóxido de heptacloro

Aldrin + dieldrín

Endosulfanes I y II

DDT

Endosulfato

DE= Desviación estándar, LMP= Límite máximo permitido; establecido.

aPorcentaje

de presencia durante los seis muestreos,

considerable (1,992 y 6, 214 casos por año, respectivamente). Aunque no se encontraron datos exactos de los plaguicidas utilizados para el control de vectores de estas enfermedades, considerando que los vientos en esta zona de estudio corren de norte a sur y viceversa, es probable los PO se hayan transportado de Guatemala a la zona de estudio(20).

bSegún

LMP (ng.g-1)b

NEd

Codex Alimentarius, ND= No determinado, NE= No

En relación a las muestras de forraje, los valores más altos fueron alfa+beta-HCH (76.3 ± 140 ng.g-1 en R2), lindano (43 ± 105 ng.g-1 en R2), heptacloro + epóxido de heptacloro (40 ± 76 ng.g-1 en R3) y endosulfato (37.5 ± 91 ng.g-1 en R3). Los compuestos presentes con mayor frecuencia durante los seis muestreos en las unidades de

161

María N. Murga Juárez, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):157-166

producción fueron alfa + beta-HCH en R1, y heptacloro + epóxido de heptacloro en R3 con 66 % cada uno (Cuadro 4).

probable uso en zonas aledañas. Al realizar la toma de muestras en R1 se observó una bodega con plaguicidas; los productores comentaron que ellos no los usan pero sí los venden a los productores convencionales. Por otro lado, los productores de R2 colindan al norte con productores convencionales quienes aún utilizan lindano como garrapaticida. Lo

Aunque en México se encuentra prohibido el uso y comercialización de lindano, y en la zona de estudio por su sistema de producción se ha dejado de usar, los resultados obtenidos muestran su

Cuadro 3. Cconcentración promedio de algunos plaguicidas organoclorados en muestras de leche orgánica Plaguicidas organoclorados Lindano (ng.g-1)

Heptacloro + epóxido de heptacloro (ng.g-1)

Endosulfán I y II (ng.g-1)

Aldrín + dieldrín (ng.g-1)

0.026

0.002

<LD

Nd*

61.7

80.1

Luzardo et al., 2012 (Islas Canarias) (7)

0.08

1.14

0.0

0.66

Gutiérrez et al., 2012 (México) (18) Este estudio (México)

0.34 9.5**

0.67 24.1

1.14 13.2

0.77 5.1

Estudios Kampire et al., 2012 (Uganda) (5) Díaz et al., 2012 (Colombia)

(6)

<LD= menor al límite de detección; * no determinado; ** concentración promedio de las cuatro unidades.

Cuadro 4. Presencia de plaguicidas organoclorados en muestras de forraje de las unidades de producción analizadas Compuestos alfa + beta-HCH

Lindano Heptacloro + epóxido de heptacloro Aldrin + dieldrín

Endosulfán I y II DDT Endosulfato

Unidad

Promedio (ng.g-1 base grasa)

Intervalo (ng.g-1)

Frecuencia (%)*

R1 R2 R3

13.1 76.3 31.6

19.7 140 58

0 – 49.6 0 – 140 0 – 139

66 33 50

R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3

0.13 43 9.3 15 13.4 40 0.5 4.5 4.0 5.3 5.0 7.7 ND ND 9.9 ND 9.3 37.4

0.23 105 22 37 21 56 1.3 11 9.0 6.6 7.5 15 ND ND 21 ND 22 91

0 – 0.6 0 – 259.4 0 – 55 0 – 91.5 0 – 31 0 – 143 0 – 2.3 0 – 25 0 - 22 0 – 14.1 0 - 20 0 - 33 ND ND 0 – 52 ND 0 – 55 0 – 224

33 33 33 33 50 50 33 33 33 50 66 50 ND ND 50 ND 17 17

DE= desviación estándar, * porcentaje de presencia durante los seis muestreos; ND= no determinado.

162

PRESENCIA DE PLAGUICIDAS ORGANOCLORADOS EN FORRAJE PARA GANADO EN TECPATÁN, CHIAPAS

anterior podría justificar, en parte, los valores encontrados en esta unidad de producción(21). Se establece que el estado de Chiapas se encuentra en los primeros lugares en el consumo de plaguicidas y fertilizantes para la producción agrícola (café y plátano, principalmente) y dadas las características ambientales de temperatura y humedad, es altamente probable la movilización de los contaminantes orgánicos que tienden a volatilizarse y depositarse en otros sitios lejanos a la fuente de origen.

A fin de entender mejor el comportamiento de los PO en épocas de seca y de lluvia se realizó un análisis por época del año en las muestras de forraje. En época de seca, los niveles más altos fueron 112 ng.g-1 de alfa-HCH, 86.4 ng.g-1 de gama-HCH en R2, 75 ng.g-1 de endosulfato en R3 y 30.8 ng.g-1 de heptacloro en R1 (Figura 1). En época de lluvia los niveles más altos fueron alfa-HCH (20 ng.g-1 en R1, 40 ng.g-1 en R2 y 45 ng.g-1 en R3), heptacloro (41 ng.g-1 en R3) y aldrín (28 ng.g-1 en R3) (Figura 2). En la zona sur de la República Mexicana, se han reportado concentraciones importantes de

Figura 1. Concentración de plaguicidas organoclorados en muestras de forraje en época de seca R2

100.00

ENDOSULFATO

DDT

ENDRIN ALDEHIDO

ENDOSULFAN II

ENDRIN

DIELDRIN

ENDOSULFAN

EPOXIDO DE HEPTACLORO

ALDRIN

HEPTACLORO

DELTA-HCH

GAMA-HCH

1.00

BETA-HCH

10.00

ALFA-HCH

ng.g-1 peso seco

R1 1000.00

Figura 2. Niveles de plaguicidas organoclorados en muestras de forraje en época de lluvia R1

EPOXIDO DE HEPTACLORO

ENDOSULFAN

163

ENDOSULFATO

DDT

ENDRIN ALDEHIDO

ENDOSULFAN II

ENDRIN

DIELDRIN

ALDRIN

HEPTACLORO

delta-HCH

GAMA-HCH

1.00

BETA-HCH

10.00

ALFA-HCH

ng.g-1 peso seco

100.00

María N. Murga Juárez, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):157-166

endosulfán en el aire en zonas templadas y tropicales(22,23,24). Por lo que, en las zonas de producción orgánica, los contaminantes pueden entrar al sistema (forraje) a través de la deposición atmosférica, sobre todo compuestos volátiles y semivolátiles. Los factores ambientales juegan un papel importante, ya que se ha descrito que las bajas temperaturas y la lluvia causan un efecto de dilución de contaminantes en la vegetación. Por otro lado, la presencia de plagas y enfermedades favorece la utilización de estos en los cultivos y el ganado(3,25,26).

encontraron en mayor concentración fueron alfa + beta-HCH con 0.09 ng.ml-1 en las muestras de agua y 0.99 ng.g-1 en suelo. Dichos datos se encuentran propuestos en otra publicación. Existen pocos estudios que analicen la presencia de contaminantes orgánicos persistentes, tales como los plaguicidas organoclorados en diversos compartimentos ambientales (suelo, agua, forraje, leche y derivados) y que pongan en evidencia la magnificación de estos. Los pocos existentes se han realizado en zonas costeras con énfasis a la producción pesquera o alteración de ciclos de vida de especies comerciales(28). Sin embargo, para las zonas de producción orgánica no existen estudios detallados y menos aún en hatos lecheros orgánicos. En el presente estudio se observaron concentraciones más altas en las muestras de leche que en las de forraje (Figura 3), probablemente por la acumulación constante de dichos compuestos a través de la inhalación de vapores por el rocío de estos compuestos en un lugar cercano (plantaciones) y la ingesta de alimento contaminado (forraje). Por lo que es necesario monitorear debidamente las actividades cercanas a la zona de producción lechera para reducir las concentraciones de plaguicidas en el ambiente, y con ello en los productos de consumo para los organismos.

Al no establecerse aún los límites máximos permisibles de PO en forraje, es posible que el problema de contaminación sea variable y se intensifique cuando existen fumigaciones en zonas aledañas a la zona de estudio(3,23). Se han realizado estudios para medir los niveles de PO en hojas de árboles y legumbres, encontrando niveles de alfaHCH 22.5 ng.g-1, lindano 10.3 ng.g-1, endosulfán 4.4 ng.g-1(27) en hojas de palmera y mango. Sin embargo, no se encontraron referencias sobre la presencia de PO en forraje para ganado lechero. De forma paralela al presente estudio, se analizaron muestras de agua de los abrevaderos de las vacas, así como del suelo. Los plaguicidas que se

164

ENDOSULFATO

DDT

ENDRIN ALDEHIDO

ENDOSULFAN II

ENDRIN

DIELDRIN

ENDOSULFAN

EPOXIDO DE HEPTACLORO

LECHE ORGANICA

ALDRIN

HEPTACLORO

DELTA-HCH

GAMA-HCH

FORRAJE

BETA -HCH

140 120 100 80 60 40 20 0

ALFA-HCH

ng.g-1 base grasa y peso seco

Figura 3. Niveles de plaguicidas en muestras de forraje y leche orgánica en las unidades de producción

PRESENCIA DE PLAGUICIDAS ORGANOCLORADOS EN FORRAJE PARA GANADO EN TECPATÁN, CHIAPAS

CONCLUSIONES E IMPLICACIONES Se lograron detectar niveles de PO en las muestras de forraje y en mayor concentración en muestras de leche orgánica, reflejando una probable biomagnificación de estos compuestos. Aunque en México existe reglamentación y convenios a nivel internacional para el uso adecuado de PO para proteger a las poblaciones y los ecosistemas de sus efectos, no hay un límite máximo establecido para forraje. Tomando en cuenta el aumento de la producción de alimentos orgánicos, es importante continuar con el estudio de contaminantes persistentes en muestras ambientales (suelo, agua, forraje) en unidades de producción orgánica, con el fin de determinar su comportamiento a lo largo del tiempo, y así disminuir en lo posible la exposición a estos compuestos por el consumo de alimentos.

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AGRADECIMIENTOS Consejo de Ciencia y Tecnología (CONACyT), por el financiamiento otorgado para la realización del presente estudio. Laboratorio de Análisis Instrumental de la Universidad Autónoma Metropolitana por las facilidades en la realización del análisis de plaguicidas. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Nacional Autónoma de Chiapas, por las facilidades prestadas durante el trabajo de campo. Dr. Rutilio Ortiz Salinas, profesor del Dpto. de Producción Agrícola y Animal de la Universidad Autónoma Metropolitana unidad Xochimilco por la revisión crítica del trabajo.

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Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):167-174

http://dx.doi.org/10.22319/rmcp.v8i2.4439

Asociación entre variables reproductivas y anticuerpos anti Neospora caninum en bovinos lecheros de un municipio de Colombia Association between reproductive variables and anti Neospora caninum antibodies in dairy cattle herds from a Colombian municipality Martín Orlando Pulido Medellína*, Adriana María Díaz Anayaa, Roy José Andrade Becerraa RESUMEN El objetivo fue determinar el porcentaje de vacas seropositivas a Neospora caninum y la identificación de las variables reproductivas que se encuentran relacionadas con la presencia de anticuerpos contra este protozoo. Se tomaron 1,000 muestras de sangre a hembras bovinas del municipio de Sotaquirá, Boyacá, las cuales fueron evaluadas por medio de ELISA indirecta. Se determinó una seroprevalencia de Neospora caninum del 45 %; las variables reproductivas asociadas con la positividad de N. caninum fueron: la presencia de distocia en el parto, el intervalo de edad (3-4 años) y la raza de los bovinos (Holstein), mientras que las variables de presencia de aborto, inseminación artificial, muerte embrionaria, repetición de celo, presentación de terneros débiles al nacer y monta directa con toro, no presentaron relación con la positividad de los bovinos. Los resultados de este estudio muestran la presencia de anticuerpos contra Neospora caninum en animales de producción lechera, siendo esta prevalencia encontrada una muestra del riesgo potencial que representa esta enfermedad sobre el estado reproductivo dentro de los hatos. PALABRAS CLAVE: Anticuerpos, Elisa indirecta, Neospora caninum, Prevalencia, Distocia, Bovinos.

ABSTRACT The aim of this study was to determine the percentage of seropositive cows to Neospora caninum and the identification of reproductive variables related to the presence of antibodies against this protozoan. One thousand (1,000) blood samples were collected of cows from Sotaquirá, Boyacá. The samples were runned by ELISA indirect technique. A Neospora caninum seroprevalence antibodies of 45 % was determined; the reproductive variables associated were: presence of dystocia, age (3- 4 yr) and breed (Holstein), about the abortion, artificial insemination, embryonic death, return to estrus, weak calves at birth and natural breeding were not associated with the presence of specific antibodies against the protoozoo. The results of this study showed a presence of specific antibodies against to Neospora caninum in dairy cows, suggesting that the Neosporosis may have a negative impact on reproductive status of the herds. KEY WORDS: Antibodies, Indirect ELISA, Neospora caninum, Prevalence, Dystocia, Cattle.

Recibido el 18 de marzo de 2016. Aceptado el 3 de junio de 2016. a

GIDIMEVETZ, Programa de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Tunja, Colombia.

* Autor de correspondencia: mopm1@hotmail.com.

167

Martín Orlando Pulido Medellín, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):167-174

INTRODUCCIÓN

países desarrollados como países latinoamericanos incluyendo México, Brasil, Chile, Paraguay y Argentina(8).

Neospora caninum es un parásito protozoo intracelular obligado, perteneciente al phylum Apicomplexa, familia Sarcocystidae, morfológicamente similar a Toxoplasma gondii, y está relacionado taxonómicamente a otros protozoos formadores de quistes como Hammondia heydorni e Isospora bigemina. Mediante microscopía electrónica se reconocen organelas características de ese phylum como por ejemplo, micronemas, roptrias y gránulos densos(1). Neospora caninum es uno de los parásitos más importantes que causan abortos bovinos alrededor del mundo, pero a pesar del impacto económico que ocasiona se conoce poco sobre este parásito(2).

Dentro de los problemas que se pueden presentar en un hato lechero infectado con N. caninum están muerte fetal temprana con repetición de celo, incremento del intervalo entre partos, concepción o infertilidad, aborto en el tercio medio de la gestación, muerte perinatal o neonatal o incremento en el deshecho de vacas. Las vacas infectadas tienen más probabilidad de ser descartadas por bajo desempeño reproductivo(9). El departamento de Boyacá posee varios municipios con una importante producción láctea, en los cuales se presentan numerosos abortos, motivo por el cual, se hace necesario determinar la prevalencia de anticuerpos contra este protozoo en un municipio de gran importancia lechera, con el fin de identificar las variables reproductivas que se encuentran relacionadas con la presencia de N.

La transmisión de N. caninum se realiza mediante dos importantes formas, la transmisión vertical que puede ocurrir a través del ciclo exógeno y endógeno, y la transmisión horizontal, la cual solo ocurre por medio del ciclo exógeno, donde el bovino debe ingerir alimento o agua contaminados con ooquistes esporulados del parásito, que excreta el perro, principal portador definitivo de N. caninum(3). Varios estudios demuestran que la infección puede transmitirse verticalmente de la madre al ternero, siendo esta vía epidemiológicamente muy importante, lo cual explicaría el comportamiento enzoótico de la enfermedad en los hatos ganaderos(4).

caninum.

MATERIAL Y MÉTODOS

Área de estudio El estudio se llevó a cabo en el municipio de Sotaquirá, que está situado en el Departamento de Boyacá, Provincia del Centro, en las coordenadas 5º 46’ 52” N, 73º 15’ O del meridiano de Greenwich y 0o 49’ 25” de Longitud con relación al meridiano de Bogotá. Limita por el este con el municipio de Tuta, por el norte con el municipio de Paipa, por el oeste con el municipio de Gambita y por el sur con el municipio de Combita. Su extensión total es de 288.65 km2, el área urbana abarca 0.1 km2, el área rural consta de 288.55 km2. Presenta temperatura anual promedio de 14 °C, con 2,860 msnm. La explotación ganadera ocupa el 37 % del área agropecuaria del municipio, equivalente a 10,582 ha aproximadamente, de las cuales 7,150 contienen pastos mejorados y 3,432 ha cultivadas con pastos naturales, concluyendo que el 67.5 % de la actividad se desarrolla a través de una explotación intensiva y el 32.5 % extensiva; para el 2014 se contaba con una población de 13,464 cabezas bovinas(10).

Diversos estudios sobre neosporosis bovina en Colombia, han demostrado la presencia del parásito en los hatos lecheros, relacionando éste, posiblemente con la presencia de abortos, causando grandes pérdidas económicas en las explotaciones de bovinos productores de leche, así como aumento de los costos indirectos asociados al diagnóstico veterinario, repetición de la inseminación, pérdidas de producción láctea y los costos de reemplazo por descarte de vacas(5,6). Los abortos frecuentes se convierten en el principal problema de las ganaderías lecheras presentándose de forma esporádica, endémica o epidémica con origen infeccioso o no infeccioso, por lo que resulta difícil determinar el agente causal(7). Dentro de estos agentes se encuentra Neospora caninum, un protozoo intracelular obligado que ha estado relacionado con la presencia de abortos, tanto en

168

ASOCIACIÓN ENTRE VARIABLES REPRODUCTIVAS Y Neospora caninum

Animales y tamaño de la muestra

que por ser un sistema cerrado presta mayor garantía en cuanto asepsia y preservación de las muestras. El tubo que contenía la sangre sin anticoagulante se centrifugó a 1,500 rpm durante 10 min para separar el suero. Luego con una pipeta Pasteur se separó el suero y se transfirió a un tubo de almacenamiento para la realización de las pruebas(12).

Se calculó el tamaño de muestra para los bovinos mediante la ecuación descrita por Pourhoseingholi et al(11), donde: N= 13,464 bovinos, Za =1.96 a un nivel de confianza del 95%, e= 5%, margen de error admitido, P= 50%, prevalencia esperada, esto debido a que, en Sotaquirá no se conocen estudios relacionados de seroprevalencia de N. caninum en bovinos. El tamaño de muestra calculada fue de 374 animales, sin embargo se recolectaron aleatoriamente 1,000 muestras procedentes de 67 hatos ubicados en Sotaquirá, realizando un muestreo mínimo de animales por explotaciones de bovinos productores de leche.

Las muestras se procesaron bajo la técnica de ELISA indirecta en el Laboratorio de parasitología de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, utilizando el kit comercial para Neospora caninum Ingezim R.12.NC.K1 (Ingenasa S.A) y se siguió el protocolo del fabricante. Este kit comercial refiere una sensibilidad 99.4 % y especificidad del 100 %.

Mediante la aplicación de una encuesta al momento de recolección de las muestras, se tomaron datos de raza, edad y estado reproductivo de los animales. Así mismo, se obtuvieron de los registros de las fincas los datos de variables reproductivas, como gestante, no gestante, abortos, distocias, inseminación artificial, muerte embrionaria, repetición de celos y monta natural, con el fin de identificar las variables relacionadas con la presentación de N. caninum.

El estudio fue descriptivo de corte transversal, el diseño del muestreo fue aleatorio simple, observando la frecuencia con que se presentaron anticuerpos contra el protozoo. Para el análisis del estudio, se utilizó el paquete estadístico SPSS 18. RESULTADOS Después de haber analizado las muestras de suero bovino se encontró una seropositividad del 45 % (450/1000) de anticuerpos contra de N. caninum (Figura 1).

En cuanto a la edad, se dividieron en tres grupos de la siguiente manera: animales 2-3 años, 3-4 años y >4 años.

Se realizó la prueba de Ji cuadrada de asociación-independencia para determinar si existía relación entre la presencia de anticuerpos contra N. caninum y las diferentes variables reproductivas (Cuadro 1). No se encontró relación significativa

Las muestras se obtuvieron a partir de venopunción coccígea utilizando tubos Vacutainer,

Figura 1. Presencia de anticuerpos contra Neospora caninum en vacas Holstein

Cuadro 1. Parámetros estadísticos con respecto a las variables reproductivas asociadas a la presencia de anticuerpos contra N. caninum

Porcentaje de anticuerpos contra Neospora caninum 60% 50% 40%

Variables reproductivas Aborto Distocias Inseminación artificial Muerte embrionaria Repetición de celo Terneros débiles al nacer Monta directa con toro

55% 45%

Positivos

Negativos

30%

20% 10% 0%

Intervalo de confianza de 95%. *Ji cuadrada. ** Oportunidad relativa. 169

CHI 2* 0.033 4.241 1.872 2.362 2.925 1.391 2.801

OR** 1.03 1.33 0.83 1.32 1.25 1.26 1.26

Martín Orlando Pulido Medellín, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):167-174

entre N. canimun y la presencia de aborto en las hembras (P=0.856) (Figura 2).

DISCUSIÓN Existen numerosos reportes sobre infecciones por Neospora caninum en la especie bovina, en la mayoría de los casos utilizando medios de diagnóstico serológicos, en los cuales se reporta una prevalencia a nivel mundial que oscila desde 2.5 al

Se encontró una relación significativa entre N. caninum y la presentación de distocias (P=0.039), así mismo, se encontró diferencia para los intervalos de edad establecidos (P=0.005) (Figura 3).

No se encontró relación significativa entre la presencia de anticuerpos contra N. caninum e inseminación artificial (P=0.171). En animales en los que se usa inseminación artificial la presencia de anticuerpos fue del 42.9 %, mientras en los animales que no usaron inseminación artificial fue del 47.4 %. De igual forma, no se encontró relación significativa entre N. caninum y muerte embrionaria (P=0.124).

Figura

anticuerpos

Porcentaje de anticuerpos contra Neospora caninum según edad 70 60 50 40 30 20 10 0

No se encontró asociación significativa entre las hembras que presentaron anticuerpos contra a N. caninum y repetición de celo (P=0.087), presentación de terneros débiles al nacer (P=0.856), ni monta directa con toro (P=0.094).

Prevalencia general

2- 3 AÑOS

Seronegativo Neospora

3-4 AÑOS

Seropositivo Neospora

Porcentaje de anticuerpos contra N. caninum segun raza

Porcentaje de anticuerpos contra N.caninum según aborto

Seronegativo Neospora

35 30 25

Porcentaje

20 15 10 5 0 Sin Aborto Seropositivo Neospora

170

Seropositivo Neospora

18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 HOL

Seronegativo Neospora

> 4 AÑOS

Figura 4. Presencia de anticuerpos contra Neospora caninum y su relación con la raza de los bovinos del municipio de Sotaquirá, Boyacá

Figura 2. Presencia de anticuerpos contra Neospora caninum y su relación con la presencia de aborto en hatos lecheros

Con Aborto

contra

bovinos

Para la variable raza, la prueba indicó que si hay por lo menos un valor observado que es diferente al esperado (P=0.001). Se presentó un 14.8 % de bovinos raza Holstein con presencia de anticuerpos contra N. caninum y un 12.2 % de bovinos raza Ayrshare, con un menor número de casos de las razas Normando (10 %) y Jersey (8 %) (Figura 4).

Porcentaje

Presencia

Neospora caninum y su relación con la edad de los

AYR

Raza

NOR

JER

ASOCIACIÓN ENTRE VARIABLES REPRODUCTIVAS Y Neospora caninum

80.0 %(4,6,13-16). A pesar de esto, en Colombia son escasos los reportes acerca de la presencia del parásito en ganadería de leche y su relación con variables reproductivas en los hatos.

no expuestos al parásito o animales expuestos al parásito en un tiempo pasado, pero sin anticuerpos. Sin embargo, no se puede establecer una clara relación entre la infección y el aborto únicamente con una prueba serológica, ya que ésta solo puede revelar la exposición al agente sin diferenciar infecciones viejas o recientes(24).

La presencia de anticuerpos encontrada en esta investigación fue del 45 %, cercana a la encontrada en la provincia de Sugamuxi en Boyacá, de 57.7 %(17). Este resultado es superior al encontrado por Motta et al(18) quienes realizaron un estudio en el departamento del Caquetá, en hatos bovinos y bubalinos, obteniendo una prevalencia de 12.5 % y 45.4 % respectivamente. La prevalencia del presente estudio sigue siendo mayor a las obtenidas en Córdoba(6) cuya prevalencia fue de 10.2 %; de 34.6 %(5), y baja respecto al estudio realizado por Peña et al(19), en el Valle del Cesar, donde se encontró una seroprevalencia del 68 %.

No obstante, sí se encontró una asociación entre animales positivos y la presentación de distocia en un 16.6 % de las hembras bovinas de Sotaquirá, resultado consistente con un estudio realizado en Canadá, donde se diagnosticó distocia en un 22.5 %. Este diagnóstico fue hecho a partir de historia clínica y lesiones tales como congestión y edema de cuello y cabeza, manchas de meconio en el cuerpo, contusiones y fracturas o costillas magulladas en terneros(25).

Trabajos realizados acerca de la presencia de anticuerpos contra a N. caninum mediante diagnóstico serológico en otros países, reportan datos como es el caso de Venezuela con 20.6 %(20), Ecuador con 19.5 %(21), México con prevalencias entre 30 y 44 %(4,22), siendo esta última cercana a la obtenida en este estudio.

Un estudio comparativo de la seroprevalencia de N. caninum realizado entre cuatro países: Suecia, Alemania, España y Países Bajos, encontró una prevalencia del parásito en ganado de leche del 16, 49, 63 y 76 % respectivamente(26); estos estudios demostraron que la mayor prevalencia del parásito se registra en ganado de leche, existiendo diferencias regionales en la distribución del N. caninum según variables climáticas, manejo de los sistemas de producción y cantidad de perros presentes en los hatos, siendo solo algunas de las distintas posibilidades de transmisión de la enfermedad(27).

A pesar de que la neosporosis está relacionada estrechamente con fallas reproductivas, los resultados encontrados no mostraron una asociación entre N. caninum y aborto; sin embargo, el 19 % de las hembras bovinas fueron positivas a anticuerpos contra N. caninum donde según los registros habían presentado aborto en algún momento del año; las hembras infectadas con neospora tienen aproximadamente 1.03 veces más probabilidad de sufrir aborto que las hembras sin la presencia de anticuerpos. Lo anterior, indica que este parásito puede infectar los bovinos pero no ser la causa directa del aborto, teniendo en cuenta que existen otros agentes etiológicos que también producen abortos(4).

Al analizar los datos referentes a la edad en animales positivos a N. caninum se puede evidenciar que en todos los grupos etarios analizados hay presencia del parásito; sin embargo, la edad con mayor número de animales infectados corresponde a las hembras de 3-4 años con un 29.8 %, sin dejar de ser importante la prevalencia encontrada en el grupo >4 años, esto debido a que el riesgo de ser seropositivo incrementa con la edad según Bartels et al(26), indicando la alta probabilidad de transmisión horizontal. Lo anterior puede deberse a la exposición postnatal de los bovinos con fuentes contaminadas por ooquistes esporulados del parásito(20). Al respecto, algunas investigaciones indican que la edad no parece comportarse como un factor de riesgo asociado a la neosporosis(28,29,30), en cuyo caso se sugiere que las infecciones son

Se encontró que el 23 % de las hembras no presentaron anticuerpos contra el parásito pero registraron abortos, lo cual sugiere que dichos animales no estarían libres de la infección con N. caninum, ya que vacas negativas han abortado fetos infectados con el parásito, detectados mediante PCR(23); también puede ser el resultado de animales

171

Martín Orlando Pulido Medellín, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):167-174

presentación del parásito; sin embargo, DNA de N. caninum se ha encontrado en el esperma de los toros expuestos de forma natural, y aunque teóricamente es posible, la transmisión venérea a través del esperma contaminado se considera poco probable(1).

predominantemente transmitidas por vía transplacentaria, pudiendo aumentar de esta manera la proporción de animales infectados dentro de los hatos(31). No se encontró una asociación significativa ente las hembras positivas a N. caninum y la presentación de muerte embrionaria; esto se debe posiblemente a que las causas de aborto bovino y muertes embrionarias son difíciles de determinar por diversas razones, ya que cualquier perturbación puede provocar aborto y alteración en la fisiología normal de la gestación, por lo tanto, otras causas como agentes infecciosos, toxinas, desequilibrio hormonal, vacunación, nutrición deficiente, alteraciones cromosómicas y factores físicos, pueden producir aborto y muerte embrionaria(24).

Entre las posibles causas que contribuyen a la prevalencia del 45 %, se puede destacar que en la mayoría de las explotaciones bovinas donde se muestrearon los animales, los protocolos sanitarios pueden llegar a ser insuficientes, pues sólo se vacuna contra las enfermedades consideradas de notificación obligatoria a nivel nacional (brucelosis bovina y fiebre aftosa); tampoco hay establecidos planes de desparasitación constantes, que permitan mantener el control de parásitos internos y externos. La alimentación es por pastoreo, lo que hace posible que existan ooquistes esporulados depositados en el pasto hace mucho tiempo por otros animales infectados.

La prevalencia en cuanto a la raza bovina depende del país, región y tipo de prueba serológica utilizada, llegándose a determinar en algunos rebaños de vacas lecheras sobre el 87 % de seropositividad(32). Durante la investigación se evidenció una mayor presentación del parásito en hembras de raza Holstein, con 14.8 %. Los resultados coinciden parcialmente con los obtenidos por investigadores brasileños, quienes encontraron que hembras bovinas Holstein tienen 2.13 veces más oportunidad de ser seropositivas a N. caninum que las de razas cebú o mestizas(16,33).

Otro factor determinante para que se encontrara esta presencia de anticuerpos contra N. caninum en el municipio de Sotaquirá, tiene que ver con la presencia de caninos en la mayoría de las fincas, donde es normal que estos deambulen por los potreros donde pastan las vacas, e incluso es muy común que estos estén presentes a la hora del ordeño, resaltando que estos animales son la fuente primaria de infección de los bovinos, representando un factor de riesgo muy importante dado que los caninos expulsan los ooquistes del parásito en sus heces, facilitando la transmisión horizontal de la neosporosis(37).

En condiciones de repetición de celo no se encontró una relación significativa en hembras positivas a N. caninum, esto coincide con un trabajo realizado en Brasil(34). Diferente de otro estudio en el que se demostró que las vacas seropositivas requieren un mayor número de inseminaciones por concepción que las vacas seronegativas(35).

CONCLUSIONES E IMPLICACIONES

Durante el estudio no se encontró relación entre terneros que nacieron débiles y hembras seropositivas al parásito. Sin embargo, se conoce que tenernos infectados con N. caninum pueden nacer con signos neurológicos, peso bajo e incapaces de levantarse. El examen neurológico puede revelar ataxia, disminución del reflejo patelar y pérdida de la propiocepción(36).

seropositividad

anticuerpos

contra

Neospora caninum encontrada en vacas lecheras del

municipio de Sotaquirá, Boyacá (45 %), fue elevada si se tiene en cuenta los datos de seroprevalencia que reporta la literatura en otras regiones del país. Las variables asociadas con la seropositividad fueron la presencia de distocia en el parto, el intervalo de edad (3-4 años) y la raza de los bovinos (Holstein), mientras que las variables de presencia de aborto, inseminación artificial, muerte embrionaria, repetición de celo, presentación de terneros débiles

En cuanto al método de reproducción por monta natural o inseminación artificial, no se encontró una relación significativa entre estos y la

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ASOCIACIÓN ENTRE VARIABLES REPRODUCTIVAS Y Neospora caninum

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Response of slow-growing chickens to feed restriction and effects on growth performance, blood constituents and immune markers Productividad, constituyentes sanguíneos y marcadores inmunológicos en pollos de lento crecimiento con restricción alimenticia Youssef A. Attiaa*, Abd-Elhamid E. Abd-Elhamidb, Manal Mustafac, Mohammed A. Al-Harthia, Mai Muhammadb ABSTRACT An experiment was conducted to study the response of a slow growing chickens breed “Sinai” to feed restriction (FR) and the effects on growth performance, blood constituents and immune markers using a total number of 60 unsexed 7-d-old chicks. Chickens were housed in battery brooders during d 1 to 35 of age and randomly distributed keeping similar initial body weight, in two FR treatment groups. During 0-6 d of age, chickens were fed ad libitum, a mash commercial diet. During d 7-14 of age, chickens were fed either 100 or 80 % of the daily amount of feed consumed by the control group during the previous day. From d 15 to d 35, chickens were fed ad libitum diets a mash commercial diet. At the end of the experiment, body weight gain on the FR regimen was significantly lower than that of the control group, but feed intake and feed conversion ratio (FCR) were not affected. In addition, red blood cells parameters and white blood cells traits were not negatively affected. However, hemagglutination inhibition titter for New castle disease virus, monocyte and total cholesterol were significantly decreased by FR regimen, but blood plasma albumin and immunoglobulin A significantly increased. In conclusion, slow growing chickens could tolerate 27.2 % FR during the 2nd week of age without significant differences in feed intake and FCR for the whole period, and general health status and metabolic profiles indicating a compensatory growth during 15-35 d of age although growth was in favour to the unrestricted group. KEY WORDS: Feed restriction, Slow-growing chickens, Growth performance, Physiological traits, Immunity.

RESUMEN El comportamiento productivo, constituyentes sanguíneos y marcadores inmunológicos se estudiaron en pollos de la raza SINAI de lento crecimiento bajo un régimen de restricción de alimento (RA). Se utilizaron 60 pollitos de peso similar desde la edad de 1 día hasta los 35 días. Se distribuyeron al azar en dos tratamientos de RA. De 0-6 días de edad, los animales se alimentaron con una mezcla comercial ad libitum. De 7 a 14 días de edad, se alimentaron con la misma dieta ya fuera al 100 o al 80 % de consumo de alimento diario. De 15 a 35 días de edad, todas las réplicas se alimentaron con la misma dieta ad libitum. Después de los 35 días, la ganancia de peso en el régimen RA fue significativamente más baja, a pesar de que la ingesta de alimento y la tasa de conversión alimenticia (TCA) no se vieron afectados. El título de inhibición de la hemaglutinación por el virus de la enfermedad de Newcastle, los monocitos y el colesterol total fueron significativamente más bajos en el tratamiento RA. Los valores de albúmina del plasma sanguíneo y de la inmunoglobulina A fueron más altos en el tratamiento RA. Los pollos de crecimiento lento toleraron una reducción del alimento del 27.2% durante la segunda semana de edad sin exhibir diferencia significativa en la ingesta del alimento y la TCA durante el tiempo de experimentación. A pesar de que el comportamiento productivo fue óptimo para el grupo control, el estatus general de salud y los perfiles metabólicos en el tratamiento de RA no se vieron afectados. PALABRAS CLAVE: Restricción alimenticia, Pollos, Crecimiento lento, Comportamiento productivo, Características fisiológicas, Inmunidad.

Received May 4, 2016. Accepted August 26, 2016. a

Arid Land Agriculture Department, Faculty of Meteorology, Environment and Arid Land Agriculture, King Abdulaziz University, P.O. Box 80208, Jeddah 21589, Saudi Arabia.

Animal and Poultry Production Dpt. Faculty of Agriculture. Damanhour University, Egypt.

Plant Protection Dpt. Faculty of Agriculture. Damanhour University, Egypt.

Corresponding author: yaattia@kau.edu.sa

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Youssef A. Attia, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):175-184

INTRODUCTION

containing adequate nutrients for growth, 22.92 % crude protein (CP) and 12.72 MJ ME/kg diet with adequate amino acids, minerals and vitamins. During d 7-14 of age, chicks were fed either 100 or 80 % of the daily amount of feed consumed by the control group during the previous day. From d 15 to 35, chickens were fed ad libitum diets containing 21.1 % CP and 12.98 MJ ME/kg until the end of the experiment.

In the tropics, where grains and oilseeds are scarce or expensive, it may be appropriate to take advantage of catch-up growth and even incorporate it into normal production systems. Animals may respond differently to feed restriction (FR) during re-alimentation period when FR is removed, thus resulted in compensatory growth and reached the growth of unrestricted animals(1). Extensive studies in poultry, particularly in broiler chickens, demonstrated inconsistency in the compensatory growth due to genetic factors, FR period, duration and verity of FR, the feeding regimen during the re-alimentation period(2,3,4). In literature, FR was reported to improve feed utilization, decrease fat deposition and decrease leg problems in broiler chickens(5). However, it seems that there is a critical time in broilers from hatch to 21 d of age, when nutritional manipulation can cause a catch-up growth. Fed-restricted broilers displayed similar growth at market as the FR for 4and 6-d and the control group showed similar postrestriction growth and market weights(6). The FR for 6 h of feeding mash diet increased growth(7). The catch-up growth of slow-growing/native chicks to cope with early FR are interesting as shortage of feeds is a problem in many developing countries. On the other hand, studies on slow-growing chicks rare, however, they may have higher adoption to FR because of lower growth and less nutrient requirements than fast-growing chicks. Therefore, this research was conducted to expand the knowledge of catch-up growth in slow-growing chicks in terms of productive performance, physiological traits, and immunity.

Husbandry Chicks were housed in battery brooders during d 1 to 35 of age and vaccinated with Hitchiner + IB + Gambaro, Influenza H5 N2, Colon30, Gambaro 123, Colon79 and Lasota at d 7, 9, 10, 16, 20 and 30 of age. During the experiment, the ambient temperature and the relative humidity were 31.4 ± 4 °C and 44.9 ± 6 %, respectively; with 24 h light in day one, and 23:1 light-dark cycle during d 2 to 35 of age.

Measurements Chickens were weighed (g) on replicate basis at d 7, 14, 28, and 35 of age. Chicks were weighed in the morning before offering feed, while body weight gains were predicated by deducting body weight at end of each period from the initial body weight at the same period per replicate. Feed intake per replicate was recorded during the periods 7-14, 7-28 and 7-35 d of age. Feed conversion ratio (kg feed/kg gain) per replicate was calculated as the units (g) of feeds needed to yield one unit (g) of growth during the 7-14, 7-28 and 7-35 d of age. Survival rate was presented as number of lived chickens at the termination of the experiment in each group as relative to the initial number of chicks in each treatment. At 35 d of age, six chickens comprising three males and three females representing all treatment replicates were selected randomly from each treatment, weighed after overnight fasting, slaughtered according to the Islamic method, bleed, and feather picked. The lymphoid organs thymus, bursa of Fabricius and spleen, were separated and individually weighed and expressed as relative to live body weight. At 14 and 35 d of age, blood samples (n= 6 chickens per treatment representing all

MATERIAL AND METHODS

Chickens, diet and experimental design A total of 60 unsexed chicks of native chickens’ breeds (Sinai) were used in this study. Chicks were randomly distributed into two feed restriction treatment groups keeping similar body weight at 7 d of age. Each treatment was replicated five times of six unsexed chicks each. During 0-6 d of age, chickens were fed ad libitum commercial diets

176

RESPONSE OF SLOW-GROWING CHICKENS TO FEED RESTRICTION

treatment replicates at each age, which were selected randomly) were taken from the wing-vein of chickens before access to feed and water. The blood samples were collected in two clean dry centrifuge tubes with or without an anti-coagulant (heparin). The one with heparin was used for determination of blood hematology, phagocytic activity (PA) and phagocytic index (PI). Then the tubes were centrifuged at 3,000 rpm for 20 min to clearly separate serum and plasma. Serum and plasma were stored at -20 °C until analysis. Blood biochemical constituents were determined using commercial diagnostic kits purchased from Diamond Diagnostic company (23 EL-Montazah St. Heliopolis, Cairo, Egypt), while blood hematology were performed as cited by Attia et al(8,9). Plasma tri iodo threonine (T3) and thyroxine (T4) were determined according to the method of Young et al(10). Phagocytic activity and phagocytic index were determined as cited by Kawahara et al(11). The serum antibody against New Castle disease virus (NDV) and avian influenza virus (AIV) was done via haemagglutination inhibition (HI) test(12,13). The antibody titer for infectious bursa disease virus (IBDV) was carried out according to Cosgrove(14). Bactericidal activity (BacA) in serum was according to Rainger et al(15).

percentages were transformed to log10 to normalize data distribution. Mean difference at P0.05 was tested using the Student Newman Keuls test(16). Survival rate was analyzed using chi-square test. RESULTS AND DISCUSSION

Growth performance Table 1 indicates the effect of FR on growth, feed intake and FCR and survival rate. FR significantly decreased growth during d 7-14, 7-28 and 7-35 of age. It was found that 27.2 % FR during the 2nd wk of age had long term negative effect on growth of Sanai chickens (for example, 31.6, 14.6 and 11.7 % during 7-14, 7-28 and 7-35 d of age, respectively). These indicated a compensatory growth during 14-28 and 14-35 d of age without induction of complete recovery at the termination of the experiment (88.3 %). The decreased growth of FR group during the FR period coincided with lowered nutrients intake (72.8 %), which account for 86 % of the decrease in growth. Similar to the present results, growth of broilers was significantly higher for the control group than those of the FR groups(7,17,18). However, a compensatory growth in broilers following FR was reported(1,5,7). Moreover, broilers feed restricted grow faster and were heavier at market age than the control group, while group on the 4- and 6-d FR and the control chickens have similar weight at marketing(6). The published results indicated that most weight loss during early FR in chickens could be compensated by 20-25 d of the

Statistical analyses

Analysis of variance was done using one-way ANOVA of SAS®(16) for growth performance and two-ways for traits containing two factors such as feed restriction and sex or age of chickens. All the

Table 1. Effect of feed restriction regimen on growth performance of native strain during 7-35 d of age (g) Treatment

Body weight gain

Feed intake

Days 7-14

Days 7-28

Days 7-35

Days 7-14

Days 7-28

Control

38a

205a

230a

92a

550

Feed restriction SEM

26b

175b

203b

67b

562

2.04

9.90

8.69

6.85

20.32

0.001

0.05

0.041

0.046

Feed conversion ratio, feed / gain Days 7-35

Survival rate (%)

Days 7-14

Days 7-28

Days 7-35

2.421

2.683b

3.047

90.0

716

2.577

3.211a

3.527

87.7

37.70

0.123

0.109

0.148

2.13

0.743

0.40

0.01

0.061

0.667

Effect of feed restriction regimen1 701

Probability level 1=Number

0.615

of observation were 5 replicates of 6 unsexed chicks each/treatment; SEM= standard error of mean, FR= Feed restriction.

a, b Differences

among means within a column within each factor not sharing similar superscripts are significant (P<0.05).

177

Youssef A. Attia, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):175-184

re-feeding period(19). Moreover, FR at 75 % or 50 % for 7 and 14 d period, respectively did not significantly influence the final body weight of broilers at 42 d of age(20). These contradictory results about the effect of FR on the growth could be due to the duration and intensity of FR and/or strain of chickens.

intake, and FCR in the whole period(21,22). However, an improvement in FCR due to increased growth and decreased feed intake via FR was observed(7). Others, observed that feed efficiency for maintaining body weight may be affected by the plan of nutrition, but this was confounded by nutritional regimen and duration, growth, strain and age of chickens(23).

Feed intake of FR group was decreased during 7-14 d of age and there was a significant difference (P=0.046) compared to the control. The realimented chickens consumed more feed by 6.6 % during d 14-35 of age; this indicates an attempt to compensate for the decrease (27.2 %) in feed intake that occurred during FR period. Similarly, feed intake at 21 d of age was significantly decreased for feedrestricted chicks(2). In addition, the feed-restricted chicks and the control groups at 63 d of age consumed similar amount of feed. In addition, FR did not affect feed intake for the whole period(21).

Survival rate was similar among the experimental groups, showing that FR had no harmful effect and correlate to the findings of other experiments(1,5,20). However, published results indicated that FR increased survival rate due to less sudden death, ascites and skeletal disorders(24,25).

Lymphoid organs, antioxidant status and immune markers FR regimen did not have significant influence on lymphoid organs (Table 2), total antioxidant capacity (TAC), malondialdehyde (MDA), Immunoglobulin M (IgM), Immunoglobulin G (IgG), HIIBD, HIAI, Lysosome activity (LyzA), BacA, PA and PI, but immunoglobulin A (IgA) significantly increased by 3.9 % compared to the control (Table 3). On the other hand, humeral immunity HINDV decreased by 24.6 % and non-specific immune components such

Feed conversion was not affected by FR treatments during the period 7-14 and 7-35 of age, but significantly impaired by 19.7 % compared to the control group, during d 7-28 of age. In concert with the current results, there was no significant effect of FR regimen on the body weight, feed

Table 2. Effect of feed restriction regimen and/or sex of chickens on the absolute and relative weight of thymus, bursa and spleen at 35 d of age Treatment

Thymus (g)

Control (C) Feed restriction (FR)

1.833 1.728

Male Female

1.827 1.716

Male Female Male Female

FR SEM Feed restriction Sex Interaction

1.807 1.860 1.842 1.500 0.324 0.636 0.672 0.565

Thymus (%) Bursa (g) Bursa (%) Effect of feed restriction regimen1 0.621 0.875 0.291 0.583 1.000 0.297 Effect of sex of chickens2 0.574 1.153 0.349 0.640 0.545 0.197 Interaction between FR regimen and sex3 0.580 1.240 0.401 0.661 0.510 0.180 0.570 1.088 0.311 0.609 0.650 0.245 0.092 0.467 0.108 Probability level 0.745 0.991 0.917 0.535 0.295 0.268 0.827 0.785 0.535

Spleen (g)

Spleen (%)

1.113 1.210

0.378 0.397

1.293 0.978

0.406 0.361

1.100 1.127 1.438 0.755 0.236

0.355 0.401 0.444 0.302 0.062

0.945 0.208 0.177

0.939 0.463 0.173

number of observation were 6 chickens/treatment. 2= number of observation were 6 chickens/sex, 3= number of observation were 3 chickens/treatment; SEM=standard error of mean.

178

RESPONSE OF SLOW-GROWING CHICKENS TO FEED RESTRICTION

Table 3. Effect of feed restriction regimen and/or age of chickens on antioxidant status and immune markers Treatment

TAC )Âľmol/L(

HIAI, log 2

LyzA IU

BacA (%)

Phagocytes activity (%)

Phagocytes index (%)

2.75

2.42

0.090

36.8

21.2

1.55

3.17

2.00

0.088

36.8

21.1

1.64

2.67

2.67b

2.08

0.088

36.5

20.7

1.63

3.33

3.25a

2.33

0.090

37.0

21.6

1.57

2.17

0.107a

37.2

20.2

1.52

36.3

22.2

1.58

35.8

21.2

1.73

MDA )ÂľM/L(

IgA

221.8

972.9

3.42a

224.5

973.2

2.58b

IgM

HINDV, Log2

IgG

HIIBD, Log2

Effect of feed restriction regimen1 Control

424.3

0.997

66.7b

Feed restriction

427.9

1.039

69.3a

428.5a

1.096

71.2a

423.7b

0.940

64.8b

Effect of age2 222.4

970.8b

223.9

975.3a

Interaction between FR regimen and age of chickens3 14

424.2b

1.020

68.7b

219.0

973.8ab

424.3b

0.973

64.7c

224.7

972.0bc

3.83

2.83

2.67

0.073b

432.8a

1.172

73.7a

225.8

967.7c

2.33

2.67

2.00

0.068b

423.0b

0.907

64.8c

223.2

978.7a

2.83

3.67

2.00

0.107a

37.7

21.0

1.55

SEM

1.833

0.077

0.926

2.131

1.887

0.354

0.271

0.318

0.006

0.732

0.622

0.084

0.059

0.587

0.011

0.225

0.896

0.029

0.140

0.206

0.693

1.000

0.895

0.288

Age

0.016

0.057

0.0001

0.490

0.025

0.074

0.044

0.442

0.693

0.503

0.156

0.495

Interaction

0.013

0.172

0.017

0.065

0.003

0.643

0.140

0.442

0.0001

0.084

0.097

0.152

C FR

3.00

2.67

Probability level

TAC=Total antioxidant capacity; MAD= Malondialdehyde; IgA= Immunoglobulin A; IgM=Immunoglobulin MM IgG=Immunoglobulin G; HINDV= Newcastle disease; HIIBD= Infection bursa disease; HIAI=Avian influenza; lyzA=Lysosome activity; BacatA= Bactrio activity; SEM= standard error of mean. 1=

Number of observation were 12 chicks/treatment, 2= Number of observation were 12 chicks/age, 3= Number of observation were 6 chicks/treatment/age.

a,b,c Differences

among means within a column within each factor not sharing similar superscripts are significant (P<0.05).

as monocyte (macrophages; Table 4) decreased by 13.6 %. The increase in IgA of the FR groups indicated the stressful condition of chickens exposed to FR regimen undergo as proved by the low antibody titter to NDV and low growth at the end of the experiment. IgA involves in mucosal surface protection(26), and prevents immunoglobulin degradation by proteolytic enzymes, thus improve its survival in the harsh gut environment and protection against the multiplication of microbes in body secretions(27). IgA can also prevent inflammatory influences of other immunoglobulin(28).

of age were not significantly influenced by either quantitative FR regimen(31), qualitative FR regimen or one-third reduction in amino acids, protein and energy(32). However, there were no significant effects of FR on immune structure and function of the gut, including bursa mass, spleen mass, and total IgA content of intestinal flush samples(33). There was significant interaction between FR regimen and age of chicks on only TAC, IgA, IgG and LysA. The results indicate that TAC and IgA of FR group at 14 d of age was significantly greater than those of the other groups, but IgG and LysA were lower than those of the control group at d 14 and FR group at d 35 of age. On the other hand, IgG and LysA of 35-d-old FR group were higher than the control at the same age. In accordance with the current results, immune response against NDV and IBD at 30th d of age was found to be lower in the FR group than the control group(34). In addition, FR at 75 and 50 % of daily feed intake during 7-14 or 721 d of age did not affect absolute and relative

Age of chickens had a significant effect on TAC and IgA showing a significant decrease at 35 d of age compared to 14 d of age; but, IgG and HIIBD significantly increased. FR increased TAC and IgA of FR group at 14 d of age, but IgG and LysA were decreased. In addition, 35-d-old FR group increased IgG and LysA, revealing the positive impact of realimentation on immune response of chickens(29,30). Nonetheless, IgG of broiler chickens at 14 and 35 d

179

Youssef A. Attia, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):175-184

weight of spleen and thymus, but groups on FR at 75 and 50 % for 7 d significantly increased Fabricius bursa compared to their counterparts groups(20). Similarly, nutritional status had a crucial role in immunity and under-nutrition can negatively affect immune function(29,31).

chickens on FR regimen showed lower WBC count (P≤0.092) than the other groups, but higher lymphocyte (P≤0.004) than the 14 d-old control group and 35 d-old FR group. Chickens (35 d-old) on the control treatment exhibited significantly lower heterophile than those of the other groups, and lower heterophile/lymphocyte ratio than those of the control group at 14 d of age and FR group at 35 d of age. At the end of FR period (14 d of age), WBC count decreased, but lymphocyte (cell-mediated immunity) increased compared to 35 d-old FR group. These results indicate that though WBC count decreased at the end of FR period, chickens are compensated with increasing cell mediated immunity and had similar non-specific immune component (heterophile) and stress index heterophile/lymphocyte ratio. However, at 35 d of age, FR groups exhibited greater stress than the control group at the same age; this can be attributed to the significant decrease in cell-mediated immunity (lymphocyte). These changes in WBC count, lymphocyte and heterophile/lymphocyte ratio indicate that slow-growing chickens adapted to FR

Blood components Table 4 shows the effect of FR regimen and age of chicks on the parameters of white and red blood cells. Obviously, FR regimen had no significant effect on most of white blood cell parameters except for monocyte, showing that lower value of FR group than that of the control group, while there was a trend for heterophile to increase (P≤0.068). Age of chickens had a significant influence on white blood cells (WBC) count and monocyte, showing higher WBC of 35-d old than those of 14 dold, but monocyte was lower. There were significant interactions between FR regimen and chickens age in the lymphocyte, herterophile and heterophile/ lymphocyte ratio. The results show that 14 d-old

Table 4. Effect of feed restriction regimen and/or age of chickens on characteristics of white and red blood cells Treatment WBC (103//l) Control (C) Feed restriction (FR)

24.5 23.2

14 d-old 35 d-old

22.9b 24.8a

SEM

24.2 24.8 21.7 24.7 0.660

FR Age Interaction

0.057 0.012 0.092

C FR

14 35 14 35

White blood cell parameters Lymphocyte Monocyte Heterophile (%) (%) (%) Effect of feed restriction regimen1 44.6 11.7a 31.5 44.5 10.3b 33.2 2 Effect of age 45.0 32.9a 0.733 44.1 31.8b 0.724 Interaction between FR regimen and sex3 44.0bc 10.3 33.0a ab 45.2 13.0 30.0b a 46.0 9.2 32.8a 43.0c 11.5 33.5a 0.638 0.361 0.828 Probability level 0.897 0.002 0.068 0.166 0.001 0.174 0.004 0.649 0.038

HLR

Red blood cell parameters Hgb PCV MCV (mg/l) (%) (fl/cell)

0.709 0.748

10.67 10.83

32.5 32.6

205.5 194.8

11.5 11.1

10.75 10.75

32.5 32.6

197.7 202.6

0.752a 0.666b 0.714ab 0.782a 0.028

10.17b 11.17ab 11.33a 10.33ab 0.346

31.0b 34.0a 34.0a 31.2ab 0.978

195.1ab 216.0a 200.3ab 189.2b 7.467

0.169 0.752 0.011

0.635 1.000 0.009

0.933 0.933 0.007

0.165 0.521 0.044

WBC= white blood cells; HLR= Heterophile/Lymphocyte ratio; Hgb= Hemoglobin; PCV= Packed cell volume; MCV= Mean corpuscular values; SEM= Standard error of mean. 1=

Number of observation were 12 chicks/treatment, 2= Number of observation were 12 chicks/age, 3= Number of observation were 6 chicks/treatment/age. among means within a column within each factor not sharing similar superscripts are significant (P<0.05).

a,b,c Differences

180

RESPONSE OF SLOW-GROWING CHICKENS TO FEED RESTRICTION

regimen by modifying different immune components. The decrease in IgG, HINDV and HIAI at the end of FR period and at the end of the realimentation period confirm this hypothesis. During the first 3 wk of age, a transition from maternal immunity to humoral immunity and development and maturation of immune system occurred(35). These changes in immunoglobulins IgG and antibody against NDV, IBDV and AI proved the improvement in the defence system with increasing age of chickens. However, the decrease of TAC with advanced age of chickens may indicate the use of antioxidants for antibody production during the transient period. Similarly, antibody to NDV of ad libitum fed chickens declined with duration of stress(36). H-L ratio and tonic immobility duration were higher at 41 d of age in broilers fed ad libitum than those FR for 4 h per day from 7 to 21 d and fed ad libitum thereafter(23), and FR induced stress on WBC during only the FR period(37,38).

PCV and MCV. It was found that 14 d-old chickens on FR showed significantly higher Hgb and PCV than its counterpart group on the control regimen. However, MCV of the control group at 35 d of age was significantly higher than that of the FR group at the same age. Moderate FR regimen (27.2 %) during the 2nd wk of age had no deleterious effect on blood haematology, as difference within FR groups was not significant between 14 and 35 d old chickens. Results on the effects of FR regimen on blood haematology are rare in the literature. In concert with the current results, haematological values were not affected by FR or sex (P>0.05)(17). In addition, feed removal for 3 or 6 h a day during 5-37 d of age did not significantly affected the PCV and RBC, but feed removal for 6 h significantly increased Hgb compared to the control and 3 h FR groups(39).

Metabolic profiles Table 5 reveals the influences of FR regimen and age of chicks on blood plasma biochemical constituents. It was found that FR had a significant effect on only plasma albumin and total cholesterol, but the effect on plasma total protein, globulin, T3,

It was demonstrated that FR regimen and age of chickens did not significantly affect Hgb, PCV and MCV. However, there were significant interactions between FR regimen and chickensâ&#x20AC;&#x2DC; age on the Hgb,

Table 5. Effect of feed restriction regimen and/or age of chickens on blood plasma biochemical traits Treatment

Control Feed restriction 14 d-old 35 d-old

FR SEM FR Age P value

Albumin (g/dl)

5.62 5.64

3.21b

5.75a 5.51b 14 35 14 35

Total protein (g/dl)

5.88a 5.35c 5.62b 5.67ab 0.090 0.783 0.014 0.004

3.37a 3.07b 3.52a

Globulin (g/dl)

Cholesterol (mg/dl)

T3 (ng/ml)

Effect of feed restriction regimen1 2.41 218.8a 2.44 2.27 211.7b 2.51 2.68a 1.99b

Effect of age2 214.9 215.5

2.58a 2.38b

T4 (ng/ml)

T3/T4

Glucose mg/dl

Cortisone mg/dl

1.35 1.43

1.83 1.80

213.3 208.9

3.88 4.05

1.38 1.39

1.88 1.75

222.5a 199.8b

3.94 3.98

1.82 1.84 1.94 1.66 0.107

223. 7 203.0 221.3 196.5 3.749

3.88 3.87 4.00 4.10 0.102

0.817 0.243 0.185

0.253 0.0001 0.585

0.101 0.686 0.573

Interaction between FR regimen and age of chickens3 2.83c 3.03a 219.0 2.53 1.40 3.58a 1.77c 218.5 2.35 1.30 3.30b 2.32b 210.8 2.62 1.37 ab b 3.45 2.22 212.5 2.40 1.48 0.075 0.135 1.638 0.087 0.070 Probability level 0.038 0.335 0.0003 0.455 0.294 0.0001 0.001 0.725 0.033 0.906 0.001 0.0003 0.516 0.851 0.135

C= control group; FR= Feed restriction; T3=Tri-iodotherionine; T4= Tetra-iodotherionine; T3/T4=Tri-iodotherionine/Tetra-iodotherionine ratio; SEM= Standard error of mean. 1= Number of observation were 12 chicks/treatment, 2= Number of observation were 12 chicks/age, 3= Number of observation were 6 chicks/treatment/age. a,b,c Differences among means within a column within each factor not sharing similar superscripts are significant (P<0.05).

181

Youssef A. Attia, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):175-184

T4, T3/T4, glucose and cortisone was not significant. FR significantly increased plasma albumin compared to the control group, but decreased plasma cholesterol. On the other hand, increasing age of chickens significantly increased plasma albumin, but decreased plasma total protein, globulin, T3 and glucose. There were significant interactions between FR regimen and age of chicks on plasma total protein, albumin and globulin. The control group at d 14 of age showed higher plasma total protein and globulin than the other groups except for total protein of the FR group at d 35 of age. However, the contrary trend was observed in the plasma albumin. FR significantly increased plasma albumin (nonspecific immune protein) by 5.3 % compared to the control group, but decreased plasma cholesterol by 3.2 %. Serum glucose (P<0.05) and triglyceride (P<0.001) levels decreased at 41 d of age in broilers fed ad libitum compared to those restricted for 4 h per day from 7 to 21 d and fed ad libitum thereafter(20). FR at 12.5 and 25 % of the predicted requirement did not significantly influence Hgb, PCV, serum glucose, total protein, globulin, (40) albumin/globulin ratio goats , but decreased serum albumin and urea and improved digestibility of DM, OM, CP, EE and ADF and decreased excretion of N and P. Hepatic leakage (AST and ALT enzymes), muscle catabolism (creatinine) and welfare of chickens (cortisone) at 14 d (end of restriction period) and 35 d of age (end of realimentation period) were not affected by FR regimen.

control group) or qualitative FR (fed 85 and 70 % of the energy control diet). However, at 35 d of age these blood traits were higher in the qualitative FR groups(36). FR regimen did not negatively affect liver leakage (AST and ALT enzymes), protein metabolism and renal function (creatinine) and welfare of chickens (cortisone) at 14 (end of restriction period) and 35 d of age (end of realimentation period) and markers of liver leakage(40). However, a significant changes of corticosterone, T4, T3, protein, alkaline phosphatase, creatinine kinase in meat type female chickens caused by moderate and severe quantitative FR, illustrating that FR induces an intensive stress during the rapid growth period of fast-growing chicks(41). In addition, plasma levels of both T3 and T4 were reduced in the FR chicks, and up to 40 % diet dilution decreased cholesterol, triglycerides, plasma T3(42), but uric acid and plasma T4 increased at 21 d of age(43). Differences in metabolic profiles and thyroid hormones could be attributed to strain and growth of chickens, duration and intensity of FR. CONCLUSIONS AND IMPLICATIONS Collectively, slow-growing chickens could tolerate 27.2 % of feed restriction during the 7-14 d of age without significant differences in feed intake, FCR, health status and metabolic profiles at 35 d of age, showing compensatory growth during 15-35 d of age.

FR group decreased total protein and globulin (specific immune protein) at the termination of the FR period compared to the control group, but increased plasma albumin (nonspecific immune protein and the most favourable source of amino acids for protein synthesis). At the end of the experiment, total protein, albumin and globulin were completely restored. This is connected with lower IgG, HINDV and HIIBD at the termination of the FR period than those at d 35 of age after 21 d of ad libitum feeding, which indicates that FR decreased nutrient availability for building up specific immunity and that re-alimentation improved immune system(34). Similarly, plasma total protein and albumin are significantly decreased in either quantitative (fed 85 and 70 % of feed intake by the

LITERATURA CITADA

182

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http://dx.doi.org/10.22319/rmcp.v8i2.4442

Design and construction of low-cost respiration chambers for ruminal methane measurements in ruminants Diseño y construcción de cámaras de respiración de bajo costo para la medición de metano entérico en rumiantes Jorge Rodolfo Canul Solisab*, Angel Trinidad Piñeiro Vázqueza, Jeyder Israel Arceo Castilloc, José Armando Alayón Gamboae, Armín Javier Ayala Burgosa, Carlos Fernando Aguilar Péreza, Francisco Javier Solorio Sáncheza, Octavio Alonso Castelán Ortegad, Manuel Lachica Lópezf, Patricia Quintana Owenc, Juan Carlos Ku Veraa ABSTRACT Ruminant animals contribute significantly to methane emissions in tropical regions. Nonetheless, there are few facilities available in those regions of the world for in vivo measurement of methane production in cattle. The aim of the present work was to describe the design, construction and operation of respiration chambers for in vivo measurement of methane production in cattle in Mexico. Locally available materials were used in the construction. Walls, roof and doors were constructed of thermic panels with two windows of acrylic at the front so the animal can be observed at all times. Chambers have an air volume of 9.97 m3. Air is drawn from the chamber at a rate of 500 L/min by the effect of mass action flow generators. Methane was measured in air samples with an infrared analyzer. Chambers operate under a slight negative pressure of around -500 Pa. Air temperature inside the chambers is kept at 23 °C with an air conditioner, while relative humidity is maintained at 55 % with a dehumidifier. Functioning of the chambers was evaluated in Bos indicus, Nelore cattle fed Taiwan grass (Pennisetum purpureum) and a concentrate (18 % crude protein), and measurements were made during runs of 23 h duration. Methane production was on average 173.2 L per day, while the emission factor was 17.48 L methane per kilogram o dry matter consumed. It concludes that this respiration facility is capable of measuring methane production accurately in cattle fed tropical rations. KEY WORDS: Methane, Ruminants, Tropics, Greenhouse gases, Respiration chambers.

RESUMEN Los rumiantes contribuyen significativamente a las emisiones de metano en las regiones tropicales. Sin embargo, hay pocas instalaciones disponibles para la medición in vivo de estas emisiones. Por lo anterior, el objetivo del presente trabajo fue describir el diseño, construcción y operación de cámaras de respiración para la medición in vivo de la producción de metano de bovinos en México. En la construcción se utilizaron materiales disponibles localmente. Las paredes, el techo y las puertas se construyeron de paneles térmicos con dos ventanas de acrílico, en ambos lados, en la parte delantera. Las cámaras tienen un volumen de aire de 9.97 m3. El aire de la cámara se extrae con una bomba de flujo de masas a una velocidad de 500 L/min. El metano mezclado en las muestras de aire se cuantificó con un analizador de infrarrojo. Las cámaras funcionan bajo presión negativa de -500 Pa. La temperatura y humedad relativa se mantiene a 23 °C y 55 %, respectivamente. El funcionamiento de las cámaras se evaluó utilizando ganado Bos indicus, de la raza Nelore, alimentado con pasto de Taiwán (Pennisetum purpureum) y un concentrado con 18 % de proteína cruda; y se realizaron mediciones con las cámaras durante 23 h. La producción de metano fue de 173.2 L/día, mientras que el factor de emisión fue de 17.48 L de metano/kg de materia seca consumida. Se concluye que las cámaras de respiración pueden medir con precisión la producción de metano en ganado Nelore consumiendo raciones tropicales. PALABRAS CLAVE: Metano, Rumiantes, Trópicos, Gases de efecto invernadero, Cámaras de respiración.

Recibido el 4 de noviembre de 2015. Aceptado el 26 de abril de 2016. a Departmento de Nutrición Animal. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Universidad de Yucatán. Carretera Mérida-X’matkuil km 15.5. C.P. 97100 Mérida, Yucatán, México. b Domicilio actual: Instituto Tecnológico de Tizimín. Tizimín, Yucatán, México. c Departmento de Física Aplicada. Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional-Unidad Mérida. Mérida, Yucatán, México. d Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad del Estado de México. Toluca, Estado de México, México. e Departmento de Sistemas Alternativos de Producción. El Colegio de la Frontera Sur-Unidad Campeche, Campeche, México. f Departmento de Nutrición Animal. Estación Experimental El Zaidín-CSIC. Granada, España. * Corresponding author: jcanul31@gmail.com.

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Ruminant production (cattle, sheep, goats, buffalos) has been identified as one of the main sources of emissions of greenhouse gases (GHG) in the world(1,2). Around 39 % of anthropogenic emissions of GHG are attributed to ruminant production(2), which accounts for approximately 140 Tg of CO2 equivalents(3). Due to this, there is a growing interest for studying options which may contribute to reduce methane emissions arising from ruminant production(2,4,5). It is estimated that 95 % of methane emitted to the environment arises from the livestock sector(6,7). However, this information has been estimated by using IPCC (International Panel on Climate Change) Tier 2 equations, which present high variability(8,9). This suggests the urgent need to carry out in vivo measurements of methane production in ruminants to derive reliable inventories of emissions and to establish public policies on this subject at governmental level in Mexico. The indirect-calorimetric technique has been used since many years ago for the measurement of heat production in ruminants(10,11,12) and at the present time this is the technique most employed for measuring methane production in domestic ruminants(13). Recently, in various laboratories around the world, respiration chambers have been built to quantify methane production in ruminants(14,15,16). Respiration chamber instrumentation is one the most precise

techniques for measuring the emissions of enteric methane(17,18,19). The aim of the present work was to describe the design, construction and operation of respiration chambers for in vivo measurement of methane production in cattle in Mexico. Two respiration chambers of an appropriate size for housing cattle were built during 2013 at the Department of Animal Nutrition, Faculty of Veterinary Medicine and Animal Science, University of Yucatan, in Merida, Mexico. Chambers were designed to give cattle comfort in terms of space, relative humidity and temperature, in order to comply with welfare regulations for the treatment of experimental animals in Mexico. Respiration chambers and the procedures for operation consist of three parts: 1) Respiration chambers, 2) Sampling and analysis of methane gas, and 3) Capture and transformation of data. Respiration chambers were designed under the principle of open-circuit indirect-calorimetry(16,20). In the open-circuit indirect-calorimetry technique, external air is allowed into the chamber where it is mixed with the gases exhaled by the animal in it, and then that mixture is drawn by means of a pump through an outlet towards the gas analyzer where they are quantitatively measured (Figure 1)(13). Respiration chambers were built with a metabolic

Figure 1. Scheme of the respiration chambers for methane measurements in cattle at the University of Yucatan, Mexico

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CÁMARAS DE RESPIRACIÓN DE BAJO COSTO PARA LA MEDICIÓN DE METANO ENTÉRICO EN RUMIANTES

crate for cattle inside them for the quantitative collection of feces and urine. In the design it was important to provide the animal with enough space to stand and lie down freely, access to water and a feeder of appropriate capacity, consistent with the best welfare and comfort possible. Chamber dimensions were: 300 cm length, 214 cm height and 144 cm wide; the volume was thus 9.97 m3. The lateral base of the chamber walls has 50 cm height concrete (Figure 2). The structure of the chambers was built with 5.08 cm steel angle on which thermic panels of 5.08 cm width were tightly fitted to form the lateral walls (315 cm x 170 cm, length and height, respectively). The thermic panels are made of galvanized sheet metal (caliber 14) filled with polyurethane insulating foam. In the front part of the chambers at both sides, windows of transparent acrylic (9 mm width; 94 cm length and 155 cm height) were fitted to allow the observation of the animals at all times, thus avoiding unnecessary stress. Thermic panels were fitted with angles of steel sheet caliber 14; these angles were fitted to the walls and metallic structure of the chambers with screws of 0.95 cm. Before joining the angles to the metallic structure of the chambers, these were painted with anticorrosive paint. Chamber doors

were built of thermic panels. Front doors have dimensions 2.04 m height x 1.26 m width; while the rear door measures 274 cm height x 154 cm width. Doors were fitted to frames built of wood covered with steel sheet with two folding door hinges (CalceLaminite®) made of stainless steel. The roof was covered with a single thermic panel, which was fitted to the steel frame (angle) with 0.95 cm screws to obtain a hermetic seal before a final sealing with paste sealant urethane (Construflex®, Multiaccesorios Monterrey, Mexico) in all the metalmetal joints. Inside each chamber there is a metabolic cage manufactured with galvanized tubes (5.0 cm) with dimensions 320 cm length x 100 cm width x 180 cm height respectively. The rear end of the metabolic cage has a door to securely enclose the animal and to protect the personal, which are cleaning or sampling feces, urine and blood (Figures 2 and 3). Feeding troughs inside the respiration chambers were designed to minimize waste of feed outside the feeder, they have dimensions 90 cm length, 70 cm height and 50 cm width. Feeders were built of steel angles of 2.54 cm and steel sheet (caliber 14). At the front of the feeder an adjustable

Figure 2. Cross lateral section of the metabolic stall to contain cattle inside the respiration chambers

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Figure 3. a) Scheme of the dimensions of the rear section of the respiration chambers; b) Scheme of dimensions of the front section of the respiration chambers

floor Drain a)

metal structure was fitted to contain the animal from stepping into the feeder and waste the grass inside it. Feeders were fitted with four small wheels (2.54 cm of diameter) to facilitate feeding of the animals. An automatic bowl-type waterer (20 cm diameter) was installed inside each chamber to provide fresh water at all times. Continuous flow of water is maintained by means of a hydraulic system from the water tank above the chamber. Temperature inside the chamber is tightly controlled with an air conditioning unit (Mirage EXF121D, Bristol International, Mexico) of 12,000 British Thermal Units. Chambers are provided with artificial light with 20 watts lamps (MOD: FH-E20, High Power, China). Outside air enters the chamber via a small valve in the front part is mixed and homogenized with air exhaled by the animal by means of a small fan (Grand V.E.C, China) fitted in the upper front part of the chamber. Relative humidity of air inside the chamber is maintained at 55 % by using a dehumidifier unit (Green Soleusa Air, Excell Industries, Miami, Florida USA). Barometric pressure

inside the chamber is maintained negative at around -344 Pa, which is continuously checked with a portable differential pressure manometer (Heavy Duty Series 407910, Extech Instruments Corporation, USA). All joints between walls and the roof of the chamber were sealed with three layers of urethane sealant (ConstruflexÂŽ, Multiaccesorios Monterrey, Mexico). Chamber doors seal hermetically by the action of refrigerator rubber sealants fitted along the length of the door and frame of the doors; additionally poliflex tape (No. 565, USA) was fitted as an insulating material. Electric power (lamps, air conditioning), water line and differential pressure recording line, enter the chamber through a hole (25.0 cm) in the roof which was sealed with paste of urethane (ConstruflexÂŽ, Multiaccesorios Monterrey, Mexico). Similarly, water draining lines for the dehumidifier (polyvinylchloride 1.90 cm of diameter) and the air conditioning unit, leave the chamber by means of a hole drilled at the bottom (polyvinyl-chloride 1.90 cm of diameter) of the chamber which was sealed with concrete.

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Air inside the chamber is drawn through an industrial hose (1.90 cm diameter) to the analytical room for gas analysis and calculations. The hose is insulated from environmental stressors with Aislaflex (Proflex ®; Armacell USA) and covered with polyvinyl-chloride tube of 4 inches internal diameter for additional protection (from birds and lizards which may damage it). There are two filters before air is directed into the methane analyzer; the first is fixed at the outlet inside the chamber, this is homemade with two layers of screen of 1 mm mesh size. At the other end of the hose, there is an air filter (Sable Systems International, Las Vegas, USA) to capture dust, hair and other incoming particles. All air lines are sealed with urethane sealant (Construflex®, Multiaccesorios Monterrey, Mexico). Air exiting the chambers drawn by a mass flowmeter (Flowkit 500; Sable Systems, Las Vegas, USA) at a rate of between 300 to 500 L per minute. The air sample is passed through a multiplexer (Sable Systems International, Las Vegas, USA) and then through a chemical desiccant (silica gel column, Reagents Chemical Meyer, Mexico) before entering the methane infrared analyzer (MA-10 Sable Systems International, Las Vegas, USA), and the excess air is blown outside the laboratory through a pipe. Data registered in the methane analyzer is send as voltage signals by means of an interface to the computer.

day. Data on methane concentration in air samples is registered alternatively between chambers, one during 25 min at 10 min pause (baseline), and then followed by 25 min in chamber 2 throughout the day. Measurement time in each chamber is 25 min, with sampling time every 10 sec within a chamber. Methane production is calculated based on mean rate of methane production per minute and flow rate per unit time. Methane is measured simultaneously in the two chambers with a pause. It is known, at least theoretically, that background methane must be measured, however, under our conditions methane in the background was found to be negligible so corrections were considered unnecessary. All data is corrected to standard temperature and pressure dry (STPD). Similarly, a correction factor for air flow per unit time is calculated to correct all airflow data. Cattle are kept in the chambers for 3 d, at the end of a run animals are taken off the chambers and other animals in the experiment enter the chambers. The methane analyzer was calibrated every day before a run by releasing both pure N2 (99.999%; Praxair, Mexico) to zero (baseline) the apparatus and then CH4 (1,000, 2,500, 5,000 and 7,500 ppm) diluted in nitrogen is infused to assess the linearity of the apparatus response. In addition, ultrapure CH4 (99.99 %; Praxair, USA) was released from a small cylinder into the chambers to assess the recovery rate, this fluctuated between 98.5 and 100.2 %. Chambers were tested for negative pressure with a result of -551 Pa, so it was assumed that no air leakages occurred from the chambers to the outside.

Voltage data from the analyzer is processed in the computer with ExpeData® software (Sable Systems International, Las Vegas, USA). ExpeData records air flow rates through the system and methane concentration in air samples is measured by the methane analyzer continuously during the

The functioning of the chambers was evaluated with two Bos indicus (Zebu) Nelore bulls weighing

Table 1. Average of daily methane production of Nellore cattle fed forage:concentrate (92:8) ration and confined in respiration chambers Ration

Chamber

Animal

FC FC FC FC

1 2 1 2

1 1 2 2

MBW

DMI

CH4

(kg)

(kg0.75)

(kg/d)

(L/d)

(L/kg DMI)

(L/kg0.75)

350 350 350 350

80.9 80.9 80.9 80.9

10.3 10.3 9.9 8.8

198.6 205.7 171.2 117.3

19.3 20.0 17.3 13.3

2.4 2.5 2.1 1.4

FC= Forage:concentrate; LW= Live weight; MBW= Metabolic body weight (live weight [kg] raised to the power 0.75); DMI= Dry matter intake.

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350 kg live-weight. The measurements were carried out in runs of 23 h. Each animal was kept during 3 d, first in one chamber and then changed for 3 d to the second chamber. The animals were kept at a temperature of 23 °C and relative humidity of 55 % inside of chambers. Cattle were fed Taiwan grass (Pennisetum purpureum) chopped with a particle size of approximately 3 cm and a concentrate (18 % crude protein). Daily dry matter (DM) intake was recorded in each animal during the experimental period.

The data on methane production by Zebu cattle so far obtained in this trial compares well with results from Kennedy and Charmley(22) with Zebu cattle in Australia, where they found 151.9 L of methane per day in cattle fed tropical pastures. Kurihara et al(23) reported a production of 363.9 L of methane per day in cattle of similar weight; while others(24) recorded a production of 68.5 L methane per day in bulls of 322 kg live-weight fed a concentrate ration. It was found that methane production in cattle was highly correlated with dry matter intake and the quality of the ration consumed (Figure 5). Similar results were reported by Blaxter and Clapperton(25) who mentioned that intake and digestibility of the ration directly affect methane production. These data are comparable with that obtained with steers grazing alfalfa/grass mixtures with a methane production of 19.84 L methane per kg DM consumed(26). Other report(27) mentioned that methane production of cattle varies throughout the day occurring production peaks which are due to the different rates of fermentation of carbohydrates in the rumen. This has been also found in preliminary measurements at this laboratory, where methane production varies throughout the day. Figure 5 shows this behavior.

Enteric methane production of the Zebu bulls was on average 173.2 L per day (Table 1), while the emission factor was 17.5 L methane per kg DM consumed. Under our conditions, it was found that methane production by cattle was highly correlated with daily variations on dry matter intake (Y= 36.049X-196.94; R2=0.8673), as shown in Figure 4. This has been also found in our preliminary measurements at this laboratory, where methane production of cattle varies throughout the day. Figure 5 shows this behavior. The recovery factor (98.5 to 100.2 %) for methane obtained during calibration of the respiration chambers (by infusing pure methane) compares well with data obtained for calibration of this type of instrumentation elsewhere in the world(21). Tests of linearity of the methane analyzer carried out with cylinders containing methane (1,000; 2,500; 5,000 and 7,500 ppm) diluted in N2, gave consistently a coefficient of determination (r2) of 0.9999.

In conclusion, two large respiration chambers for cattle were built at a cost of US $ 89,000.00 in Mexico. They are fully operational and measurements Figure 5. Hourly production of methane in a Nellore bull consuming 10 kg of dry food per day (fed at 0850 h; hour 1 of the day= 0900 h)

Figure 4. Effect of dry matter intake on methane production in Nellore cattle housed in respiration chambers

16 14 12

y = 36.049x - 196.94 R² = 0.8673

200.0

CH4 (L/day)

Methane (L/hour)

250.0

150.0 100.0

CH4 l/día

10 8

6 4 2

50.0

0.0 2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

Dry matter intake (kg/day)

Hour of the day

190

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of enteric methane are being carried out systematically with cattle. No behavioral stress can be noticed when cattle are confined in the respiration chambers. Chambers have been tested for methane gas recovery obtaining good recovery values.

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Thanks CONACYT-Mexico for providing financial support to build the respiration chambers (Project No. INFR-2012-01-188249). Additional support is gratefully acknowledged from Fundacion Produce Michoacan (Mexico) and from the Molina Center for Energy and the Environment (USA). We thank Mr. Miguel Galatas and Mr. Mario Polanco for providing animals for experiments in respiration chambers. The senior author is grateful to CONACYT-Mexico for granting a PhD scholarship at the Faculty of Veterinary Medicine and Animal Science, University of Yucatan, Merida, Mexico.

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http://dx.doi.org/10.22319/rmcp.v8i2.4443

Modelado de riesgos para el sistema vaca-cría del estado de Chihuahua utilizando indicadores socioeconómicos y ambientales Modeling of risk in the cow-calf system of the state of Chihuahua with socio-economic and environmental indicators Ireyli Zuluamy Iracheta-Laraa, Eva Iglesias-Martínezb, Gerardo Méndez-Zamorac, Mario Edgar Esparza-Velaa, Eduardo Santellano-Estradaa*

RESUMEN Los sistemas de producción de bovinos-carne se encuentran expuestos a una vulnerabilidad inminente por el sobre pastoreo, cambios en el uso de suelo y un manejo inadecuado del hato. El objetivo de esta investigación fue elaborar un modelo matemático integrado por indicadores ambientales y socioeconómicos de tres ecorregiones, que identifiquen factores y patrones de vulnerabilidad en la densidad ganadera (Dg) del sistema vaca-cría del estado de Chihuahua. La estimación mostró que el aumento de la Dg en una unidad animal en los predios ejidales eleva los costos de producción 0.0358 unidades porcentuales, al demandar un mayor consumo de materia vegetal e insumos. La diferencia en las unidades animal entre tipos de tenencia predial, al considerar un programa de capacitación técnico pecuario, disminuye entre las zonas, y mostró que la vulnerabilidad en los predios ejidales es inferior ante un evento de sequía. Se pretende que este trabajo genere información útil para analizar los posibles riesgos que afecten la rentabilidad económica, social y ambiental en las ecorregiones del estado de Chihuahua. PALABRAS CLAVE: Riesgo, Ecorregiones, Sensores remotos, Sistema de producción.

ABSTRACT Overgrazing, changes in land use and inadequate management that supports it exposes the cattle-beef systems to an imminent vulnerability. The aim of this research was to develop an integrated model of environmental and socioeconomic indicators of three ecoregions, identifying vulnerability factors and patterns of cow-calf system in the grasslands of the State of Chihuahua that affects the livestock density (LD). The estimation showed that the increasing of LD in the Ejido lands raises the production costs 0.0358 units, by demanding a higher materials and forage intake. The difference in animal units between farm types (considering a technical program of training livestock) decreases depending the areas, and shows that the Ejidos lands are less vulnerable in time of drought. This report will generate useful information for analyzing the potential economic, social and environmental risks in the ecoregions of the state of Chihuahua. KEY WORDS: Risk, Ecoregions, Remote sensing, Production system.

Recibido el 8 de abril de 2015. Aceptado el 1 de agosto de 2015. a

Facultad de Zootecnia y Ecología, Universidad Autónoma de Chihuahua. Periférico R. Almada km.1, 31453, Chihuahua, México.

Centro de Estudios e Investigación para la Gestión de Riesgos Agrarios y Medioambientales, Universidad Politécnica de Madrid. España.

Facultad de Agronomía, Universidad Autónoma de Nuevo León. Escobedo, N.L. México.

* Autor de correspondencia: esantellanoe@gmail.com.

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El sistema vaca-cría es una actividad económica tradicional en el estado de Chihuahua; sin embargo, en la última década su rentabilidad ha decrecido debido a la baja productividad de los pastizales. Al respecto, en Chihuahua ha sido documentado el impacto de la precipitación y temperatura en la productividad de pastizales desérticos y semidesérticos(1,2,3). Por ejemplo, estudios han reportado que en el periodo 2009-2011 hubo sequía extrema, la segunda más intensa en 60 años(4-7), donde la precipitación (58 mm) en 2011 fue la más baja en registros históricos(8). Así mismo, el Monitor de Sequía de América del Norte(9) documentó que el 85 % de los municipios de Chihuahua estuvieron en sequía extrema hasta el mes de abril del año 2012. En promedio, las precipitaciones han disminuido 60 % en la última década para las tres ecorregiones de Chihuahua, reduciendo la producción de pastizales, la captación de agua para abrevadero y la productividad ganadera (menor porcentaje de parición y alta mortalidad)(10). Por destacar, posterior a la sequía en 2011 se afectaron más de 2.5 millones de ganaderos con pérdidas superiores a los 500,000 millones de dólares(11).

en la ganadería estatal, incluyendo las sequias asociadas a los efectos del cambio climático. La utilización de herramientas y métodos geoespaciales, así como la integración de modelos econométricos permiten analizar variables relacionadas con las características ambientales y productivas de los pastizales, al comparar datos cualitativos y cuantitativos(15,16). Así, modelos biofísicos pueden usarse para analizar el crecimiento y disponibilidad de la vegetación y su interacción con datos climáticos y socioeconómicos(17,18), así como para analizar el impacto de un cambio aleatorio en alguna de las variables del sistema vaca-cría(19), y proponer soluciones a los riesgos en la productividad ganadera en un futuro determinado. No obstante, la determinación de riesgo mediante modelos y simulaciones, es una herramienta escasamente usada y poco adoptada en las investigaciones pecuarias para la región norte de México. Por ello, el objetivo de esta investigación fue elaborar un modelo matemático integrado por indicadores ambientales y socioeconómicos que evalúe el comportamiento de la densidad ganadera del sistema vaca-cría en los pastizales de tres ecorregiones del estado de Chihuahua.

En relación, la variabilidad climática, los cambios de uso del suelo y el sobrepastoreo provocan que la disponibilidad de forraje sea crítica en las ecorregiones ganaderas desérticas de Chihuahua(12). Esta problemática ha suscitado una baja rentabilidad del hato y un retroceso en el capital financiero de grandes y pequeños productores, reflejándose en altos costos de producción y baja exportación de becerros, por lo que es necesario una modelación que pronostique los principales riesgos económicos y el comportamiento del hato. De no tomar medidas oportunas, en el estado podrían afectarse 36,758 núcleos agrarios, 25,346 ejidos y 11,412 predios particulares, los cuales tienen más del 28 % de la superficie total del Estado(13). De las 24.7 millones hectáreas de Chihuahua, 18 millones son de agostadero, que contribuye con 6.36 % al producto interno bruto (PIB) estatal y, junto con el estado de Durango, Guanajuato, Zacatecas y Veracruz, aportan el 44.7 % al PIB nacional agropecuario, donde Chihuahua destaca por participar como el principal exportador de becerros del país(14).

Área de estudio En el estado de Chihuahua se estudiaron tres regiones ecológicas: Desierto, Valles Centrales o Semiárida y Sierra Tarahumara. La región del desierto tiene un clima seco semicálido; las temperaturas exceden 40 °C durante el verano y -5 °C en invierno. En la zona serrana predomina un clima subhúmedo semifrío a subhúmedo templado, con nevadas invernales abundantes; esta zona montañosa sobrepasa los 2,400 msnm, con serranías alargadas y angostas de 200 a 1,000 m sobre la llanura. En las llanuras occidentales, las temperaturas mínimas son las más bajas del estado con -20 °C, la precipitación varía de 300 a 550 mm y predomina un clima subhúmedo templado a semidesértico templado(20).

Obtención de los datos y variables La información base del análisis y la generación del modelo se conformó por un panel de 64,062 predios, distribuidos en los 67 municipios de

Basado en lo anterior, es necesario diseñar un modelo que permita definir y cuantificar los riesgos

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MODELADO DE RIESGOS PARA EL SISTEMA VACA-CRÍA UTILIZANDO INDICADORES SOCIOECONÓMICOS Y AMBIENTALES

Chihuahua, con datos anuales tomados en el periodo 2008-2013 de las tres ecorregiones. Así, variables económicas, sociales y ambientales se utilizaron para estudiar el comportamiento de la densidad ganadera.

2012 también fue incluido (programa de Desarrollo de Capacidades, Innovación Tecnológica y Extensionismo Rural establecido por SAGARPA(23)). Para identificar la tendencia temporal del modelo se generó una variable binaria (Post2011; variable dicotómica del cambio estructural posterior al año de impacto 2011(9); donde 1 se asignó a todos los años posteriores al 2010 y 0 a los anteriores).

Variables ambientales Índice Diferenciado de Vegetación Normalizada (NDVI; valores medios de predios ejidales y privados de julio a octubre; como indicador el ciclo de recuperación natural de los pastizales en las zonas áridas y desérticas del estado(2)). Las imágenes se tomaron de LANDSAT 7 ETM y LANDSAT 8 (tamaño de imagen 30 x 30 m de resolución), aplicando corrección geométrica, radiométrica y atmosférica para disminuir el efecto de ruido(21); precipitación y temperatura (Precip y Temp; representados por la cantidad de milímetros cúbicos acumulados anualmente por municipio, así como la temperatura media mensual); y tamaño de la superficie (número de hectáreas del predio).

Especificación del modelo Considerando las variables Dg y NDVI, la variable binomial Post2011 se creó mediante el Test Chow; ésta es la desviación entre el periodo final e inicial (al considerar el año 2011 como línea base; Post2011=1). Así, el coeficiente de Dg se definió como la pendiente de la línea base del periodo y, el coeficiente de Dg_post2011 fue la desviación de la pendiente entre ambos grupos. De esta manera, la hipótesis nula fue que los periodos tienen iguales parámetros para la densidad ganadera y para el intercepto. El modelado de esta investigación se llevó a cabo en tres etapas, debido a la falta de ajuste para el norte de México de los modelos integrados (variables ambientales e imágenes satelitales), y la poca disponibilidad de factores socioeconómicos. El primer modelo definido fue:

Variables económicas Densidad ganadera (Dg; unidades animal (UA)/ha predio). Capacidad de carga(14) basados en la información estatal del Registro Agrario Nacional y paneles regionales de productores (esta variable puede estar subestimada porque algunos productores no reportaron sus unidades animal, debido a la inseguridad en el Estado en 2008); comportamiento económico en los predios (Prod; promedio de la producción pecuaria, comparada con la densidad ganadera existente, periodo 2008-2013; ingresos netos por exportaciones); costos pecuarios (Cost; egresos promedio por municipio, fijos y variables, de las explotaciones).

Ln (Dg)t= β0 + β1Yeart + δ1Post2011(t)+ δ2Post2011(t) *Yeart + ξ ............................................................................... (1) Donde Ln= indica presencia de logaritmo natural en los parámetros β0 y β1; (Dg)t= variable dependiente (unidades animal/ha/año); Yeart= variable entera que capta la tendencia; Post2011t= variable de cambio, toma valor cero (t=0) para los años que transcurren antes de la sequía y valor uno (t=1) para los años posteriores al 2011; t= marca el año seleccionado; β0= refleja el cambio en el coeficiente de la “pendiente”; β1= alteración en la media de la variable endógena; δ1= parámetro de agrupación del primer periodo; δ2= parámetro de agrupación del segundo periodo; ξ= término de error. La hipótesis de que existió un cambio en la media como resultado en la tendencia de la serie temporal es descrita por medio de la prueba de F, la cual tiene como hipótesis nula que δ1 - δ2= 0.

Variables sociales Variable Ejido RAN(22) (representación dicotómica de los tipos de tenencia con mayor número de explotaciones en Chihuahua). Esta variable se clasificó en predios privados y ejidales para comparar la producción ganadera de los productores pecuarios en el Estado, tomando valor 1 para los predios identificados como ejidos y 0 para los privados; número de productores pecuarios capacitados en predios privados y ejidales en 2010-

Para la segunda etapa y después de la estimación del cambio estructural en la serie de

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datos donde todos los parámetros fueron establecidos e integrados, se obtuvo el siguiente modelo:

Además de los parámetros de la ecuación (2), las siguientes variables se incorporaron: β8LnNDVI_ Ejidoit= relación de la disponibilidad vegetal y el tipo de tenencia del predio (kg/ha/predio); β9LnCost_ Ejidoit= relaciona el egreso neto de los predios definidos con tenencia ejidal; β10LnProd_Ejidoit= el ingreso neto por unidad animal en los predios con tenencia ejidal; β11LnNDVI_post2011it= la producción de materia vegetal posterior al año 2011; β12LnProd_post2011it= ingreso neto económico por unidad animal posterior al año 2011; β13LnCost_post2011it= el egreso neto por unidad animal posterior al año 2011; β14LnBenef-2010it= interacción de los beneficiarios para el año 2010; β15LnBenef-2011it= número de beneficiarios del programa para el año 2011; β16LnBenef-2012it= iteración de los beneficiarios para el año 2012; β17post2011it= variable binaria que agrupa el periodo posterior al año de sequía (2011).

Ln (Dg)it= β0 + β1LnNDVIit +β2LnPrecipitit + β3LnTempit + β4LnSizeit + β5Ejidoit + β6LnCostit + β7LnProdit + β8post2011it + ξit .............. (2) Siendo: Ln (Dg)it= logaritmo natural de la variable dependiente (unidades animal/ha/año/ predio); β0= la ordenada al origen; β1LnNDVIit= disponibilidad de materia vegetal (año/predio); β2LnPrecipitit= precipitación media; β3LnTempit= temperatura media anual; β4LnSizeit= superficie de los predios (ha/predio); β5Ejidoit= variable descriptiva, toma 0 (ejido=0) para los predios privados y 1 para los predios comunales (ejido=1); β6LnCostit= egresos netos de las explotaciones (miles de pesos/predio); β7LnProdit= ingresos netos por unidad animal (miles de pesos/UA); β8post2011it= variable de cambio, toma valor cero (t=0) para los años que transcurren antes de la sequía y valor uno (t=1) para los años posteriores al 2011.

En cuanto al signo y valor esperado de los parámetros de la ecuación (3), se espera que la Dg sea menor en los predios catalogados como ejidales(24) (β5<0) y, que la variación de la precipitación provoque que la densidad animal sea menor cuando la precipitación disminuya (β2<0), y a medida que la disponibilidad de materia vegetal aumente, se incremente la Dg (β1>0).

El modelo especificado presentó algunos desafíos para su estimación, ya que algunas de las variables explicativas son endógenas. En particular, el NDVI depende de la precipitación y temperatura de la zona; por lo tanto, potencialmente correlacionado con los términos de error del índice.

También, para observar si existió una mejora en la planificación y utilización de los predios, posterior a la implementación del programa de capacitación, se estableció una relación negativa cuando el ingreso de la producción (β7<0) y los costos de la actividad ganadera (β6<0) aumentaron.

Interacciones entre las variables generales y las dicotómicas de tiempo (post2011) y de tipo (ejido) fueron integradas, y el comportamiento general de las explotaciones se explicó. Así, tres variables binarias (dicotómicas) se establecieron en las zonas para identificar el comportamiento no observado de la variable dependiente (Dg); entonces, k-1 zonas descritas en el modelo se obtuvieron y, el valor de P de la prueba de F para conocer la significancia conjunta de las variables dicotómicas en el modelo (n1= n2 =… =nk=0) no se pudo rechazar, por lo tanto se afirma que las variables dicotómicas son significativas. Finalmente en la tercera etapa, el modelo estimado fue:

Análisis del modelado Para elaborar el modelo econométrico y desarrollar los patrones de conducta de las variables se utilizó el software STATA®(25). La definición del modelo regresivo involucró el análisis de efectos fijos y aleatorios para controlar la heterogeneidad de los datos de un panel; esto a través del modelo general de regresión lineal (comando regress), modelo con un efecto aleatorio y fijo (comando xtreg), modelo de efectos fijos autoregresivo de grado 1 (AR1; comando xtregar) y los modelos para controlar problemas de heterogeneidad, autocorrelación, heterocedasticidad y correlación contemporánea (comando xtgls y xtpcse).

LnDgit = β1LnNDVIit + β2LnPrecipitit + β3LnTempit + β4LnSizeit + β5 Ejidoit + β6LnCostit + β7LnProdit + β8LnNDVI_Ejidoit + β9LnCost_Ejidoit + β10LnProd_Ejidoit + β11LnNDVI_post2011it + β12LnProd_post2011it + β13LnCost_post2011it + β14LnBenef-2010it + β15LnBenef-2011it + β16LnBenef-2012it + β17post2011it + δ2z2 +δ3z3 +ξit .......................................(3)

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MODELADO DE RIESGOS PARA EL SISTEMA VACA-CRÍA UTILIZANDO INDICADORES SOCIOECONÓMICOS Y AMBIENTALES

El tratamiento a las imágenes satelitales y los análisis radiales para las variables de precipitación y temperatura se realizó con ArcGIS 9.3®(26).

estimarlos. Por lo tanto, la diferencia entre los coeficientes de efectos aleatorios y fijos del modelo no fue sistemática, lo que sugirió utilizar el modelo con efectos aleatorios.

Un cambio estructural se reflejó para la serie de datos en el comportamiento de la densidad ganadera (Dg) municipal de Chihuahua en el segundo periodo (2011-2013); resultado obtenido del análisis de la Dg en los periodos 2008-2010 y 2011-2013 (se rechazó la hipótesis nula δ1 = δ2; ecuación 1). Para la especificación del modelo en la segunda fase de análisis (ecuación 2), los efectos aleatorios ui fueron relevantes (prueba Breusch Pagan y Hausman), por lo que resultó pertinente

Finalmente, en la tercera fase de la estimación y análisis del tercer modelo (ecuación 3) derivado del análisis de las variables estudiadas en las tres ecorregiones, con el método xtpcse para la Dg posterior al año 2011 (Cuadro 1), y fijando un nuevo ciclo de producción y las diferencias en el manejo del hato ganadero (según el tipo de tenencia predial y la zona donde se ubica la explotación), se establecieron los siguientes cinco planteamientos:

Cuadro 1. Estimación y análisis del modelo para las ecorregiones de Chihuahua Coeficientes del modelo2 LnNDVI LnPrecipit LnTemp LnSize Ejido LnCost LnProd LnNDVI_Ejido LnCost_ejido LnProd_Ejido LnNDVI_post2011 LnProd_post2011 LnCost_post2011 LnBenef_2010 LnBenef_2011 LnBenef_2012 post2011 Zon 2 Zon 3 Constante N r2

Estadísticos/parámetros de postestimación (P-value)1 Regress Xtreg Xtregar *** * 0.7265 0.6909 0.7046 ** * 0.4659 0.3010 0.3192 -0.3642 -0.3868 -0.4315 *** *** -0.8044 -0.7547 -0.7444 ** 0.4245 0.9338 0.8809 -0.0272 -0.0553 -0.0543 * * 0.1465 0.1072 0.1095 *** -0.5417 -0.3751 -0.4018 *** 0.0398 0.0302 0.0313 0.0128 -0.0176 -0.0145 0.2339 0.1985 0.1999 -0.0368 -0.0190 -0.0195 * -0.0250 -0.0267 -0.0269 ** 0.0647 0.0595 0.0592 0.0215 -0.0151 -0.0142 -0.0422 -0.0311 -0.0316 *** *** 1.4655 1.2250 1.2359 *** * -0.4908 -0.4643 -0.4636 * -0.2842 -0.1702 -0.1770 *** *** 5.8202 6.4112 6.4275 402 0.5637

402 0.5275

* * *** ** *

* *

*** ** ***

402 0.5331

1 Regress:

Xtgls 0.7225 0.3428 -0.6944 -0.7027 0.5636 -0.0707 0.1424 -0.6091 0.0378 0.0031 0.2600 -0.0270 -0.0275 0.0374 -0.0224 -0.0272 1.3812 -0.3240 0.0206 6.5840 402

*** ** *** * *** *** ***

*** *** ***

Xtpcse 0.7141 0.3463 -0.6933 -0.7020 0.5647 -0.0800 0.1504 -0.5955 0.0376 0.0030 0.2525 -0.0253 -0.0284 0.0359 -0.0232 -0.0254 1.3540 -0.3309 0.0112 6.5999

*** *** * *** * ** *** ***

* *

*** *** ***

402 0.7429

comando que analiza la variable independiente x observada en el tiempo t para cada unidad de análisis i en un modelo general de regresión lineal; Xtreg: comando que analiza la variable independiente x observada en el tiempo t para cada unidad de análisis i en un modelo regresivo con efecto fijo y aleatorio; Xtregar: comando que analiza la variable independiente x observada en el tiempo t para cada unidad de análisis i en un modelo autoregresivo de grado 1 (AR1) con efectos fijos; Xtgls: comando que analiza la variable independiente x observada en el tiempo t para cada unidad de análisis i en un modelo con estimadores de mínimos cuadrados generalizados factibles; Xtpcse: comando que analiza la variable independiente x observada en el tiempo t para cada unidad de análisis i en un modelo con errores estándar corregidos para panel. Nivel de significancia en los parámetros: *P<0.05; **P<0.01; ***P<0.001. 2 La

interpretación de los coeficientes o parámetros del modelo están desglosados en el tercer modelo (ecuación 3).

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(-0.3305; P<0.001). Con relación al tamaño de las explotaciones, se puso en evidencia que los predios con más terreno manejaron una menor carga ganadera (-0.7019).

1) Si el NDVI incrementa en una unidad porcentual en las ecorregiones del estado, Dg aumenta 0.7140 unidades porcentuales con un nivel de significancia menor a 0.001. Un estudio(27) afirma que la disminución del NDVI en zonas semiáridas se traduce en pérdidas no solo económicas, sino ambientales; y una limitante encontrada del NDVI en el monitoreo de la sequía es el desfase entre el déficit de precipitaciones y la respuesta de la variable(28), lo que podría afectar la relación entre la Dg y NDVI.

Existió una recuperación de las unidades animal por hectárea posterior al año de sequía y, se obtuvo un incremento del 1.3535; sin embargo, este aumento se reflejó hasta el año 2013. En el 2012 existieron pérdidas marcadas, principalmente en los primeros meses del año. Este método sólo considera la disposición espacial de los individuos para hacer los conglomerados(30). Por lo anterior, para el año 2012 los egresos se incrementaron, posiblemente por gastos de suplementación energética y vitamínica del ganado. La producción, entendida de ganado, refleja un decremento notorio (Figura 1).

2) En los predios catalogados como ejidales se identificó una menor capacidad de carga (-0.5955). La variable dependiente (unidades animal/ha/año/predio) posterior al año 2011 no mostró incrementos significativos al aumentar NDVI disponible en las explotaciones; esto debido a la alta precipitación, ya que Dg incrementó 0.3462. Con un nivel de P<0.05 los valores de Dg presentaron una disminución de -0.6933 cuando aumentó la temperatura media mensual.

La recuperación para el año 2013 hace suponer que existió un nuevo ciclo de recuperación en los pastizales y una inversión asociada, reflejada en los egresos registrados con respecto a la producción económica de los predios ganaderos. Así mismo, se informa(31) que parámetros sobre los coeficientes técnicos relacionados con las necesidades de alimentación, son relativos a los aportes nutricionales y el crecimiento del pasto.

3) Cuando la Dg es más alta en las ecorregiones evaluadas, el porcentaje de unidades de producción con tipo de tenencia ejidal es mayor (0.5646). Para disminuir en ellos el efecto del incremento en los costos netos, se aumentó el número de unidades animal por hectárea (0.0376). Sin embargo, la tendencia posterior al año de sequía (2011) es el decremento de Dg (-0.0283) cuando los costos de producción aumentan una unidad porcentual.

En este sentido, diversos estudios(32,33,34) demuestran que el aumento en el riesgo sobre los patrones de recuperación de pastizales es influenciado por factores como cambios en uso del suelo, tecnificación y capacitación de productores(34); así mismo, los cambios climáticos extremos (sequía y temperaturas extremas) afectan la productividad de los pastos(35,36), que directamente impactan la productividad ganadera en las ecorregiones.

4) Los predios ejidales en condiciones de sequía severa (los cuales no cuentan con capacitación técnica o ingresos estables) revela el aumento del consumo de materia vegetal para conservar el número de cabezas en el hato, sin importar el sacrificio de los pastizales(29). El número de capacitaciones técnicas mostró un efecto significativo (P<0.05) sobre el comportamiento de la Dg en las ecorregiones. Lo anterior posiblemente por efecto de ajuste en la carga animal. Sin embargo, para el año 2010 existió un incremento de 0.0358 en las unidades animal por hectárea en Chihuahua; esto puede ser por efecto del repoblamiento del hato(25).

CONCLUSIONES E IMPLICACIONES Se generó un modelo (ecuación 3) con indicadores socioeconómicos y ambientales para el comportamiento de la densidad ganadera en las ecorregiones del estado de Chihuahua; existió un cambio estructural en la densidad ganadera, la disponibilidad vegetal y la capacidad de carga animal por hectárea disminuyeron. La estimación de la densidad indicó una recuperación posterior al

5) La zona semiárida de Chihuahua indicó una pérdida en Dg en comparación con la zona desértica

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Figura 1. Tendencias de la producción y egresos ganaderos en el estado de Chihuahua respecto a la densidad ganadera Dg Dg

1.1

25.0

Ingresos

22.5

Egresos netos Egresos Netos netos Ingresos netos Ingresos Netos

1.0

20.0

Dg (UA/ha/predio)

0.9 17.5

0.8 0.7

15.0

0.6

12.5

0.5

10.0

0.4

7.5

0.3 5.0

0.2

Ingresos y egresos (millones $)

1.2

2.5

0.1 0.0

0.0 2008

2009

2010

2011

2012

2013

Años Dg= densidad ganadera; UA= unidad animal (miles).

LITERATURA CITADA

periodo de sequía, y se esperaría que la disponibilidad de los pastos mejore con la recuperación vegetal en un nuevo ciclo ambiental (manteniendo el resto de variables constantes). Los fenómenos meteorológicos extremos presentaron un cambio estructural en 2012; además, la vulnerabilidad no siempre está relacionada con el tipo de tenencia predial, sino que las variables de capacitación rural a productores y el ingreso per cápita, influyen en la densidad ganadera. Las nuevas tecnologías geoestadísticas y modelos econométricos facilitan el modelado para la gestión de riesgos e impacto de la sequía en la ganadería extensiva.

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AGRADECIMIENTOS Se agradece al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, al Centro de Extensión e Innovación Rural Noroeste y al CEIGRAM en la Universidad Politécnica de Madrid donde se realizó una estancia durante los meses de junio a diciembre del año 2014 en los cuales se dispuso de apoyo en infraestructura, equipo y asesoramiento académico para desarrollar gran parte el análisis de esta investigación.

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http://dx.doi.org/10.22319/rmcp.v8i2.4445

Composición química, contenido mineral y digestibilidad in vitro de raigrás (Lolium perenne) según intervalo de corte y época de crecimiento Chemical composition, mineral content and in vitro digestibility from ryegrass (Lolium perenne) in relation to the cutting interval and growing season Horacio Castro-Hernándeza, Ignacio Arturo Domínguez-Varaa*, Ernesto Morales-Almaráza, Maximino Huerta-Bravob RESUMEN El objetivo fue evaluar la calidad nutritiva del forraje raigrás (Lolium perenne) a diferente madurez (0, 7, 14 y 28 días) en tres épocas del año, otoño (O), invierno (I) y primavera-verano (PV), en un diseño experimental completamente al azar con arreglo factorial 4x3. La madurez del forraje aumentó de forma lineal y cuadrática el contenido de materia seca, fibra detergente ácido y lignina ácido detergente, y de forma cuadrática la fibra detergente neutro; la materia orgánica (MO) bajó de forma lineal y cuadrática, y la proteína cruda (PC) disminuyó linealmente al madurar el forraje. La MO y PC fueron mayores en PV (P<0.01). La producción total de gas, degradabilidad y producción de gas relativa, bajaron de forma lineal y cuadrática (P<0.05) al madurar la planta; la degradabilidad y producción de gas relativa fueron mayores al día cero y en la época PV; el volumen de gas por efecto del intervalo de corte, en las tres épocas, disminuyó con la edad del forraje. El tiempo de retardo de incubación fue mayor ( P<0.01) en PV. El contenido mineral del forraje se afectó (P<0.05) por el intervalo de corte y época del año; el mayor aporte fue al día cero y en PV. Los niveles de P, Ca, K, Mg y Zn del forraje no cubren los requerimientos de vacas en producción en las distintas épocas y edades de corte evaluadas. El forraje tuvo mayor calidad en la época PV, antes de 28 días de edad. PALABRAS CLAVE: Composición química, Época, Minerales, Digestibilidad, Madurez, Raigrás.

ABSTRACT The objective was to evaluate the nutritive quality of forage ryegrass (Lolium perenne) at different maturity (0, 7, 14 and 28 d) in three seasons of the year, autumn (A), winter (W) and spring-summer (SS) in an experimental design randomized with factorial treatments 4x3 arrangement. The maturity of the plant increased in linear and quadratic form the content of dry matter, acid detergent fiber and acid detergent lignin, and quadratic form of neutral detergent fiber; organic matter (OM) content fell in linear and quadratic form and the crude protein (CP) is reduced linearly by the maturity of the forage. The biggest contribution of OM and CP was in SS (P<0.01). Total gas production, degradability and relative gas production, fell in linear and quadratic form (P<0.05) with the maturity of the plant. Degradability and relative gas production were greater in the zero-day and at the season SS; the volume of gas produced by cutting interval effect, in three times, decreased with the age of the forage. The delay time of incubation was greatest (P<0.01) in SS. The mineral concentration in the forage was affected (P<0.05) by the range of cutting and the season of year; higher mineral content was in the zero-day cut and in SS. Concentrations of P, Ca, K, Mg, and Zn do not meet requirements for lactating cows at any seasons by maturity stage combination. The best forage quality was obtained in SS before 28 d of regrowth age. KEY WORDS: Chemical composition, Minerals, Digestibility, Age, Season, Ryegrass.

Recibido el 19 de febrero de 2015. Aceptado el 24 de agosto de 2015. a

Depto. de Nutrición Animal, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Autónoma del Estado de México, Campus Universitario “El Cerrillo”, Toluca, Estado de México. 50090, tel. 722 2965542. México. b

Depto. de Zootecnia, Universidad Autónoma Chapingo, México.

Autor de correspondencia: igy92@hotmail.com.

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centro de México, en los sistemas de producción de leche, una opción para reducir costos es el uso de praderas de raigrás (Lolium perenne), entre otras. Su rendimiento y calidad están influenciados por el efecto estacional y la edad de la planta(3,7).

La mayor limitante de la producción de rumiantes basada en forrajes es la fluctuación en su producción y calidad; esto determina en gran medida su respuesta para producción de leche y crecimiento, reflejándose en su consumo y digestibilidad; asimismo, el rendimiento, la composición botánica y calidad del forraje, son afectados por el manejo de la pradera, como la intensidad, la frecuencia y oportunidad de uso(1). El efecto del corte en el forraje depende de la cantidad y tipo de tejido removido, de su estado fenológico y condiciones meteorológicas al momento del corte; además, el efecto de la intensidad y frecuencia de corte en la tasa de crecimiento del forraje, y su acumulación, dependen de la duración del rebrote(2).

La calidad de las praderas cultivadas es uno de los factores determinantes de los sistemas de producción de leche en pequeña escala en el altiplano central de México(8); en estos sistemas, el rango de producción es de 15 a 19 kg de leche por vaca por día(9); en este contexto, la ingestión de proteína, grasa, fibra soluble, etc., que aportan energía, así como los minerales, influirán considerablemente sobre el rendimiento animal; varios minerales esenciales (Ca, P, K, Na, Mg, Se, Zn, I, Cu, Mo, Co, Mn) afectan directa o indirectamente el desempeño productivo animal(10). Por ello, es necesario mantener la calidad del forraje que cubra los requerimientos del rumiante(11). Mantener una pradera tierna, con menos desarrollo estructural y más contenido celular digestible(11) es clave para optimizar su valor nutricional(12). Otros autores consignan que bajos valores de energía metabolizable (EM), PC y digestibilidad de la materia orgánica (DMO) ocurren en una edad avanzada de la planta(13).

El estudio de la frecuencia de corte, a 2, 4 y 6 semanas, en ballico perenne, indicó que el mayor rendimiento de materia orgánica (MO) digestible y proteína cruda (PC) se obtuvo al cortar el forraje cada cuatro semanas(3). El clima es determinante del crecimiento y rendimiento de las plantas; en invierno, con baja temperatura y menor radiación solar, el rendimiento del ballico perenne (cultivar) cv Barlatra disminuye notablemente, mientras que en primavera y verano tiene su máxima producción(3). Por lo tanto, conocer en cada estación, la calidad del forraje, ante distintos intervalos de corte, en términos de su composición química, aporte mineral y de cinética digestiva, es la base para su uso eficiente(4) y representa una estrategia en el manejo óptimo del corte y en la planificación alimenticia complementaria para cubrir las necesidades nutricionales del rumiante durante el año.

El objetivo de la investigación fue evaluar el efecto de cuatro frecuencias de corte, en tres épocas del año, sobre la calidad nutritiva del forraje raigrás en función del contenido de materia seca (MS), MO, PC, fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácido (FDA), lignina ácido detergente (LAD), digestibilidad in vitro por producción de gas y contenido mineral, en el Valle de Toluca, Estado de México. El trabajo se llevó a cabo en las praderas del módulo de bovinos productores de leche, y en los laboratorios de Bromatología y metabolismo del Departamento de Nutrición Animal de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, de la Universidad Autónoma del Estado de México, localizada en el centro oeste del Estado, a 19º 42´16” N y 99º 39´38” O a 2,638 msnm. Clima templado frío con lluvias en primavera y verano, con precipitación pluvial anual de 800 a 1,000 mm(14).

La nutrición de rumiantes requiere de estudios más precisos sobre el valor nutricional del forraje, la sincronización entre la energía y el nitrógeno suministrados al rumen es una aproximación para mejorar la eficiencia de la fermentación; sin embargo, la aplicación de este concepto en el balanceo de dietas, según los nuevos programas de evaluación(5), requiere de información cuantitativa sobre cinética digestiva para una estimación precisa de la cantidad de los nutrientes digeridos y de las propiedades intrínsecas del alimento que pueden limitar su disponibilidad(6). Las praderas constituyen la fuente más económica para la alimentación, por lo tanto, es importante conocer su calidad para aprovechar mejor el potencial productivo del animal. En el

Se obtuvieron muestras de una pradera de raigrás, con una superficie aproximada de 2 ha. Se usó la misma pradera para las tres épocas experimentales y las cuatro edades de corte; en los periodos de descanso, la pradera se pastoreó por

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bovinos lecheros en producción. Se aplicó riego rodado cada 15 días con agua de un pozo profundo, excepto durante julio a septiembre por la precipitación pluvial. La pradera no se fertilizó 30 días previos al primer corte, ni en los demás muestreos en las tres épocas evaluadas. En los periodos que no se muestreó, se aplicaron 100 kg/ha de urea (N, 46%) cada 28 días.

media de los dos frascos de cada muestra en cada incubación. En cada serie de incubación, dos frascos adicionales sin sustrato y otros dos con forraje de digestibilidad conocida (estándar) se utilizaron para conocer la producción de gas y se incluyeron como blanco y estándar, respectivamente, para las correspondientes correcciones. El volumen de gas producido se registró a las 3, 6, 9, 12, 24, 36, 48, 60, 72 y 96 h de incubación. Después del período de incubación, el residuo de fermentación de cada frasco se recuperó y secó a 60 °C durante 48 h para estimar la proporción de MS desaparecida (MSd). La producción de gas relativa (PGR; ml gas/g MS desaparecida a las 96 h) se calculó de los volúmenes de gas registrados(20). Para estimar la evolución de la fermentación microbiana, la acumulación de producción de gas se calculó de acuerdo al siguiente modelo(21):

La pradera se dividió en cinco sub parcelas (lotes rectangulares), identificadas con tiras de nylon y estacas de madera, cuyas medidas fueron 3.5 m de largo y 1.5 m de ancho. En cada lote se hicieron cuatro cortes de forraje al azar, el primero al día 0, para conocer el estado nutrimental inicial de la pradera, el resto a los 7, 14 y 28 días, bajo el método de muestreo destructivo(15), en tres épocas del año, otoño (octubre), con temperatura media de 12.6 °C y precipitación media de 54 mm; invierno (diciembre) con temperatura media de 10.1 °C y precipitación media de 8.3 mm; y al final de la primavera y principio de verano (junio-julio) con temperatura media de 13.8 °C y precipitación media de 148 mm(16). El total de muestras de forraje por época fue de 20, y de 60 para todo el experimento.

y = A {1-exp [- b(t –T) – c (vt - vT)]}, donde y= producción de gas acumulada (ml), t= tiempo de incubación (h), A= asíntota de la curva (producción de gas total, ml), b (h-1) y c (h1/2)= constantes de producción de gas, T= “lag time” (h), tiempo para iniciar la degradación del alimento por los microorganismos del rumen.

Las muestras de forraje se secaron a 60 °C, durante 24 h, después se molieron en molino de malla de 1 mm y se almacenaron en frascos hasta su análisis en el laboratorio. Se determinó MS, MO, PC(17), FDN, FDA y LAD(18).

Para medir el contenido mineral en el forraje se incineró 1 g de cada muestra, y posteriormente se sometió a digestión con ácido clorhídrico para su posterior análisis(12). El P se determinó por colorimetría(22) y el resto (Ca, Na, K, Mg, Cu, Fe, Zn) por espectrofotometría de absorción atómica con flama(23).

La fermentación de la MS se realizó mediante la técnica de producción de gas con incubación de frascos de vidrio(19). El líquido ruminal se obtuvo de dos bovinos fistulados en rumen (peso vivo 450 ± 15 kg), alimentados dos veces por día (0800 y 1600 h) con 1.5 kg de heno de alfalfa, 2.5 kg de rastrojo de maíz y 1.25 kg de concentrado [12% PC, 11.5 mega jouls (MJ) de EM]. El líquido ruminal se obtuvo por la mañana, con los animales en ayuno (16 h) antes de suministrar el alimento, a través de la fístula. El líquido de cada animal se colocó en dos termos y se llevó de inmediato al laboratorio, donde se filtró a través de dos capas de gasa y finalmente fue mezclado. Aproximadamente 800 mg de MS de muestra se incubaron por duplicado con 90 ml de solución buffer y 10 ml de líquido ruminal(19). Para el estudio de las diferencias entre épocas de muestreo, se realizaron tres series por inoculación, utilizando la

Las variables dependientes de composición química, digestibilidad in vitro y concentración mineral del forraje se procesaron mediante análisis de varianza, para un diseño experimental completamente al azar con arreglo factorial 4x3 de tratamientos (edades x épocas); se usó un modelo mixto que consideró la edad de corte (efecto fijo), la parcela o unidad experimental (efecto aleatorio) y la época del año como mediciones repetidas a través del tiempo en cada parcela o unidad experimental (UE). Para evaluar los efectos lineal, cuadrático y cúbico de la edad de corte del forraje en las variables dependientes se realizó un análisis de polinomios(24). La comparación de medias se hizo por la prueba de Tukey(25).

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La calidad nutrimental del forraje raigrás fue afectada (P<0.01) por la edad de corte, la época del año y la interacción edad de corte con época; la madurez de la planta aumentó de forma lineal y cuadrática el contenido de MS, FDA y LAD, y de forma cuadrática el de FDN; mientras que el contenido de MO bajó de forma lineal y cuadrática y el de PC se redujo de forma lineal por la madurez del forraje. Lo anterior sugiere que con intensidades de corte de 7 y 14 días (una a dos semanas), la defoliación es muy intensa y el tiempo muy corto, por lo tanto no permite recuperar las reservas de azúcares en raíces y tallos, en consecuencia, hay menor rebrote por la escasa área foliar y menor fotosíntesis(26). El mayor aporte de MO y PC del forraje (P<0.01) fue en la época de primaveraverano (Cuadro 1), lo cual es importante, ya que en esta época es cuando se produce de 65 a 70 % del total anual (8-13 t MS/ha), y en otoño e invierno de 30 a 35 % restante(3). Lo anterior se atribuye a que en las épocas de primavera y verano se presentan

las mayores precipitaciones, temperaturas y radiaciones solares, mientras que en otoño e invierno baja mucho la cantidad de lluvia y las temperaturas son menores con presentación de heladas(27). El promedio de PC para las tres épocas fue mayor a 140.0 g/kg MS, y cubre el requerimiento de vacas lecheras con producción de 13 kg de leche por día(28). Los resultados coinciden con los de otros estudios en forrajes similares, en los que se evaluó el estado de madurez(3,29) y la época del año(3,30). La disminución de la calidad nutritiva del forraje evaluado podría afectar el consumo de MS para cubrir los requerimientos nutricionales de vacas lecheras con mayor producción(16,31); lo anterior debido al aumento de los carbohidratos estructurales de la planta con reducción del contenido de proteína y energía en la misma. La fermentación in vitro del forraje se afectó (P<0.05) por la edad de corte, época del año e interacción en sus distintos parámetros (Cuadro 2). La producción total de gas (parámetro A), la

Cuadro 1. Efecto de la edad de corte y época del año en la composición química (g/kg MS) del forraje raigrás (Lolium perenne) cultivado en el valle de Toluca, México Edad de corte (días)

Época del año

MS MO PC

0 890.8c 862.7a 171.4a

7 901.6b 806.5b 160.6b

14 909.1a 720.0c 147.1c

28 907.1ab 782.1b 145.3c

EEM 2.852 17.878 4.866

Otoño 901.4b 785.4ab 159.9a

FDN FDA LAD

484.1b 279.4c 49.6c

498.1ab 528.9a 306.4b 343.7a 96.4b 150.1a

489.2b 304.1b 106.8b

18.018 11.492 13.960

473.4b 294.9b 97.6b

Invierno 910.3a 776.2b 147.2b

Efectos de:

Pri-Ver 895.6b 816.9a 161.7a

497.2b 529.5a 309.1ab 321.3a 119.1a 85.6b

EEM 4.804 28.75 5.958 21.03 14.23 15.82

Edad ** ** ** **

Época ** * ** **

EdadxÉpoca ** ** ** *

Polinomio1 L, C L, C L C

** **

L, C L, C

EEM= error estándar de la media; MS= materia seca; MO= materia orgánica; PC= proteína cruda; FDN= fibra detergente neutra; FDA= fibra detergente ácida; LAD= lignina ácido detergente. 1 Polinomio para edad de corte: L= lineal, C= cuadrático. abc Valores medios con distinta literal en la misma hilera, dentro de efecto principal, son diferentes (*P<0.05, **P<0.01).

Cuadro 2. Efecto de la edad de corte y época del año en los parámetros de fermentación in vitro (producción de gas) del forraje raigrás (Lolium perenne) cultivado en el valle de Toluca, México Edad de corte (días) A B c Lag time Deg.(g/100gMS) PGR, ml

0 230.0a 0.065a 0.065a 1.372a 77.54a 301.4a

7 189.9b 0.067a -0.063a 1.214a 70.41b 272.9b

14 168.7b 0.069a -0.068a 1.265a 64.34c 269.1b

Época del año 28 189.0b 0.073a 0.062a 1.073a 71.03b 276.3b

EEM 10.800 0.0005 0.0181 0.4035 2.3889 13.381

Otoño 186.6b 0.072a -0.066ab 1.150b 71.14a 269.7b

Invierno 179.8b 0.067ab -0.065a 1.050b 67.47b 276.2ab

Pri-Ver 212.8a 0.066b -0.073b 1.490a 73.90a 3.9a

Efectos de: EEM 10.820 0.0005 0.0114 0.1731 2.863 17.027

Edad ** ns ns * ** **

Época ** * ** ** ** *

EdadxÉpoca ** ns * * ** **

Polinomio1 L, C ns ns ns L, C L, C

EEM= error estándar de la media. 1 Polinomio para edad de corte: L=lineal, C=cuadrático. A= producción total de gas (ml gas/g MS inicial); B= tasa de fermentación (h-1); c= tasa de fermentación (h-1/2); lag time, tiempo de retardo de incubación (h -1); Deg= Degradabilidad (g/100g MS); PGR, producción de gas relativa (mL gas/g MS desaparecida a 96 h); ns= no significativa. abc Valores medios con distinta literal en la misma hilera, dentro de efecto principal, son diferentes (*P<0.05, **P<0.01).

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degradabilidad y la producción de gas relativa, se redujeron de forma lineal y cuadrática (P<0.05) con la madurez de la planta; la degradabilidad y la producción de gas relativa fueron mayores en el día cero y en la época primavera-verano; el volumen de gas producido por la fermentación del forraje por efecto del intervalo de corte, en las tres épocas, disminuyó con la edad del mismo (Figura 1). Una disminución en la producción de gas (A) con el incremento de la madurez de la planta es esperada debido a una reducción en la degradabilidad de la pared celular(32), por lo tanto, si el volumen de gas liberado como producto de la fermentación microbiana es menor, en consecuencia hay menor producción molar de los metabolitos acetato y butirato(19); debido a que la fermentación del sustrato hasta propionato produce gas sólo desde la neutralización del ácido, por consiguiente, una menor producción de gas es asociada con la fermentación propiónica(33).

promueve un menor tiempo de colonización y una tasa de digestión de la FDN más rápida(37). La digestibilidad in vitro de la MS (DIVMS) en las variedades barlatra, cropper y talbot de forraje Lolium perenne cultivado de mayo a agosto fue de 711, 744 y 766 g/kg(38). En un estudio realizado bajo condiciones climáticas similares a las del presente trabajo, en donde se evaluó la digestibilidad in vitro de una pradera mixta de tres gramíneas (Lolium perenne, Festuca arundinacea y Dactylis glomerata) y dos leguminosas (Medicago sativa y Trifolium repens), en diferentes épocas del año, reportaron valores (g/kg de MS) para la época de primavera y verano de 660, valores inferiores a los reportados en esta investigación para la época primavera-verano (729); para la época de otoño reportaron valores de degradabilidad de 630 y para invierno de 660; estos valores son inferiores a los reportados en esta investigación (711 para otoño y 684 g/kg de MS para invierno)(7). Otros autores(8) reportan que la digestibilidad in vitro (g/kg de MS) del pasto Lolium perenne es mayor (P<0.05) en invierno (690) que en verano (640) u otoño y primavera (628), con una disminución (P<0.05) lineal conforme avanza la madurez de la planta (2, 4 y 6 semanas de edad). Estos resultados difieren de los del presente trabajo en cuanto a la época del año, pero con una semejanza por el efecto de la edad de corte.

El análisis de polinomios mostró que las tasas de fermentación B (h-1) y c (h-1/2), y el tiempo de retardo de incubación (lag time) no se afectaron (P˃0.05) por la edad de la planta. El valor de tiempo de retardo de incubación fue mayor (P<0.01) en la época primavera-verano (1.490 h); esto puede estar asociado con el mayor contenido de FDN y FDA observado en la misma época, causando un retraso en el comienzo de la degradación del forraje por parte de los microorganismos del rumen. La información generada sobre la fase temprana de fermentación es importante para identificar los pequeños cambios que ocurren en el peso del sustrato durante las primeras horas de incubación(34); la energía para el crecimiento de los microorganismos del rumen deriva de la fermentación de los carbohidratos, principalmente almidón y celulosa, cuya digestión anaerobia produce ácidos grasos volátiles (AGV) acético, propiónico y butírico, succinato, formato, lactato, etanol, CO2, metano y cantidades trazas de H2; también aportan esqueletos carbonados esenciales para la síntesis de biomasa microbiana(35). La producción de gas derivada de la fermentación de proteínas es relativamente pequeña, y la derivada de la grasa es insignificante(36). Las condiciones anaeróbicas (CO2) y el ambiente más reducido

Figura 1. Dinámica del volumen de gas producido por la fermentación del forraje raigrás (ml de gas/g MS inicial) según el intervalo de corte (día cero ○, día 7 , día 14 ∆ y día 28 ) en tres épocas del año

mL de gas/g MS inicial

250 200 150 100 50 0 0

48 Tiempo (horas)

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El contenido de FDN y FDA determinan el contenido de celulosa y hemicelulosa de la pared celular vegetal, junto con la lignina, por lo tanto, la colonización por los microrganismos del rumen, de las estructuras vegetales y su posterior degradación, está íntimamente relacionada con la composición y estructura de la pared celular(39). La lignina frecuentemente es mencionada como una limitante de la digestión de la fibra; sin embargo, algunas investigaciones sugieren que el contenido de lignina no sería responsable de la disminución de la digestión de la fibra, sino que la acción de la lignina consiste en reducir el acceso de las enzimas hidrolíticas a la fibra digestible. Otros estudios mencionan efectos tóxicos de la lignina sobre los microorganismos del rumen, lo que inhibe su adhesión a las partículas vegetales y su actividad fermentativa(31). Los componentes solubles son rápidamente fermentados poco después de iniciar la incubación, subsecuentemente, ocurre un cambio hacia la fermentación de las fracciones insolubles, las cuales requieren ser hidratadas y colonizadas por los microorganismos ruminales antes de ser fermentados, y por último, el gas se produce por el reciclaje de la población microbiana, mas no por la fermentación del alimento(40). Los componentes solubles en detergentes neutros (SDN) comprenden azúcares simples, y sus polímeros de cadena corta, sustancias pécticas y alimidones, una fracción no carbohidratada, que incluye proteínas, polifenoles solubles, cenizas solubles, ácidos orgánicos y lípidos. Los SDN son importantes en la etapa temprana de

la fermentación del sustrato (forraje), pero menos significativos en etapas posteriores(41). Los sustratos con alta degradabilidad verdadera pero, proporcionalmente a la cantidad de sustrato, con baja producción de gas, presentan mayor consumo de MS, mayor producción de masa microbiana, mayor eficiencia en la síntesis de proteína microbiana, menor producción de metano y menor producción de AGV(36,42). Lo anterior es importante en la predicción del consumo voluntario (CV) de los alimentos, ya que el CV de los forrajes está mejor correlacionado con sus características de degradabilidad ruminal, que con la digestibilidad en el tubo digestivo total; y la producción de gas a partir de la FDN tiene mejor correlación con el CV que los valores de incubación del forraje entero(43), debido a que el consumo de pared celular es el responsable de la distensión de la pared ruminal(34). Por lo tanto, en rumiantes, la tasa de digestión fraccional se ha usado para predecir el CV de forrajes(6), pero para mejorar su precisión se requiere incorporar información relacionada con el ambiente, la especie, el estado nutricional y nivel de producción del animal(44). La concentración de minerales en el forraje raigrás cultivado en el valle de Toluca se afectó (P<0.05) por el intervalo de corte, la época del año y su interacción. La mayor concentración de todos los minerales fue en la época de primavera-verano, y para todos lo macro minerales y el Cu fue en el día cero de corte (Cuadro 3).

Cuadro 3. Efecto de la edad de corte y época del año en el contenido mineral (% y ppm BS) del forraje raigrás (Lolium perenne) cultivado en el valle de Toluca, México

P Ca K Na Mg Ca:Py Cu Fe Zn

0 0.31a 0.14a 3.28a 0.21a 0.15a 0.54b 25.2a 122.1b 41.5c

Edad de corte (días) 7 14 0.21b 0.15b 0.11ab 0.09b 2.06b 0.98c 0.15b 0.11c ab 0.12 0.10b ab 0.71 0.87a 22.1a 18.3a 232.5a 322.1a 47.8a 51.8a

28 0.17b 0.11ab 1.83b 0.13bc 0.12ab 0.86a 23.2a 243.0a 62.9a

EEM 0.0349 0.0217 0.0148 0.3742 0.0184 0.1331 3.5611 51.059 11.261

Otoño 0.24a 0.11ab 2.38a 0.15a 0.13a 0.70b 24.6a 209.7a 17.6c

Época del año Invierno Pri-Ver 0.10b 0.30a 0.09b 0.14a 0.96b 2.72a 0.13a 0.17a a 0.11 0.13a a 1.02 0.52b 20.5a 21.5a 254.4a 25.7a 51.9b 83.4a

EEM= error estándar de la media. 1 Polinomio para edad de corte: L=lineal, C=cuadrático. 2 Nivel crítico(14,19, 31, 55). 3 Requerimiento para una vaca Holstein de 400 kg de PV con producción de 13 kg leche/día (31). abc Valores medios con distinta literal en la misma hilera, dentro de efecto principal, son diferentes (*P<0.05, **P<0.01).

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EEM 0.0665 0.0329 0.5499 0.0377 0.0214 0.1839 5.1575 58.852 10.574

Edad ** ns ** * * * ns ** *

Efectos de: Época EdxÉp ** ** * ns ** ** ns * ns ns ** ns ns ** ns ** ** **

Polinomio1 L ns L, C L, C L, C L ns L, C ns

Nc2 0.25 0.30 0.60 0.06 0.20 1:1 8.0 30.0 30.0

Req3 0.33 0.51 0.90 0.18 0.20 2:1 10.0 50.0 40.0

COMPOSICIÓN QUÍMICA, CONTENIDO MINERAL Y DIGESTIBILIDAD IN VITRO DEL FORRAJE RAIGRÁS

Fósforo (P). El contenido de P bajó de forma lineal (P<0.05) con la madurez de la planta; en

crecimiento de la planta y su eficiencia para absorber los nutrientes del suelo(17,48). Se observaron deficiencias de K en el forraje en la época de invierno y en los días 7 y 14 de edad, por lo que no se cubrieron los requerimientos de una vaca en producción(28). La mayoría de los forrajes son adecuados en K, pero bajo ciertas condiciones, como la aplicación de fuentes de NNP y el exceso de Mg, pueden reducir su contenido a través del año.

invierno bajó drásticamente su concentración, lo que coincide con el descenso de la temperatura ambiental y menor presencia de lluvias(15); además de la reducción natural del P en la planta por mayor madurez(45). En esta investigación, el contenido de P del forraje, en su mayoría, no cubre el requerimiento de una vaca lechera en producción (0.33 %)(28). La concentración de P encontrada es inferior a lo informado por otros autores, quienes evaluaron el efecto de la época del año(30) o la edad de corte(29). En cuanto a la época del año, investigaciones anteriores en la misma región con forraje raigrás(46) reportan mayor contenido de P al encontrado en el presente estudio (0.44 % en época seca y 0.36 % durante las lluvias). Estudios realizados en gramíneas de zonas cálidas informaron concentraciones de 0.06 y 0.07 % para las época seca y lluviosa, respectivamente(47).

Sodio (Na). La concentración de Na disminuyó (P<0.05) de forma lineal y cuadrática con la madurez de la planta. En forrajes templados el aumento del K tiende a disminuir el contenido de Na, aunque no se observaron deficiencias de Na en este estudio, pese a las altas concentraciones de K. El contenido de Na del forraje sólo cubrió los requerimientos de vacas en producción (13 kg leche/día) en el día cero de edad y en la época primavera-verano(28). Otros autores reportan concentraciones de Na de 0.11 % para la misma región(46). En el ganado lechero es baja la incidencia de carencia de Na(28).

Calcio (Ca). El Ca fue afectado (P<0.05) por la

edad de la planta y la época del año, pero no por la interacción o análisis polinomial (P>0.05). La mayor concentración de Ca (P˂0.05) se observó en el día cero y en la época primavera-verano y el menor contenido en invierno. Contrario a lo observado en este estudio, el Ca suele aumentar cuando la temperatura es baja(11). Los valores de Ca en el forraje, en las tres épocas y cuatro intervalos de corte, fueron deficientes (< 0.11 %) y no cubren lo que requiere una vaca en producción (0.51 % Ca)(28); asimismo, son menores a lo informado por otros autores en forraje raigrás de la misma región(45). En México el Ca está considerado deficiente en los forrajes a nivel nacional(47).

Magnesio (Mg). El contenido de Mg disminuyó

(P<0.05) de forma lineal y cuadrática con la madurez del forraje, con deficiencias en las tres épocas y cuatro edades de corte (<0.2 %); esto pudo deberse al alto nivel de K, ya que reduce la absorción de Mg en la planta(49).

Cobre (Cu). El contenido de Cu en el forraje sólo se afectó (P<0.01) por la interacción edad de corte con época, pero no hubo deficiencias en ningún intervalo de corte y época del año, por lo que sí se cubrió el requerimiento de vacas lecheras con producción(28). En la zona se han detectado deficiencias de Cu en el suelo, planta y ovinos en pastoreo, asociadas a un exceso natural de Fe debido al origen del material parental volcánico en los suelos del valle de Toluca, así como por el pH ácido del suelo(50-52); sin embargo, en el presente trabajo el forraje raigrás no tuvo deficiencia de Cu, pero sí exceso de Fe. El contenido medio de Cu en el forraje fue alto (22.2 vs 13.5 ppm) y mayor al reportado por otros autores(46).

Relación Ca:P. La relación fue afectada (P<0.05) por los efectos principales y aunque aumentó de forma lineal con la madurez del forraje, no logró una relación 2:1, considerada adecuada para el ganado(28). En vacas lecheras la nutrición adecuada de Ca, P y vitamina D, es esencial para evitar problemas de hipocalcemia. Potasio (K). El contenido de K se redujo de

Hierro (Fe). El contenido de Fe se afectó (P<0.01) por la edad de corte e interacción edad de corte con época; aumentó de forma lineal y cuadrática con la madurez del forraje; su

forma lineal y cuadrática por efecto de la edad del forraje. El descenso en la temperatura ambiental y la menor precipitación pluvial, que ocurren normalmente en otoño e invierno, pueden limitar el

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concentración indicó exceso de Fe (> 120 ppm). Este exceso de Fe en el forraje puede deberse a la acidez del suelo, favoreciendo la disponibilidad y absorción del mismo mineral por la planta(51); además, los suelos de esta zona son ricos en Fe (> de 255 ppm)(52). Las concentraciones de Fe cubren los requerimientos de vacas con producción de leche de 13 kg leche/día(28). A pesar de las altas concentraciones de Fe reportadas, no se observaron deficiencias de Cu, probablemente porque las deficiencias de Cu en el ganado se han reportado con valores de 250 a 500 ppm de Fe, los cuales son superiores a los reportados en esta investigación(52). Los contenidos de Fe encontrados en este trabajo son inferiores a los observados en otros forrajes de clima templado(52) con valores medios de 550 ppm. El contenido medio de Fe observado en el forraje de este estudio es inferior al reportado en otros trabajos (230 vs 550 ppm)(52) y superior al reportado en climas cálidos (230 vs 131 ppm).

con la madurez de la planta; el mayor contenido para todos los minerales fue en primavera y verano, y para todos los macro minerales y el Cu fue en el corte inicial. Los niveles de P, Ca, K, Mg y Zn en el forraje no cubren los requerimientos de una vaca en producción láctea moderada en las distintas épocas y edades de corte evaluadas. AGRADECIMIENTOS A la Universidad Autónoma del Estado de México, UAEM por el financiamiento para realizar esta investigación a través del proyecto con clave 1747/2003. LITERATURA CITADA

Zinc (Zn). El contenido se afectó (P<0.05) por

la edad de corte, la época del año y su interacción, pero el análisis polinomial del intervalo de corte no tuvo efecto alguno (P>0.05). Su contenido en el forraje sólo en otoño estuvo por debajo del nivel crítico(28), por lo que no cubre el requerimiento de una vaca en producción(28); en contraste, los valores de las otras épocas fueron superiores a los indicados por otros autores(46,52) en forrajes templados. Se ha informado que un nivel alto de Ca y Fe en el forraje puede afectar la absorción de Zn, aunque esto no se presentó en invierno y primavera-verano(28). Se concluye que la calidad nutrimental del forraje raigrás cultivado en el valle de Toluca, en términos de su composición química, digestibilidad y aporte de minerales, disminuyó con la madurez de la planta. El intervalo de corte aumentó el contenido de MS, FDN, FDA y LAD, y disminuyó la concentración de MO y PC. En la época de primavera y verano el forraje fue más digestible y tuvo mayor aporte de MO, PC y minerales. La madurez de la planta redujo la producción total de gas, la degradabilidad y la producción de gas relativa; el volumen de gas producido por la fermentación del forraje por efecto del intervalo de corte, en las tres épocas, disminuyó con la edad del mismo. La concentración de minerales en el forraje disminuyó

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http://dx.doi.org/10.22319/rmcp.v8i2.4446

Análisis del efecto antibacteriano del chile (Capsicum annuum spp) y el epazote (Chenopudium ambrosioides) utilizados en la elaboración del queso botanero Analysis of antibacterial effect of chili (Capsicum annuum spp) and epazote (Chenopudium ambrosioides) used in the manufacture of botanero cheese Sttefanie Yenitza Escobar-Lópeza, Angélica Espinoza-Ortegaa*, Félix Salazar-Garcíab, Ángel R. Martínez-Camposa RESUMEN El queso botanero que se produce en el noreste del Estado de México, se caracteriza porque se elabora con leche cruda, lo que representa un riesgo en cuanto a su calidad higiénico-sanitaria. Se presenta solo o se le adiciona chile cuaresmeño fresco y epazote o chile chipotle. A estos condimentos se les han asociado propiedades bactericidas y bacteriostáticas. El objetivo de este trabajo fue determinar si los condimentos adicionados al queso botanero, influyen en los conteos de unidades formadoras de colonia (UFC) de lactobacillus, coliformes totales (COL), Staphylococcus aureus (S. aureus) y levaduras (LEV), y el pH (características fisicoquímicas) de las variedades de queso botanero analizadas. El estudio se realizó en una quesería de tipo familiar del noreste del Estado de México (método de invitación). Se realizó el conteo de Lactobacillus, COL, S. aureus y LEV, los recuentos fueron superiores a los permitidos para COL (100 UFC/g y 10,000 UFC/g), S. aureus (1,000 UFC/g y 100 UFC/g) y LEV (500 UFC/g). Los condimentos adicionados al queso artesanal modifican los conteos de UFC/g, pero no los disminuyen a valores permitidos por la normatividad. PALABRAS CLAVE: México, Queso artesano botanero, Bacterias, Chile, Epazote.

ABSTRACT The botanero cheese produced in the northeast of the State of Mexico, is made of raw milk, which is a risk in terms of health and hygiene quality, and is added cuaresmeño fresh chili and epazote or chipotle chili. These condiments are partnering them bactericidal and bacteriostatic properties. The aim of this study was to determine whether the condiments added to botanero cheese, influence counts of colony-forming units (CFU) of Lactobacillus, total coliforms (COL), Staphylococcus aureus (S. aureus) and yeast (LEV), and the pH (physicochemical characteristics) of the varieties of botanero cheese. A study was planned, in a family-type company cheese of northeastern Mexico State (method of invitation), where three pieces (0.5 kg) were taken by each variety of botanero cheese and done the count of Lactobacillus, COL, S. aureus and LEV, the counts were higher than those allowed for COL (100 CFU/g and 10,000 CFU/g), S. aureus (1,000 CFU/g and 100 CFU/g) and LEV (500 CFU/g). The condiments added to the artisanal cheese modify the counts of CFU/g, but did not decrease the securities permitted by regulations. KEY WORDS: Mexico, Artisan botanero cheese, Bacteria, Chilli, Epazote.

Recibido el 1 de diciembre de 2015. Aceptado el 18 de mayo de 2016. a Instituto de Ciencias Agropecuarias y Rurales (ICAR, Universidad Autónoma del Estado de México). Carretera a Tlachaloya SN, Cerrillo Piedras Blancas, 50090 Toluca de Lerdo, México. b Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Autónoma del Estado de México. México. *Autor de correspondencia: angelica.cihuatl@gmail.com. Esta investigación fue apoyada por el proyecto “Programa de desarrollo en la integración y agregación de valor en los eslabones de la cadena productiva caso: quesos mexicanos genuinos”. Financiado por SAGARPA-CONACYT con clave: 1928/2011C.

211

Sttefanie Yenitza Escobar-López, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):211-217

La quesería artesanal, reviste gran relevancia porque elabora un producto de bondades nutricionales y por su capacidad para generar y mantener el empleo rural(1). Sin embargo, este tipo de quesos enfrentan problemas de inocuidad al ser elaborados con leche sin pasteurizar y sin tratamiento térmico previo(2); por su alto contenido en nutrientes representan un medio viable para la reproducción de microorganismos patógenos que afectan al consumidor, por lo tanto se debe evaluar su calidad higiénica y sanitaria(3).

Posteriormente se realizaron análisis microbiológicos, para determinar COL totales mediante la técnica de doble capa, utilizando agar rojo bilis-violeta e incubando a 35 °C, durante 24 ± 2 h(9); S. aureus mediante la técnica de vaciado en placa, utilizando agar Baird–Parker e incubando a 35 °C durante 45 a 48 h(10); LEV mediante la técnica de vaciado en placa, utilizando agar papa dextrosa e incubando a 25 °C, durante 5 días(11) y Lactobacillus mediante la técnica de vaciado en placa, utilizando agar MRS e incubando a 37 °C durante 24 a 48 h. Se consideraron las placas que tenían entre 25 y 250 UFC(12). Además, se determinó pH(13).

Dentro de los quesos tradicionales que se consumen en el centro del país, se encuentra el queso botanero, mal llamado tipo manchego; es un queso fresco elaborado con leche cruda de vaca, de sabor suave y color blanco lechoso, sin corteza o agujeros, de forma cilíndrica con 5 a 7 cm de altura(4); es muy salado(5) y se saboriza con chile cuaresmeño fresco (Capsicum annuum L) y epazote (Chenopodium ambrosioides), o chile chipotle(4), entre otros. Dichos condimentos cuentan con propiedades antibacterianas(6).

Una vez obtenidos los datos, se analizaron mediante la prueba de Kolmogorov-Smirnov (SKTesT) para probar la normalidad, y para la homogeneidad la prueba de Levene’s. Según el resultado de esta prueba, los datos se transformaron al logaritmo base diez (Log10) para normalizar la distribución de los datos, obteniendo Log10 UFC/g. El conteo de UFC/g (Log10) y el valor del pH, según el tipo de queso y el día después de su elaboración (1 y 7), se sometieron a un análisis de varianza de una sola vía y las diferencias entre las medias de cada grupo se evaluaron con la prueba de Bonferroni (P<0.01), utilizando el Software Stata 6.0.

Vázquez et al(4) mencionan que el queso botanero natural presenta una alta carga bacteriana, superior a lo permitido por la norma NMX-F-4621984(7); debido a lo anterior y a las propiedades que presentan los condimentos que se le agregan al queso, el objetivo de este trabajo fue analizar el efecto del chile cuaresmeño fresco o procesado (chile chipotle) y el epazote sobre los lactobacillus, coliformes totales (COL), Staphylococcus aureus (S. aureus) y mohos y levaduras (LEV) y pH.

Los recuentos microbianos del queso botanero se muestran en el Cuadro 1, donde el 100 % de las muestras analizadas tuvieron valores superiores a los límites permitidos en las Normas Oficiales Mexicanas (NOMs), para quesos frescos NOM-243SSA1-2010(14) y del queso manchego NMX-F-4621984(7) (utilizadas para comparar los resultados microbiológicos del queso botanero), que establecen un número máximo permitido para COL de 100 y 10,000 UFC/g, para S. aureus de 1000 y 100 UFC/g, y para LEV de 500 UFC/g, respectivamente. Respecto al pH, fue inferior a lo que especifica la NOM-243-SSA1-2010(14).

Para la obtención de las muestras se realizaron nueve visitas a una quesería artesanal de Aculco, Estado de México; en cada una se adquirieron lotes de quesos de 500 g, de 1 y 7 días de elaborados y en tres presentaciones: natural, adicionado de chile cuaresmeño y epazote, y adicionado de chile chipotle enlatado (tres unidades por cada variedad). Se transportaron al laboratorio de acuerdo a las especificaciones de la NOM-109-SSA1-1994(8) y se mantuvieron en refrigeración (4 °C) hasta el momento del análisis en el Instituto de Ciencias Agropecuarias y Rurales (ICAR), de la Universidad Autónoma del Estado de México. La elección de los quesos se realizó al azar.

Los conteos de Lactobacilus variaron desde 7.1 Log10 UFC/g a 7.2 Log10 UFC/g al día uno, siendo mayores en el queso natural y más bajos en el queso con chile chipotle, observándose diferencia entre los tipos de queso botanero (P<0.001). El mismo comportamiento se observó al séptimo día.

212

EFECTO ANTIBACTERIANO DEL CHILE Y EL EPAZOTE EN LA ELABORACIÓN DEL QUESO BOTANERO

Cuadro 1. Análisis microbiológicos y fisicoquímicos del queso botanero en sus tres presentaciones al primer y séptimo día de su elaboración y las Normas Oficiales Mexicanas (log10 UFC/g) Tipo queso Microorganismo Lactobacillus COL S. aureus LEV pH

Día 1 7 1 7 1 7 1 7 1 7

Media 7.2a 7.9a 6.8a 6.7a 6.8a 7.7a 7.5a 6.9a 4.9 4.8

1 EEM 0.0055 0.00031b 0.0069 0.00087 0.00055 0.00028 0.0011 0.00062 0.1 0.1

Media 7.1b 7.9 6.7b 6.6b 6.7b 7.7b 7,4b 6,8b 4.3 4.5

2 EEM 0.012 0.00041c 0.0052 0.0010 0.00256 0.00374 0,0026 0,0007 0.1 0.1

3 Media 7.1c 7.9 6.5c 6.3c 6.5c 7.7c 7.3c 6.6c 4.5 4.7

EEM

Valores de referencia NOM-243-SSA1-2012 [10] y NMX-F-462-1984 [8]

0.012 0.00036 0.01 0.0014 0.00078 0.00067 0,0014

Sin datos 100 UFC 10,000 UFC/g 1000 UFC/g 100 UFC/g 500 UFC/g

0,00074 0.1 0.1

5-6

Tipo de queso: 1= natural; 2= con chile cuaresmeño y epazote; 3= con chile chipotle. EEM= error estandar de la media; LEV= mohos y levaduras. a,b, c.

Literales diferentes por fila son diferentes (P<0.001).

Los promedios de UFC/g, por tipo de queso del día uno contra el séptimo día, también difieren (P<0.001).

Los resultados obtenidos, son semejantes a los reportados en Argentina (7.4 ± 1.4 Log10 UFC/g) en quesos artesanales(15). Además, se observó que los valores de UFC/g de Lactobacillus fueron diferentes según el día posterior a su elaboración, (P<0.001), siendo mayor al séptimo día respecto al primero (Figura 1).

Venezuela(18), donde se han encontrado cargas bacterianas superiores a las permitidas por las Normas Oficiales, dichos valores son atribuidos a malas prácticas higiénicas en el proceso de elaboración y venta de los quesos. Previamente, se había reportado que el queso botanero natural, no cumplía con las normas higiénico-sanitarias(4), lo que se confirma en el presente trabajo.

Los altos conteos de Lactobacillus obtenidos se consideran favorecedores al ser sinónimo de biopreservación, dado que ayudan a extender la vida útil, contribuyen a la calidad y salud de los alimentos, y reducen el pH a valores inferiores a los soportables por bacterias competidoras, convirtiéndose en la población dominante, ya que su conteo aumenta conforme van madurando los quesos(16,17), situación que se evidenció en este estudio.

Log(10) UFC Lactobacillus

Figura 1. Conteos del número de unidades formadoras de colonia (UFC)/g de Lactobacillus según el día después de la elaboración del queso botanero (Q)

Respecto al conteo de UFC/g de COL, los valores al primer día van desde 6.88 Log10 UFC/g (EEM 0.0069) hasta 6.5 Log10 UFC/g (EEM 0.01), siendo mayor en el queso natural y más bajo en el queso con chile chipotle, observándose diferencia entre los tres tipos de queso botanero (P<0.001). Mismo comportamiento se observó al séptimo día (Cuadro 1).

8.2

dia 1

dia 7

8 7.8 7.6 7.4

7.2 7 6.8 6.6 Q. natural

Los valores de COL obtenidos son semejantes a los reportados en trabajos en México(4) y

213

Q. con chile Q. con chile cuaresmeño y chipotle epazote

Sttefanie Yenitza Escobar-López, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):211-217

El desarrollo de este tipo de bacterias requiere de un pH óptimo de 7.0 a 7.5; cuando sus valores son menores, pueden disminuir los conteos; además, factores como el agotamiento de azúcares (influenciado por los Lactobacillus), y la falta de oxígeno, también intervienen en su disminución(19). Por esta razón se observa una disminución del conteo de COL al séptimo día y que corresponde con el incremento de Lactobacillus, lo que muestra una correlación entre estos microorganismos en las variedades de queso botanero (Figura 2).

condimentado con chile chipotle (7.3 Log10 UFC/g), se observó diferencia entre los tres tipos de queso (P<0.001). Mismo comportamiento se presentó al séptimo día (Cuadro 1). Los conteos fueron mayores

Figura 2. Conteos de número de unidades formadoras de colonia (UFC)/g de coliformes, según el día después de la elaboración del queso botanero (Q) 6.9

Log(10) UFC Coliformes

En cuanto a S. aureus, el queso natural obtuvo los conteos más altos (6.8 Log10 UFC/g) y el conteo más bajo se obtuvo en el queso condimentado con chile chipotle (6.5 Log10), observándose diferencia entre los tres tipos de queso (P<0.001) al primer día de elaborados. Mismo comportamiento se observó al séptimo día, mostrando diferencias significativas (P<0.001) (Cuadro 1). Los conteos de S. aureus fueron mayores al séptimo día respecto al primer día de elaboración de los quesos (Figura 3).

dia 1

dia 7

6.8 6.7 6.6 6.5 6.4 6.3 6.2 6.1

Los resultados obtenidos y las cargas contaminantes, al primer y séptimo día de elaborados los quesos, son semejantes a los reportados en quesos frescos en Brasil(20) y Argentina(15), donde se han encontrado cargas bacterianas superiores a las reportadas por sus Normas Oficiales; lo anterior se relacionan con las deficientes medidas higiénicas en el proceso de elaboración, almacenamiento y expedición de los productos.

Q. natural

Q. con chile cuaresmeño y epazote

Q. con chile chipotle

log(10) UFC Staphylococcus aureus

Figura 3. Conteos del número de unidades formadoras de colonia (UFC)/g de S. aureus según el día después de la elaboración del queso botanero (Q)

Se ha reportado que alimentos con cargas bacterianas por arriba de 10 5 UFC/g de S. aureus , comienzan a producir enterotoxinas (20) capaces de producir enfermedades de transmisión por alimentos (ETAs). Los quesos evaluados al tener altos conteos de S. aureus representan alto riesgo para la salud pública, como lo han mencionado previamente(4); sin embargo, no se tiene conocimiento de reportes por intoxicación a causa del consumo de estos quesos.

dia 1

dia 7

6.9 6.8 6.7 6.6 6.5 6.4 6.3

En relación a los valores de LEV, al primer día fueron mayores en el queso natural (7.5 Log10 UFC/g) y el conteo más bajo se registró en el queso

Q. natural

214

Q. con chile cuaresmeño y epazote

Q. con chile chipotle

EFECTO ANTIBACTERIANO DEL CHILE Y EL EPAZOTE EN LA ELABORACIÓN DEL QUESO BOTANERO

al séptimo día respecto al primer día de elaboración de los quesos (Figura 4).

materia prima y la exposición de los productos al ambiente. Las altas cargas de LEV que presentan los diferentes tipos de quesos botaneros constituyen un riesgo para la inocuidad de los productos, además que pueden acortar su vida de anaquel y desfavorecer sus propiedades organolépticas.

Es sabido que las levaduras participan en el proceso de maduración de los quesos con dos funciones principales: la de acidificación y actividades lipolíticas y proteolíticas, que estimulan el desarrollo de los lactobacillus; además, influyen en el sabor. Si bien la presencia de estos microorganismos, es indicativo de un buen desarrollo de los quesos, cuando alcanzan valores elevados pueden dar lugar a deterioro del producto(17).

Por otro lado la disminución en los conteos bacterianos obtenidos se puede relacionar con el efecto antibacteriano del chile y del epazote. En este sentido, diferentes trabajos mencionan un efecto antibacteriano que algunos extractos de chiles como el poblano, habanero, serrano, pimento morrón y guajillo presentaron en bacterias patógenas y bacterias lácticas(6,21,22). Lo anterior se relaciona con los compuestos fenólicos y la capsaicina, principal principio activo del chile(23). Respecto al efecto del epazote, cuyo principio activo es el ascaridol, diferentes trabajos reportan que la infusión de hojas y flores, y el aceite poseen actividad antibacteriana (inhibe el crecimiento de S. aureus), antihelmíntica, entre otras propiedades(24).

Los resultados obtenidos (100 % de muestras de quesos con altos valores de mohos y levaduras) y las cargas contaminantes (7.4 y 6.8 Log10 UFC/g) son semejantes a los reportados en Argentina, donde los conteos son superiores a las permitidas por sus Normas Oficiales(15). Lo anterior se relacionó con los recipientes que tienen contacto con la

Log(10) UFC Levaduras

Figura 4. Conteo del número de unidades formadoras de colonia (UFC)/g de LEV según el día después de la elaboración del queso botanero (Q) dia 1

7.8

Como complemento para evaluar la calidad sanitaría de los quesos, las Normas Oficiales incluyen pruebas fisicoquímicas, entre las cuales está el pH. El queso evaluado en sus tres presentaciones, obtuvo un valor promedio al primer día de 4.6, siendo mayor en el queso natural (4.9) y el valor más bajo se observó en las muestras con chile cuaresmeño y epazote (4.3); observándose diferencia entre los quesos botanero natural y con chile cuaresmeño y epazote (P<0.1). Mismo comportamiento se observó al séptimo día, donde el promedio general fue de 4.7 (Cuadro 2).

dia 7

7.7 7.6 7.5

7.4 7.3 7.2 Q. natural

Q. con chile cuaresmeño y epazote

Q. con chile chipotle

En el queso panela, el pH de 4.8 le da sus características peculiares, pero con un pH de 5.8 o

Cuadro 2. Análisis comparativo de los valores de pH en los diferentes quesos botaneros Tipo de Queso Natural Con chile cuaresmeño y epazote Con chile chipotle Total a,b

Al primer día Media 4.9a 4.3b 4.5ab 4.6

EEM 0.1 0.1 0.1 0.07

Literales diferentes por columna son diferentes (P<0.001).

Los promedios de pH por tipo de queso del día uno contra el séptimo día, no difieren (P>0.05). EEM= error estándar de la media

215

Al séptimo día Media 4.8ª 4.5a 4.7a 4.7

EEM 0.1 0.1 0.1 0.07

Sttefanie Yenitza Escobar-López, et al. / Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):211-217

más es susceptible al deterioro(25). En este sentido, el pH que presenta el queso botanero evaluado permite que no se deteriore, pero no es una limitante para el crecimiento de los microorganismos evaluados; sin embargo, pudo haber influido en la disminución de los COL y LEV. Era de suponerse que con un pH bajo como el obtenido, las cargas bacterianas fueran bajas, sin embargo, el comportamiento fue distinto, evidenciando deficiencias en las prácticas higiénicas en todas las etapas de elaboración de los quesos.

AGRADECIMIENTOS Agradecimiento al proyecto “Programa de desarrollo en la integración y agregación de valor en los eslabones de la cadena productiva caso: quesos mexicanos genuinos”. Financiado por SAGARPACONACYT con clave: 1928/2011C, al productor de queso botanero de la zona de estudio por su colaboración y al Instituto de Ciencias Agropecuarias y Rurales, de la UAEM.

LITERATURA CITADA

Los quesos condimentados con chile cuaresmeño en fresco y epazote y procesado (chile chipotle) mostraron un recuento menor de las poblaciones bacterianas evaluadas en comparación al queso botanero natural, posiblemente por el efecto inhibidor que tienen los condimentos sobre las poblaciones bacterianas con potencial patógeno (COL, S. aureus y LEV). Sin embargo, el 100 % de las muestras estudiadas, no cumplieron con los límites máximos permitidos por las NOMs, lo que evidencia las deficiencias en las medidas higiénicas y sanitarias, practicadas durante el proceso de elaboración y almacenamiento del queso botanero, además de la utilización de leche no pasteurizada. En el presente trabajo no se puede atribuir directamente a los condimentos la disminución en el conteo bacteriano; sin embargo es un primer acercamiento, por lo que se recomienda en futuros trabajos controlar a nivel de laboratorio las diferentes variables que influyen en el efecto antibacteriano del chile y el epazote (cantidad de estos condimentos en el queso, distribución homogénea, medidas higiénico-sanitarias, entre otros), lo que permitirá tener un mejor análisis de la efectividad de los principios activos de los productos analizados. Es importante continuar con estudios de este tipo, de forma que permitan verificar la calidad higiénico-sanitaria de los quesos artesanales en México, determinar la presencia de microorganismos patógenos para los consumidores, y evaluar la posibilidad de mejorar su calidad a través de métodos naturales.

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216

EFECTO ANTIBACTERIANO DEL CHILE Y EL EPAZOTE EN LA ELABORACIÓN DEL QUESO BOTANERO

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Rev Mex Cienc Pecu 2017;8(2):219-224

http://dx.doi.org/0.22319/rmcp.v8i2.4447

Ribotipificación de aislamientos de Mannheimia haemolytica serotipo 1 obtenidos de exudado nasal de bovinos productores de leche en México Ribotyping of isolates of Mannheimia haemolytica serotype 1 obtained from nasal exudate of dairy cattle in Mexico Carlos J. Jaramillo-Arangoa* Rigoberto Hernández-Castrob, Víctor M. Campuzano-Ocampoc Gabriela Delgado-Sapiénd, Rosario Morales-Espinosad, Juan Xicohtencatl-Cortése, Francisco Suárez-Güemesf, Francisco Trigo-Taverag RESUMEN Se realizó la caracterización genética de 106 aislamientos de Mannheimia haemolytica serotipo 1 (S1) obtenidos de exudado nasal de bovinos clínicamente sanos (BCS) (n= 80) y enfermos (BCE) (n= 26) de neumonía de dos granjas lecheras del centro y norte de México, mediante la técnica de ribotipificación. De los cuales se extrajo el DNA para realizar el proceso de digestión con la endonucleasa de restricción HindIII y la posterior ribotipificación, que se realizó utilizando una sonda que contenía el operon rrnB rRNA. Se identificaron dos patrones de ribotipos: Rt1 y Rt2, en ambos casos, con bandas de hibridación con tamaños aproximados entre 0.78 y 19.70 kb. El Rt1 presentó 11 bandas de hibridación y el Rt2 13. El 96 % de los aislamientos (102/106) se agruparon en un cluster dentro del Rt1. Entre el Rt1 y el Rt2 se presentó un valor de similitud de 70 %. No se identificaron diferencias entre los Rt de los aislamientos de los animales BCS o BCE. Estos resultados indican que la mayoría de las cepas se agrupan dentro un mismo Rt (Rt1) conformando un solo cluster, independientemente del origen de las mismas y del estado de salud. PALABRAS CLAVE: Mannheimia, Ribotipos, Bovinos, Exudado nasal.

ABSTRACT One hundred and six (106) isolates of Mannheimia haemolytica serotype 1 (S1) obtained from nasal exudates of clinically healthy cows (n= 80) and cows diagnosed with pneumonia (n= 26) from two dairy farms located in central and northern Mexico were genetic characterized using a ribotyping technique. DNA was digested by HindIII and a probe containing the rrnB rRNA operon was used for ribotyping. Two ribotyping patterns were identified: Rt1 and Rt2, both with bands of approximate size between 0.78 and 19.70 kb. Rt1 had 11 hybridization bands and Rt2, 13. Ninety-six (96) percent of the isolates (102/106) were grouped into a cluster within Rt1; the similarity value between Rt1, Rt2 and the reference strain was 70 %. There were no differences between Rt isolates from healthy cows or cows with pneumonia. These results show that the majority of the strains were grouped within the Rt1 forming a single cluster, regardless of their geographic origin or the cows’ health status. KEY WORDS: Mannheimia, Ribotypes, Dairy cows, Nasal exudate.

Recibido el 26 de enero de 2016. Aceptado el 21 de marzo de 2016. a

Centro de Enseñanza, Investigación y Extensión en Producción Animal en Altiplano, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Nacional Autónoma de México, México.

Hospital General “Dr. Manuel Gea González”, Dirección de Investigación, Secretaría de Salud. México.

Departamento de Medicina Preventiva y Salud Pública, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Nacional Autónoma de México. México.

Departamento de Microbiología y Parasitología, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México. México.

Hospital Infantil de México “Dr. Federico Gómez”, Secretaría de Salud, México.

Departamento de Microbiología e Inmunología, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Nacional Autónoma de México. México.

Departamento de Patología, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Nacional Autónoma de México. * Autor de correspondencia: cjja@unam.mx.

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Anteriormente Pasteurella haemolytica se clasificaba en dos biotipos, A y T de acuerdo a su habilidad para fermentar la arabinosa o latrehalosa, respectivamente. El complejo P. haemolytica negativo a la trehalosa fue reclasificado hace más de dos décadas dentro del género Mannheimia que incluye al menos seis especies: M. haemolytica, M. granulomatis, M. varigena, M. ruminalis, M. caviae y M. glucosida. Conforme a la clasificación actual, M. haemolytica incluye los serotipos capsulares 1, 2, 5-9, 12-14, 16 y 17 de P. haemolytica(1,2).

Entre los métodos de tipificación molecular se cuenta con diversas técnicas, entre las cuales se pueden destacar la hibridación de ADN-ADN, electroforesis de enzimas multilocus (EEML), amplificación al azar del polimorfismo del ADN (RAPD), electroforesis en gel de campo pulsado (PFGE), y el análisis de restricción para la detección de los genes del ARNr o ribotipificación. Esta última es una herramienta que ha demostrado ser de gran utilidad en estudios de epidemiología molecular de diferentes especies bacterianas(9,10) y estudios que involucran a Pasteurella(6-8).

M. haemolytica (Mh) es la bacteria más

patógena dentro del género, y frecuentemente asociada con enfermedades del aparato respiratorio de los bovinos, particularmente con la aún definida pasteurelosis neumónica bovina, también conocida como fiebre de embarque(3). Mh reside en las tonsilas y la nasofaringe de animales aparentemente sanos(4,5), pero en animales inmunocomprometidos por infecciones virales preexistentes o estresados por el manejo, principalmente menores de un año o recientemente transportados, puede descender a los pulmones y desarrollar una neumonía(3,6). La morbilidad y la mortalidad asociada con esta enfermedad producen grandes pérdidas, por lo que se considera la causa más relevante en cuanto a las pérdidas económicas en la industria bovina(3,5).

En México no se han realizado estudios de caracterización genómica de aislamientos de Mannheimia obtenidas de bovinos. Los estudios realizados desde la década de los 80 se han enfocado en la caracterización fenotípica del microorganismo, los cuales reportan a los serotipos A1 y A2 como los más frecuentes en bovinos(11,12). En este estudio, se utilizó la ribotipificación con el propósito de determinar las características y las diferencias genotípicas de aislamientos de Mannheimia haemolytica serotipo 1 (S1), obtenidos de exudado nasal de bovinos clínicamente sanos (BCS) y clínicamente enfermos (BCE) de neumonía, de granjas lecheras ubicadas en dos zonas ganaderas de gran importancia en el país.

Los estudios sobre caracterización epidemiológica requieren del uso tanto de métodos fenotípicos como genotípicos. Los métodos fenotípicos para la caracterización de las especies de Mannheimia se han utilizado durante mucho tiempo y aunque se acepta que su reproducibilidad es alta, sus limitaciones han sido reconocidas ampliamente(7,8). En estudios realizados para evaluar la especificidad de la serotipificación como una herramienta diagnóstica, se ha demostrado que no es un método confiable para la correcta identificación de Mh, y se hace énfasis sobre la necesidad de una amplia caracterización fenotípica y genotípica para la adecuada identificación de este microorganismo, considerando las dificultades que han presentado otros estudios para su clasificación basado solamente en la fenotipificación y la serotipificación(2,8), teniendo en cuenta que el género Mannheimia abarca taxones de una gran heterogeneidad fenotípica y genotípica(8).

Se emplearon 106 aislamientos de Mannheimia haemolytica serotipo 1 (S1) obtenidos de exudado

nasal de bovinos clínicamente sanos (BCS) (n= 80) y clínicamente enfermos de neumonía (BCE) (n= 26) de dos complejos lecheros; uno ubicado en el valle central de Tizayuca (TZY) (BCS= 29; BCE= 18), estado de Hidalgo y otro en la Región Lagunera de Torreón (TOR) (BCS= 51; BCE= 8) en el estado de Coahuila, México. El aislamiento, identificación y serotipificación se realizaron en estudios previos mediante métodos convencionales de cultivo in vitro y pruebas bioquímicas e inmunológicas(13,14). Además, se incluyeron las cepas de referencia de Mh de lo serotipos 1, 2, 5-9, 11, 12 (donadas por el Dr. GH Frank y el Dr. B Briggs, NADC, USDA). Los aislamientos se crecieron en caldo infusión cerebro corazón (BHI) durante 18 h a 37 °C con agitación orbital a 250 rpm. La extracción del ADN cromosómico se realizó según el método descrito por Pitcher et al(15). La digestión del DNA se realizó

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utilizando la enzima de restricción HindIII (Invitrogen®) a 37 °C durante toda la noche, siguiendo las instrucciones del fabricante.

QIAprep (Qiagen®), el ADN obtenido se digirió con la enzima de restricción BclI (New England BioLabs®) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. El producto de 5.9 kb que contiene el operón rrnB se purificó utilizando el sistema comercial QiaEX II (Qiagen®) y posteriormente se marcó con digoxigenina utilizando el sistema DIGHigh Prime (Roche®).

Los productos de las digestiones se separaron por electroforesis en geles de agarosa al 1% teñidos con bromuro de etidio a 20 V por 19 h. El DNA se transfirió a membranas de nylon (0.45 µm) mediante el método de transferencia capilar (Figura 1).

Las membranas de nylon se colocaron en una solución de prehibridación a 42 °C por 2 h. Posteriormente se depositaron en una solución de hibridación que contenía la sonda marcada a 42 °C por 16 h (durante la noche). Las membranas se bloquearon durante 1 h y posteriormente se agregó el conjugado anti DIG-AP diluido 1:20,000 en buffer maléico y las membranas se incubaron por 30 min. Para la detección de las bandas las membranas se cubrieron con 1 ml de reactivo iniciador (CDP Starter-CSPD, Roche®) y se expusieron a películas auto-radiográficas (Hyperfilm, Amersham Biosciences).

La sonda que contiene el operón rrnB rRNA de E. coli se obtuvo del plásmido pKK3535(16). Brevemente, la extracción del ADN plasmídico pKK3535 se realizó utilizando el sistema comercial Figura 1. Perfil electroforético del ADN cromosómico de cepas de M. haemolytica de referencia y de aislamientos de campo digerido con HindIII en gel de agarosa al 1% en TBE 0.5X, teñido con bromuro de etidio. Líneas 1 a 7 cepas de referencia serotipos 1, 2, 5-9, líneas 8 y 9 aislamientos de campo.

Los patrones de los ribotipos se analizaron mediante el programa BioNumerics versión 7.0 (Applied Maths). Se elaboraron dendrogramas para analizar la similitud entre los aislamientos y las cepas de referencia de M. haemolytica mediante el coeficiente de Dice con máxima similitud. El análisis de los cluster se realizó mediante el uso del “Unweighted Pair Group Method of Arithmetic Averages” (UPGMA). En los 106 aislamientos se identificaron dos patrones de ribotipos: Rt1 y Rt2; el Rt1 con 11 bandas de hibridación y el Rt2 con 13 bandas, en ambos casos con tamaños aproximados de 0.78 a 19.70 kb (Figura 2). El 96 % (102/106) de los aislamientos fue Rt1 (BCS= 77; BCE= 25), el cual presentó bandas de hibridación con tamaños aproximados de 0.78, 1.53, 1.92, 2.03, 2.9, 3.27, 4.77, 8.05, 11.80, 14.90 y 19.70 kb; cuatro aislamientos fueron Rt2 (BCS= 3; BCE= 1). Los dos Rt compartieron las bandas de 0.78, 1.53, 2.9, 3.27, 4.77, 8.05, 11.8, 14.9 y 19.7 kb; las bandas de 1.92 y 2.03 kb presentes en el Rt1 estaban ausentes en el RT2; y las bandas de 1.0, 1.02, 1.7, 3.7 y 4.2 kb del Rt2 estaban ausentes en el Rt1. En comparación con las cepas de referencia ambos Rt (1 y 2) sólo compartieron nueve bandas de 0.78, 1.53, 2.9, 3.27,

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4.77, 8.05, 11.8, 14.9 y 19.7 kb. Por su parte el Rt2 compartió las bandas de 1.0, 1.02 y 3.7 kb.

cepa de referencia de Mh, y todos ellos presentaron el mismo patrón de bandas de hibridación. En el segundo cluster se agrupan los aislamientos del Rt2, tres aislamientos de TZY y uno de TOR, y en el tercer cluster una muestra conformada por 12 aislamientos del Rt1, seis de TZY y seis de TOR. Se observaron los siguientes porcentajes de similitud: 91 % entre el Rt2 y la cepa de referencia y entre el Rt1 y la cepa de referencia 70 % (Figura 2).

La relación genética entre los 2 Rt se presenta en el dendrograma de la Figura 1, donde se muestran las estimaciones del grado de similitud entre los aislamientos de campo y las cepas de referencia de Mh. No se identificaron diferencias entre los Rt de los aislamientos de animales BCS o BCE. En el dendrograma se observan los tres cluster que se conformaron, cada uno con 100 % de similitud. En el primero se agrupan lo serotipos de la

La mayoría de los estudios sobre Mh realizados en México se han enfocado en la caracterización

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Figura 2. Principales ribotipos presentes en cepas de M. haemolytica A1 usando la enzima de restricción HindIII. Ref= cepas de referencia de diferentes serotipos de M. haemolytica; Rt1= perfil del ribotipo R1; Rt2= perfil del ribotipo R2; TZY= Tizayuca; TOR= Torreón Cepa

HindIII ribotipo

REF

Serotipo

Origen

REF A6

REF

REF A12

A12

REF

REF A7

REF

REF A1

REF

REF A2

REF

REF A9

REF

REF A4

REF

REF A5

REF

TZY

116

TOR

TZY

TOR

Rt 2

Rt 1

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fenotípica del microorganismo; en el presente estudio la caracterización de aislamientos de Mannheimia haemolytica obtenidos de exudado nasal de bovinos, se confirmó mediante la ribotipificación con base en resultados de estudios taxonómicos previos(13,14).

cambio de nucleótido puede cambiar un sitio y generar un cluster diferente. En este trabajo se utilizaron cepas de referencia de los años 19701980, que al compararlas con los aislamientos obtenidos (2003) se observaron estos cambios. El encontrar un grupo homogéneo nos demuestra que estos aislamientos están sometidos a una presión de selección constante, donde se observa un patrón de ribotipos altamente homogéneo. Asimismo, el encontrar un grupo homogéneo demuestra que los aislamientos analizados en este trabajo forman un núcleo genéticamente estable en nuestro país, al menos de los aislamientos analizados.

En este estudio la ribotipificación con la enzima

HindIII pudo diferenciar el S1 de M. haemolytica en dos grupos genéticos diferentes (Rt1 y Rt2), y demostró ser de gran utilidad en la caracterización de aislamientos de Mannheimia spp., esto coincide con lo reportado por otros estudios(8,17,18) pero contrasta con los hallazgos de Murphy et al(6), quienes reportaron que la enzima fue incapaz de distinguir ribotipos entre aislamientos de P. haemolytica S1.

En este estudio se encontraron dos Rt que correspondieron a un solo serotipo, lo cual coincide con lo reportado por Snipes et al(20). Estos aislamientos del mismo serotipo, pero de diferente Rt pueden ser cepas con diferente genotipo que posean porciones de sus genomas que codifiquen en la producción de ciertos antígenos similares que les permiten compartir el serotipo, pero no el genotipo, ya que poseen otras porciones significativas del genoma que son diferentes, por ejemplo, genes rRNA que son altamente conservados y no son sujetos de mutaciones frecuentes(19).

Tanto en TZY como en TOR la mayoría de los aislamientos S1 se agruparon en el Rt1 en un cluster totalmente homogéneo, lo cual coincide con lo reportado por Kodjo et al(17) quienes caracterizaron cepas de P. haemolytica (M. haemolytica) utilizando la enzima de restricción HindIII. Estos hallazgos evidencian que la mayoría de los aislamientos de Mh S1, de TZY y de TOR, fueron genéticamente indistinguibles, ya que dentro de los cluster correspondientes compartieron el mismo ribotipo con el mismo número de bandas, además no hubo diferencias entre los Rt aislados de los BCS y BCE. Desde el punto de vista epidemiológico se puede considerar que estos aislamientos corresponden a una misma cepa dentro de cada uno de los cluster que agrupan el S1. Los aislamientos del Rt2 presentaron una estrecha relación genética con las cepas de referencia de Mh (91 %); sin embargo, el Rt1 mostró una similitud del 70 % con dichas cepas. Estas diferencias en el patrón de bandas entre las cepas de referencia y las correspondientes a los Rt 1 y 2 podrían deberse a mutaciones en el genoma de estas últimas, como lo señala Snipes et al(19), quizá como consecuencia de influencias del medio ambiente, muchas de las cuales son desconocidas; un ejemplo de ello es la variación fenotípica por influencia del ambiente externo de las proteínas de membrana externa reguladas por hierro en P. multocida. Asimismo, es posible que dicha diferencia tenga como base la ausencia o presencia de sitios de corte de la enzima de restricción utilizada. Un solo

No obstante que se ha cuestionado el valor de la ribotipificación para calcular las distancias taxonómicas entre cepas o para la diferenciación de aislamientos(21), esta herramienta ha demostrado su validez para la clasificación y agrupación de diversos grupos de bacterias, incluyendo la familia Pasteurellaceae(18). Se ha podido demostrar la correlación entre los clusters obtenidos por ribotipos y mediante electroforesis de enzimas multilocus (MLEE) tanto de P. multocida como de M. haemolytica(22,23), así como con el análisis por endonucleasas de restricción (REA) de P. multocida(19). De acuerdo con los hallazgos de este trabajo, la ribotipificación fue útil para distinguir aislamientos del mismo género y especie, en coincidencia con los resultados de otros estudios con Mannheimia(7,20,24), o con otras bacterias de la familia Pasteurellaceae (19,24,25), concluyendo que la mayoría de los aislamientos se agrupan dentro un mismo Rt (Rt1) conformando un solo cluster, independientemente del origen de las mismas y del estado de salud de los animales.

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AGRADECIMIENTOS Este estudio fue financiado por el CONACyT (Proyecto G38590-B). Se agradece a los ganaderos de las Cuencas Lecheras de Tizayuca, Hidalgo y le Comarca Lagunera, Torreón, Coahuila, así como al Departamento de Microbiología e Inmunología de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la UNAM, por el apoyo y las facilidades otorgadas para la realización de este trabajo. A los Dres. G. H. Frank y B. Briggs por la donación de las cepas de referencia de M. haemolytica.

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