Para iniciar el estudio de este recurso, definiremos en primer lugar lo que es un alimento, con este fin recurriremos a la definición clásica de Flores Menéndez (1983, p.30)
Imagen 2. Nota. Summa (2017). El campo de maíz, maíz y hojas secas [Fotografía]. Pixabay. https://pixabay.com/es/photos/el-campo-de-ma%C3%ADz-ma%C3%ADz-hojas-secas-2670887/
En este contexto es indispensable comprender que los alimentos portan los nutrientes necesarios para los animales que los consumen; sin embargo, la cantidad y la disponibilidad de estos nutrientes de gran relevancia para las diversas especies es variable debido a varios factores, entre los determinantes se encuentran: el contenido de humedad y el contenido de materia seca.
Con relación a la humedad, Martines y Lira (2010) refieren que el contenido de humedad es una magnitud que expresa el contenido de agua en un material sólido y éste puede representarse en términos de una base de masa seca o, por el contrario, en una base de masa húmeda. En cuanto a la Materia Seca (MS) se hace referencia a la fracción sólida de la materia, es decir, la fracción que no contiene agua (Reyes et al., 2017).
De acuerdo con lo anterior, podemos inferir que el conocimiento sobre el contenido de humedad y de materia seca tienen gran aplicación en el campo de los alimentos destinados al consumo animal, en la medida que los contenidos de ambos pueden ser muy variables en los diferentes tipos de alimentos y ello influye en la cantidad de nutrientes disponibles. Un mayor contenido de agua en los alimentos tiene como consecuencia que los nutrientes contenidos en la materia sólida sea menor. Como podrás suponer, esto también tiene gran repercusión en la toma de decisiones en la compra de alimentos y en su conservación.
Imagen 3. Nota. Fuente: Lehle, E. (2008). Bestimmung der Trockenmasse bei Maishäcksel (Determinación de la materia seca) [Fotografía]. Wikimedia Commons https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bestimmung_der_Trockenmasse.jpg
Este recurso académico te permitirá abordar y profundizar en el conocimiento de los componentes de los alimentos, con relación a su contenido de humedad y a los nutrientes presentes en la materia seca, así como en la aplicación de estos conocimientos en situaciones prácticas de alimentación de los animales domésticos, de acuerdo con los siguientes temas:
1. Los alimentos como portadores de nutrientes
2. Componentes de los alimentos con base en Agua y Materia Seca
3. Utilidad práctica del contenido de Agua y Materia Seca
Objetivo
Objetivo: Identificar los componentes de agua y materia seca en un alimento distinguiendo las fracciones que contienen los nutrientes que se proveen a los animales a través de la alimentación.
I. Los alimentos como portadores de nutrientes
Para dar inicio al tema de los alimentos, es necesario aclarar que, aunque se han emitido diversas definiciones al respecto, una de las características más importantes que tienen en común éstas, es que los alimentos deben proveer de nutrientes, definidos como las sustancias químicas necesarias para el adecuado metabolismo de un organismo (Shimada, 2018).
En este sentido, conocer las características de los nutrientes y de los alimentos que los contienen es fundamental para el entendimiento de la anatomía y la fisiología digestiva de las diferentes especies, que en su mayoría, evolutivamente se han adaptado a los tipos de alimentos que consumen. En consecuencia, los animales clasificados como herbívoros, por su consumo de alimentos de origen vegetal (bovinos, caprinos, ovinos, equinos, conejos, entre otros), han desarrollado un tubo digestivo más complejo, en comparación con los animales omnívoros que tienen una alimentación mixta, de origen vegetal y animal (cerdos y gallinas) o más aún, con los carnívoros que consumen alimentos de origen animal (felinos) (McDonald et al., 2002).
Teniendo en cuenta que, el aprovechamiento de nutrientes en los animales responde a sus características anatómicas y a su fisiología digestiva, mencionaremos que los nutrientes que se encuentran en los alimentos de origen vegetal son más difíciles de obtener debido a que las células de las plantas se encuentran fuertemente protegidas por una membrana celular y una pared celular que, además, les brinda soporte (imagen 4); esta protección dificulta la disponibilidad de los nutrientes que se encuentran al interior de la célula, para lo cual, las células del tubo digestivo o de las glándulas accesorias de los animales, no producen las enzimas que posibiliten su digestión. Para lograrlo, es necesaria la acción de enzimas específicas que pueden ser provistas por los microorganismos alojados en el tubo digestivo, de esta manera, la digestión de las células vegetales es más efectiva en animales que cuentan con adaptaciones del tubo digestivo con una mayor cantidad de microorganismos no patógenos, en un proceso simbiótico, es decir, de beneficio mutuo (Shimada, 2018).
Imagen 4. Nota. Fuente: LadyofHats (2013). Estructura de una célula vegetal [Fotografía]. Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Plant_cell_structure_svg-es.svg
Tomando en cuenta su tipo de alimentación, la clasificación de los animales en condiciones de vida silvestre sigue siendo válida, de tal manera que los herbívoros y carnívoros pueden representarse típicamente en la cadena alimenticia como se aprecia en la imagen 5.
Imagen 5.Example trophic web fox partridge rabbit and plants Nota. Fuente: Wiki brain (2020). Example trophic web fox partridge rabbit and plants [Fotografía]. Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Example_trophic_web_fox_partridge_rabbit_and_plants.png
Sin embargo, actualmente muchas de las especies domésticas que se encuentran bajo el cuidado del ser humano, reciben una amplia variedad de alimentos en su dieta, que difiere con la que consumirían en estado de libertad, sobre todo debido a que a nivel comercial se comenzaron a utilizar los subproductos obtenidos del procesamiento de alimentos destinados al consumo humano, tanto de origen vegetal como de origen animal (McDonald et al., 2002) (ver imagen 6).
Imagen 6.Rations for cats and dogs label, Square Deal Brand, Lehmann Printing and Lithographing Co Nota. Fuente: California Historical Society Digital Collection (2015). Rations for cats and dogs label, Square Deal Brand, Lehmann Printing and Lithographing Co, [Fotografía], por Wikimedia Commons https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rations_for_cats_and_dogs_label,_Square_Deal_Brand,_Lehmann_Printing_and_Lithographing_Co._(16531983770).jpg
Con lo revisado hasta ahora en el punto I, es posible identificar a los alimentos como proveedores de nutrientes cuyo aprovechamiento depende en gran medida de las características anatómicas y fisiológicas de los animales que los consumen. A continuación, conocerás los componentes que conforman a los alimentos.
II. Componentes de los alimentos con base en Agua y Materia Seca
Como has visto, los nutrientes son necesarios para el metabolismo de los animales y su provisión recae principalmente en los alimentos; la organización de los componentes en un alimento tiene características específicas que debes conocer. En forma muy general y de forma inicial apuntaremos que los alimentos se encuentran formados por agua y materia seca. A continuación, encontrarás información referente a ello.
De acuerdo con Martines y Lira (2010), la humedad de manera generalizada es un término que se utiliza para describir la cantidad de agua que contienen los materiales o sustancias. El valor de humedad es ampliamente utilizado y aplicado en diversos campos entre los que se encuentra la producción de alimentos. Los animales pueden obtener el agua que necesitan principalmente de tres fuentes:
La cantidad de agua contenida en los alimentos que consumen los animales suele ser muy variable (McDonald et al., 2002); para ejemplificar, en la imagen 7 puedes observar tres presentaciones diferentes de alimento para perro: alimento crudo, alimento húmedo (enlatado) y alimento seco (croquetas), cuyos valores aproximados de humedad son de 30, 79 y 12 %, respectivamente. El conocimiento de la cantidad de humedad que contiene un alimento se aplica no solo para estimar la cantidad de nutrientes sino también para prever situaciones como la compra, venta o almacenamiento de algunos alimentos como los granos y forrajes (Mendoza et al., 2022).
Imagen 7.This picture shows moist, dry and raw dog food Nota. Fuente: MarianneBirkholz (2013). This picture shows moist, dry and raw dog food [Fotografía]. Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hundefutter.jpg
La materia seca hace referencia a la fracción sólida de los alimentos sin el agua, esta puede ser expresada en porcentaje o en kilogramos. La estimación del contenido de materia seca tiene una aplicación práctica en la alimentación de los animales, ya que, debe cubrir un requerimiento diario de esta fracción (Reyes et al., 2023). Conviene enfatizar que, inicialmente puede decirse que un alimento está conformado por agua y materia seca (imagen 8).
Imagen 8.El agua y la materia seca como componentes de un alimento Nota. Fuente: MarianneBirkholz (2013). This picture shows moist, dry and raw dog food [Fotografía]. Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hundefutter.jpg
Como se ha mencionado anteriormente, los nutrientes de un alimento se encuentran en la fracción de la materia seca. En general, sus componentes pueden clasificarse en materia orgánica y en materia inorgánica; la materia orgánica está conformada por carbohidratos, materia nitrogenada, lípidos y vitaminas, cuya característica en común es el estar formados por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N) en la materia nitrogenada; mientras que la materia inorgánica está compuesta por los minerales (McDonald et al., 2002) (imagen 9).
Imagen 9.Componentes de la materia orgánica e inorgánica
Enseguida, revisaremos las características particulares de la materia orgánica y de la materia inorgánica como componentes de la materia seca.
Materia orgánica
a) Carbohidratos
Químicamente, estas moléculas están compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Su complejidad se determina de acuerdo con el número de unidades que los constituyen, de tal modo que, los monosacáridos son la unidad básica (glucosa, fructosa y galactosa), siguiéndoles los oligosacáridos (2-10 unidades) siendo los más representativos los disacáridos como la sacarosa (glucosa+fructosa), la lactosa (glucosa+galactosa) y la maltosa (glucosa+glucosa).
En cuanto a los polisacáridos, estos son los carbohidratos que tienen el mayor número de unidades, los de mayor importancia para los animales, desde el punto de vista nutricional. Los polisacáridos están conformados por el almidón como carbohidrato soluble (imagen 10) y la celulosa como carbohidrato estructural (imagen 11) (Carbajal, 2013); aunque ambos se encuentran formados por glucosas, los enlaces entre estas son diferentes, el enlace α, 1-4 se encuentran en carbohidratos solubles y los β, 1-4 en los carbohidratos estructurales, para estos últimos, la célula animal no produce enzimas que lo digieran, por lo que es necesario el aporte enzimático de los microorganismos del tubo digestivo. Imagen 10.Starch components (componentes del almidón) Nota. Fuente: Luis5328 (2018). Starch components [Imagen]. Wikimedia Commons.
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Starch_Components.png
Imagen 11.Estructura de la celulosa Nota. Fuente: Alejandro Porto (2014). Estructura de la celulosa [Imagen]. Wikimedia Commons.
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Celuloza-es.jpg
b) Materia nitrogenada
El nitrógeno como elemento, al igual que el carbono y el oxígeno, es esencial para la vida; desde una perspectiva muy práctica, el nitrógeno contenido en los alimentos se encuentra principalmente en las formas de Nitrógeno proteico como péptidos (imagen 12) y Nitrógeno no proteico como la urea (imagen 13), sales de amonio, nitratos, nitritos y ácidos nucleicos, regularmente, ambos se cuantifican como proteína cruda (PC). Se ha calculado que en promedio por cada 100 gramos de proteína se tienen 16 gramos de nitrógeno, de esta manera, a partir del contenido de nitrógeno total se multiplica por 6.25 para estimar dicha proteína cruda (Elizondo-Salazar, 2020). Imagen 12.Ligações peptídicas (Enlaces peptídicos) Nota. Fuente: Diego Mariano (2014). Ligações peptídicas [Imagen]. Wikimedia Commons.
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Liga%C3%A7%C3%B5es_pept%C3%ADdicas.png
Imagen 13.Urea struttura modello. (Urea estructura modelo) Nota. Fuente: Paginazero (2005). Urea struttura modello [Imagen]. Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Urea_struttura_modello.PNG
C) Lípidos
En los alimentos de origen animal y vegetal se encuentran lípidos en forma de grasas alimentarias, en éstas se hayan predominantemente triglicéridos y, en menores cantidades, otros lípidos complejos como fosfolípidos, esfingolípidos y esteroles.
Desde el punto de vista nutricional, los ácidos grasos como cadenas lineales hidrocarbonadas, tienen una gran importancia al formar parte de los triglicéridos y de los lípidos complejos; estos ácidos grasos, de acuerdo con sus enlaces entre carbonos, pueden encontrarse como saturados (con enlaces simples) o como insaturados (con enlaces dobles) como se representan en la imagen 14.
Respecto a los ácidos grasos insaturados, la célula animal no puede sintetizar los ácidos grasos poliinsaturados (de dos o más dobles enlaces entre carbonos), considerados esenciales para el organismo y por ello deben obtenerse de una fuente exógena, la más común, a través de los alimentos (Mesa et al., 2006).
Imagen 14. . Ácidos-grasos-tipos Porto, A (2012). Ácidos-grasos-tipos [Imagen]. Wikimedia Commons.
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acidos-grasos-tipos.jpg
Tabla 1. Vitaminas hidrosolubles y liposolubles
D) Vitaminas
Las vitaminas son compuestos orgánicos esenciales para la vida, que se requieren en pequeñas cantidades, estas vitaminas no son sintetizadas por los animales, pero pueden ser adicionadas en las dietas o pueden ser sintetizadas por los microorganismos del tubo digestivo y ser absorbidas por el animal.
De acuerdo con Weiss (2022), actualmente se han identificado 10 vitaminas hidrosolubles y 4 vitaminas liposolubles (tabla 1), sin embargo, no todos los animales necesitan las 14 vitaminas. Por ejemplo, el ganado lechero requiere sólo de 12 vitaminas, ya que el ácido ascórbico y la colina son sintetizadas por el animal. En cuanto a las vitaminas hidrosolubles (alta solubilidad en medios acuosos), la mayoría tienen funciones de coenzimas y como catalizadores que aumentan la velocidad de las reacciones fisiológicas. Mientras que las vitaminas liposolubles son solubles en compuestos con estructura lipídica, se almacenan en hígado y tejido adiposo principalmente, presentan una gran capacidad de almacenamiento (Campos, 2015).
Tabla 1. Vitaminas hidrosolubles y liposolubles
Como te habrás dado cuenta, los componentes de la materia orgánica son moléculas conformadas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, en el caso de la materia nitrogenada, también se incluye el nitrógeno.
A continuación verás las características de la materia inorgánica que, como recordarás, también forma parte de la materia seca.
Materia Inorgánica
Minerales
Los minerales son elementos inorgánicos, aunque la mayoría de los minerales se encuentran en los tejidos animales, no todos son esenciales para su metabolismo. Los minerales que son esenciales, de acuerdo con McDonald et al. (2010), pueden clasificarse en macrominerales y microminerales o elementos traza. En la tabla 2 se presenta la clasificación, tomando como base la cantidad requerida por los animales.
Tabla 2. Macrominerales y microminerales
De acuerdo con Shimada (2018) y desde el punto de vista de la nutrición animal, los minerales se clasifican en esenciales y no esenciales, tomando como base el cumplimiento de los siguientes puntos:
De acuerdo con la información mencionada anteriormente, sobre la clasificación de los minerales desde el punto de vista de la nutrición animal, es importante mencionar que en la tabla periódica también puedes identificar los elementos que conforman la materia orgánica en conjunto con los elementos clasificados como macrominerales y microminerales (imagen 15).
Imagen 15.Identificación de los macrominerales y microminerales en la Tabla periódica Nota. Fuente: Tosaka (2007). Periodic table of the chemical elements (1-118) Dietary minerals [Imagen]. Wikimedia Commons.
https://commons.wikimed ia.org/w iki/File: Period ic_table_ of_the _che mical_e le ments_(1-118)Dietary_ minera ls.PNG
Como hemos visto, los componentes de un alimento proveen de los nutrientes necesarios al animal que los consume. El contenido de materia seca es importante desde el punto de vista nutricional y desde el punto de vista económico, debido a que los nutrientes contenidos en las materias orgánica e inorgánica se encuentran concentrados en la materia seca, esto significa que, a mayor contenido de materia seca, mayor cantidad de nutrientes. Es necesario aclarar que un alimento también puede contener componentes no nutricionales que no pueden ser aprovechados por los animales.
A continuación relacionarás el conocimiento acerca de la materia seca y la humedad de los alimentos con su aplicación en la alimentación animal.
III. Utilidad práctica del contenido de Agua y Materia Seca
Como se mencionó anteriormente, el contenido de humedad y materia seca son utilizados como parámetros que tienen importantes implicaciones en la compra y conservación de los alimentos utilizados para la alimentación animal. Asimismo, también son factores determinantes en la formulación de raciones específicas para cubrir los requerimientos nutricionales de las diferentes especies animales, en la medida que la cantidad o la concentración de los nutrientes por unidad de peso varía de acuerdo con el contenido de materia seca, al ser la parte que los contiene.
En la tabla 3 podrás observar dos ejemplos a este respecto.
Tabla 3.Contenido de nutrientes en dos alimentos de acuerdo con su contenido de agua y materia seca
Observando la tabla anterior, tenemos varios ejemplos de cómo están compuestos los alimentos de acuerdo con el porcentaje de humedad y materia seca, por lo que, con base en su peso y el porcentaje de sus condiciones, podemos identificar la cantidad en gramos de materia seca y humedad que contienen.
De acuerdo con lo anterior y tomando como ejemplo el contenido de la tabla para el caso del forraje, vamos a calcular el contenido de nutrientes Base Seca, el cual se calcula a partir de una regla de tres.
Si en la materia húmeda el contenido de materia seca es de 20 % (200 g/Kg) y en estas condiciones el contenido de carbohidratos es de 137 g, ¿cuál sería el contenido cuando la materia seca es del 100 %?
Por tanto, el contenido de carbohidratos (g) cuando la materia seca es del 100 % sería de 685 g.
De esta manera se va realizando el cálculo de los demás componentes como son los lípidos, las proteínas y cenizas en su Base Seca.
Como se ha explicado a lo largo de este recurso, los alimentos son ingredientes que tienen la función primordial de proveer de los nutrientes necesarios a los animales que los consumen, con la finalidad de mantener sus funciones biológicas en óptimas condiciones, sin embargo, la cantidad de los nutrientes contenidos en dichos alimentos puede ser muy variable y ello está determinado principalmente por el contenido de agua y de materia seca, ya que, es en esta última donde se encuentran concentrados los nutrientes. Los contenidos de agua y materia seca también son utilizados en otras prácticas de alimentación como: la conservación de alimentos, el cálculo de requerimientos de nutrientes de una especie animal o inclusive en la compra o venta de estos alimentos.
Has finalizado los temas de esta Unidad de Apoyo para el Aprendizaje, es momento de poner en práctica los conocimientos adquiridos realizando las siguientes actividades.
Actividad 1. La importancia de los alimentos como portadores de nutrientes.
Los alimentos son sustancias que contienen nutrientes, estos al mezclarse dan origen a las dietas, cuyo objetivo es proveer de nutrientes a los animales, por ello, el conocimiento referente a su composición es primordial.
Para visualizar y realizar este ejercicio es necesario que lo abras desde una PC o Lap top.
Actividad 1. La importancia de los alimentos como portadores de nutrientes.
Actividad 2. Cálculo de nutrientes con base en el contenido de humedad y Materia Seca.
La cantidad de nutrientes contenidos en un alimento varía de acuerdo con el contenido de materia seca, por tanto, la estimación de la cantidad de esos nutrientes es de gran importancia en las prácticas de alimentación animal.
A continuación, se presenta una actividad de aprendizaje donde vas a poner a prueba lo aprendido acerca del cálculo de los nutrientes con base en el contenido de humedad y materia seca.
Actividad 2. Cálculo de nutrientes con base en el contenido de humedad y Materia Seca.
Autoevaluación. Repasemos los conceptos de los componentes de los alimentos.
El conocimiento de los conceptos relacionados con los alimentos y su composición nutrimental son necesarios para identificar sus componentes, los cuales proveen de nutrientes a los animales.
Autoevaluación. Repasemos los conceptos de los componentes de los alimentos.
Fuentes de información
Básicas
Campos, G. C. (2015, abril 13). El impacto de los micronutrientes en la inmunidad de los animales. Nutrición animal tropical, 9(1), 1-23. https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/nutrianimal/article/view/18778
Carbajal Azcona, A. (2013). Hidratos de carbono. En Manual de nutrición y dietética (pp. 57-61). Universidad Complutense de Madrid.
https://docta.ucm.es/entities/publication/59da19f8-69fb-49e3-b337-3ea3dd8f9487
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Flores Menéndez, J. A. (1983). Bromatología animal. Limusa.
McDonald, P., Edwards, R. A., Greenhalgh, J. F. D. y Morgan, C. A. (2002). Nutrición animal. Acribia.
McDonald, P., Edwards, R. A., Greenhalgh, J. F. D., Morgan, C. A., Sinclair, L. A. y Wilkinson, R. G. (2010). Animal nutrition, Seventh Edition. Pearson.
Martines, E. y Lira, L. (2010, octubre, 27 al 29). Análisis y aplicación de las expresiones del contenido de humedad en sólidos. Simposio de Metrología 2010, Querétaro, México.
Mendoza Martínez, G. D., Hernández García, P. A., Plata Pérez, F. X., Martínez García, J. A., Arcos García, J. L. y Lee Rangel, H. A. (2022). Nutrición animal cuantitativa. UAM Xochimilco, Editorial CBS.
Mesa García, M. D., Aguilera García, C. M. y Gil Hernández A. (2006). Importancia de los lípidos en el tratamiento nutricional de las patologías de base inflamatoria. Nutrición Hospitalaria, 21(Supl. 2), 30-43. https://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0212-16112006000500004
Reyes, C., Hepp, C. y Naguil, A. (2023). Método directo para la medición de materia seca y disponibilidad de forraje en praderas a pastoreo. Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), Chile. DOI:10.13140/RG.2.2.32363.52002
Shimada, A. (2018). Nutrición animal. Editorial Trillas.
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