Ammonia and methane gas emissions from pig slurry: variability induced through feeding strategies

Esta Tesis doctoral fue desarrollada para estudiar las emisiones de amoniaco (NH3) y metano (CH4) en purines de cerdos, y los efectos ocasionados por cambios en la formulación de la dieta. Con este propósito, fueron llevados a cabo tres estudios. El experimento 1 fue realizado con el objetivo de analizar los factores de variación de la composición de purines y establecer ecuaciones de predicción para emisiones potenciales de NH3 y CH4. Fueron recogidas setenta y nueve muestras de piensos y purines durante dos estaciones del año (verano y invierno) de granjas comerciales situadas en dos regiones de España (Centro y Mediterráneo). Se muestrearon granjas de gestación, maternidad, lactación y cebo. Se determinó la composición de piensos y purines, y la emisión potencial de NH3 y CH4. El contenido de nutrientes de los piensos fue usado como covariable en el análisis. La espectroscopia de reflectancia del infrarrojo cercano (NIRS) se evaluó como herramienta de predicción de la composición y potencial emisión de gases del purín. Se encontró una amplia variabilidad en la composición de piensos y purines. Las granjas del Mediterráneo tenían mayor pH (P<0,001) y concentración de cenizas (P =0,02) en el purín que las del Centro. El tipo de granja también afectó al contenido de extracto etéreo (EE) del purín (P =0,02), observando los valores más elevados en las instalaciones de animales jóvenes. Los resultados sugieren un efecto tampón de la fibra de la dieta en el pH del purín y una relación directa (P<0,05) con el contenido de fibra fecal. El contenido de proteína del pienso no afectó al contenido de nitrógeno del purín, pero disminuyó (P=0,003) la concentración de sólidos totales (ST) y de sólidos volátiles (SV). Se obtuvieron modelos de predicción de la emisión potencial de NH3 (R2=0,89) y CH4 (R2=0,61) partir de la composición del purín. Los espectros NIRS mostraron una buena precisión para la estimación de la mayor parte de los constituyentes, con coeficientes de determinación de validación cruzada (R2cv) superiores a 0,90, así como para la predicción del potencial de emisiones de NH3 y CH4 (R2cv=0,84 y 0,68, respectivamente). El experimento 2 fue realizado para investigar los efectos del nivel de inclusión de dos fuentes de sub-productos fibrosos: pulpa de naranja (PN) y pulpa de algarroba (PA), en dietas iso-fibrosas de cerdos de cebo, sobre la composición del purín y las emisiones potenciales de NH3 y CH4. Treinta cerdos (85,4±12,3 kg) fueron alimentados con cinco dietas iso-nutritivas: control comercial trigo/cebada (C) y cuatro dietas experimentales incluyendo las dos fuentes de sub-productos a dos niveles (75 y 150 g/kg) en una estructura 2 × 2 factorial. Después de 14 días de periodo de adaptación, heces y orina fueron recogidas separadamente durante 7 días para medir la digestibilidad de los nutrientes y el nitrógeno (N) excretado (6 réplicas por dieta) en cerdos alojados individualmente en jaulas metabólicas. Las emisiones de NH3 y CH4 fueron medidas después de la recogida de los purínes durante 11 y 100 días respectivamente. La fuente y el nivel de subproductos fibrosos afectó a la eficiencia digestiva de diferentes formas, ya que los coeficientes de digestibilidad total aparente (CDTA) para la materia seca (MS), materia orgánica (MO), fracciones fibrosas y energía bruta (EB) aumentaron con la PN pero disminuyeron con la inclusión de PA (P<0,05). El CDTA de proteína bruta (PB) disminuyó con la inclusión de las dos fuentes de fibra, siendo más bajo al mayor nivel de inclusión. La concentración fecal de fracciones fibrosas aumentó (P<0,05) con el nivel de inclusión de PA pero disminuyó con el de PN (P<0,01). El nivel más alto de las dos fuentes de fibra en el pienso aumentó (P<0,02) el contenido de PB fecal pero disminuyó el contenido de N de la orina (de 205 para 168 g/kg MS, P<0,05) en todas las dietas suplementadas comparadas con la dieta C. Adicionalmente, las proporciones de nitrógeno indigerido, nitrógeno soluble en agua, nitrógeno bacteriano y endógeno excretado en heces no fueron afectados por los tratamientos. Las características iniciales del purín no difirieron entre las diferentes fuentes y niveles de fibra, excepto para el pH que disminuyó con la inclusión de altos niveles de sub-productos. La emisión de NH3 por kg de purín fue más baja en todas las dietas suplementadas con fibras que en la dieta C (2,44 vs.1,81g de promedio, P<0,05). Además, purines de dietas suplementadas con alto nivel de sub-productos tendieron (P<0,06) a emitir menos NH3 por kg de nitrógeno total y mostraron un potencial más bajo para emitir CH4, independientemente de la fuente de fibra. El experimento 3 investigó los efectos de la fuente de proteína en dietas prácticas. Tres piensos experimentales fueron diseñados para sustituir una mescla de harina y cascarilla de soja (SOJ) por harina de girasol (GIR) o por DDGS del trigo (DDGST). La proporción de otros ingredientes fue modificada para mantener los contenidos de nutrientes similares a través de las dietas. El cambio en la fuente de proteína dio lugar a diferencias en el contenido de fibra neutro detergente ligada a proteína bruta (FNDPB), fibra soluble (FS) y lignina ácido detergente (LAD) en la dieta. Veinticuatro cerdos (ocho por dieta), con 52,3 o 60,8 kg en la primera y segunda tanda respectivamente, fueron alojados individualmente en jaulas metabólicas. Durante un periodo de 7 días fue determinado el balance de MS, el CDTA de los nutrientes y la composición de heces y orina. Se realizó el mismo procedimiento del experimento 2 para medir las emisiones de NH3 y CH4 de los purines de cada animal. Ni la ingestión de MS ni el CDTA de la MS o de la energía fueron diferentes entre las dietas experimentales, pero el tipo de pienso afectó (P<0.001) la digestibilidad de la PB, que fue mayor para GIR (0,846) que para SOJ (0,775), mientras que la dieta DDGST mostró un valor intermedio (0,794). La concentración fecal de PB fue por tanto influenciada (P<0,001) por el tratamiento, observándose la menor concentración de PB en la dieta GIR y la mayor en la dieta SOJ. La proporción de N excretado en orina o heces disminuyó de 1,63 en la dieta GIR hasta 0,650 en la dieta SOJ, como consecuencia de perdidas más bajas en orina y más altas en heces, con todas las fracciones de nitrógeno fecales creciendo en paralelo a la excreción total. Este resultado fue paralelo a una disminución de la emisión potencial de NH3 (g/kg purín) en la dieta SOJ con respecto a la dieta GIR (desde 1,82 a 1,12, P<0,05), dando valores intermedios (1,58) para los purines de la dieta DDGST. Por otro lado, el CDTA de la FS y de la fibra neutro detergente (FND) fueron afectados (P<0,001 y 0,002, respectivamente) por el tipo de dieta, siendo más bajas en la dieta GIR que en la dieta SOJ; además, se observó un contenido más alto de FND (491 vs. 361g/kg) en la MS fecal para la dieta GIR que en la dieta SOJ, presentando la dieta DDGST valores intermedios. El grado de lignificación de la FND (FAD/FND x 100) de las heces disminuyó en el orden GIR>DDGST>SOJ (desde 0,171 hasta 0,109 y 0,086, respectivamente) en paralelo a la disminución del potencial de emisión de CH4 por g de SV del purín (desde 301 a 269 y 256 mL, respectivamente). Todos los purines obtenidos en estos tres experimentos y Antezana et al. (2015) fueron usados para desarrollar nuevas calibraciones con la tecnología NIRS, para predecir la composición del purín y el potencial de las emisiones de gases. Se observó una buena precisión (R2cv superior a 0,92) de las calibraciones cuando muestras de los ensayos controlados (2, 3 y Antezana et al., 2015) fueron añadidas, aumentando el rango de variación. Una menor exactitud fue observada para TAN y emisiones de NH3 y CH4, lo que podría explicarse por una menor homogeneidad en la distribución de las muestras cuando se amplía el rango de variación del estudio. ABSTRACT This PhD thesis was developed to study the emissions of ammonia (NH3) and methane (CH4) from pig slurry and the effects caused by changes on diet formulation. For these proposes three studies were conducted. Experiment 1 aimed to analyse several factors of variation of slurry composition and to establish prediction equations for potential CH4 and NH3 emissions. Seventy-nine feed and slurry samples were collected at two seasons (summer and winter) from commercial pig farms sited at two Spanish regions (Centre and Mediterranean). Nursery, growing-fattening, gestating and lactating facilities were sampled. Feed and slurry composition were determined, and potential CH4 and NH3 emissions measured. Feed nutrient contents were used as covariates in the analysis. Near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) was evaluated as a predicting tool for slurry composition and potential gaseous emissions. A wide variability was found both in feed and slurry composition. Mediterranean farms had a higher pH (P<0.001) and ash (P=0.02) concentration than those located at the centre of Spain. Also, type of farm affected ether extract (EE) content of the slurry (P=0.02), with highest values obtained for the youngest animal facilities. Results suggested a buffer effect of dietary fibre on slurry pH and a direct relationship (P<0.05) with fibre constituents of manure. Dietary protein content did not affect slurry nitrogen content (N) but decreased (P=0.003) in total solid (TS) and volatile solids (VS) concentration. Prediction models of potential NH3 emissions (R2=0.89) and biochemical CH4 potential (B0) (R2=0.61) were obtained from slurry composition. Predictions from NIRS showed a high accuracy for most slurry constituents with coefficient of determination of cross validation (R2cv) above 0.90 and a similar accuracy of prediction of potential NH3 and CH4 emissions (R2cv=0.84 and 0.68, respectively) thus models based on slurry composition from commercial farms. Experiment 2 was conducted to investigate the effects of increasing the level of two sources of fibrous by-products, orange pulp (OP) and carob meal (CM), in iso-fibrous diets for growing-finishing pig, slurry composition and potential NH3 and CH4 emissions. Thirty pigs (85.4±12.3 kg) were fed five iso-nutritive diets: a commercial control wheat/barley (C) and four experimental diets including two sources of fibrous by-products OP and CM and two dietary levels (75 and 150 g/kg) in a 2 × 2 factorial arrangement. After a 14-day adaptation period, faeces and urine were collected separately for 7 days to measure nutrient digestibility and the excretory patterns of N from pigs (6 replicates per diet) housed individually in metabolic pens. For each animal, the derived NH3 and CH4 emissions were measured in samples of slurry over an 11 and 100-day storage periods, respectively. Source and level of the fibrous by-products affected digestion efficiency in a different way as the coefficients of total tract apparent digestibility (CTTAD) for dry matter (DM), organic matter (OM), fibre fractions and gross energy (GE) increased with OP but decreased with CM (P<0.05). Crude protein CTTAD decreased with the inclusion of both sources of fibre, being lower at the highest dietary level. Faecal concentration of fibre fractions increased (P<0.05) with the level of inclusion of CM but decreased with that of OP (P<0.01). High dietary level for both sources of fibre increased (P<0.02) CP faecal content but urine N content decreased (from 205 to 168 g/kg DM, P<0.05) in all the fibre-supplemented compared to C diet. Additionally, the proportions of undigested dietary, water soluble, and bacterial and endogenous debris of faecal N excretion were not affected by treatments. The initial slurry characteristics did not differ among different fibre sources and dietary levels, except pH, which decreased at the highest by-product inclusion levels. Ammonia emission per kg of slurry was lower in all the fibre-supplemented diets than in C diet (2.44 vs. 1.81g as average, P<0.05). Additionally, slurries from the highest dietary level of by-products tended (P<0.06) to emit less NH3 per kg of initial total Kjeldahl nitrogen (TKN) and showed a lower biochemical CH4 potential , independently of the fibre source. Experiment 3 investigated the effects of protein source in practical diets. Three experimental feeds were designed to substitute a mixture of soybean meal and soybean hulls (SB diet) with sunflower meal (SFM) or wheat DDGS (WDDGS). The proportion of other ingredients was also modified in order to maintain similar nutrient contents across diets. Changes in protein source led to differences in dietary content of neutral detergent insoluble crude protein (NDICP), soluble fibre (SF) and acid detergent lignin (ADL). Twenty-four pigs (eight per diet), weighing 52.3 or 60.8 kg at the first and second batch respectively, were housed individually in metabolic pens to determine during a 7-day period DM balance, CTTAD of nutrients, and faecal and urine composition. Representative slurry samples from each animal were used to measure NH3 and CH4 emissions over an 11 and or 100-day storage period, respectively. Neither DM intake, nor DM or energy CTTAD differed among experimental diets, but type of feed affected (P<0.001) CP digestibility, which was highest for SFM (0.846) than for SB (0.775) diet, with WDDGS-based diet giving an intermediate value (0.794). Faecal DM composition was influenced (P<0.001) accordingly, with the lowest CP concentration found for diet SFM and the highest for SB. The ratio of N excreted in urine or faeces decreased from SFM (1.63) to SB diet (0.650), as a consequence of both lower urine and higher faecal losses, with all the faecal N fractions increasing in parallel to total excretion. This result was parallel to a decrease of potential NH3 emission (g/kg slurry) in diet SB with respect to diet SFM (from 1.82 to 1.12, P<0.05), giving slurry from WDDGS-based diet an intermediate value (1.58). Otherwise, SF and insoluble neutral detergent fibre (NDF) CTTAD were affected (P<0.001 and P=0.002, respectively) by type of diet, being lower for SFM than in SB-diet; besides, a higher content of NDF (491 vs. 361 g/kg) in faecal DM was observed for SFM with respect to SB based diet, with WDDGS diet being intermediate. Degree of lignification of NDF (ADL/NDF x 100) of faeces decreased in the order SFM>WDDGS>SB (from 0.171 to 0.109 and 0.086, respectively) in parallel to a decrease of biochemical CH4 potential per g of VS of slurry (from 301 to 269 and 256 ml, respectively). All slurry samples obtained from these three experiments and Antezana et al. (2015) were used to develop new calibrations with NIRS technology, to predict the slurry composition and potential gaseous emissions of samples with greater variability in comparison to experiment 1. Better accuracy (R2cv above 0.92) was observed for calibrations when samples from controlled trials experiments (2, 3 and Antezana et al., 2015) were included, increasing the range of variation. A lower accuracy was observed for TAN, NH3 and CH4 gaseous emissions, which might be explained by the less homogeneous distribution with a wider range of data.

Potenciación de la respuesta productiva en rumiantes mediante el empleo de proteínas protegidas

El principal objetivo de esta tesis fue incrementar la eficiencia proteica en las dietas de rumiantes mediante el uso de proteínas protegidas (harina de girasol y guisante de primavera), así como mejorar la predicción de los aportes de proteína microbiana. Una partida de harinas comerciales de girasol (HG) y de guisante de primavera (GP) fueron tratadas con soluciones 4 N de ácido málico (268,2 g/L) o ácido ortofosfórico (130,6 g/L). Para cada harina, ácido y día de tratamiento, dos fracciones de 12,5 kg fueron pulverizadas sucesivamente en una hormigonera con la solución de ácido correspondiente mediante un pulverizador de campo. Las dos fracciones fueron mezcladas posteriormente y se dejaron reposar durante 1 h a temperatura ambiente. La mezcla fue luego secada en una estufa de aire forzado a 120 ºC durante 1 h. La estufa fue apagada inmediatamente después y el material tratado se mantuvo dentro de ésta hasta la mañana siguiente. El material fue removido durante el proceso de secado cada 30 min durante las primeras 2 h y cada 60 min durante las 5 h posteriores. Este proceso se repitió hasta conseguir las cantidades de harinas tratadas necesarias en los distintos ensayos. En el primer experimento (capitulo 3) se llevaron a cabo estudios de digestión ruminal e intestinal para evaluar los efectos de la aplicación de las soluciones ácidas indicadas y calor a fin de proteger las proteínas de HG y GP contra la degradación ruminal. Estos estudios se realizaron con tres corderos canulados en el rumen y en el duodeno. El estudio de digestión ruminal fue realizado en tres periodos experimentales en los que los corderos fueron alimentados sucesivamente con tres dietas isoproteicas que incluían HG y GP, sin tratar o tratadas con ácidos málico u ortofosfórico. Cada periodo experimental de 21 días incluyó sucesivamente: 10 días de adaptación a las dietas, un estudio del tránsito ruminal de las partículas de HG y GP (días 11 a 14), y la incubación de las muestras de ambos alimentos en bolsas de nailon (días 15–21). Las harinas incubadas en cada periodo experimental correspondieron a las que fueron incluidas en las dietas. Las bacterias ruminales fueron marcadas desde el día 11 hasta el día 21 del periodo experimental mediante infusión intra-ruminal continua con una fuente de 15N. Tras finalizar las incubaciones in situ el día 21 el rumen fue vaciado en cada periodo para aislar las bacterias asociadas a la fase sólida y liquida del rumen. El estudio de digestión intestinal fue realizado veinte días después del final del estudio ruminal a fin de eliminar el enriquecimiento en 15N de la digesta. En este estudio se incubaron muestras compuestas obtenidas mediante la combinación de los diferentes residuos no degradados en el rumen de forma que fuesen representativas de la composición química de la fracción no degradada en el rumen (RU). En esta fase los corderos fueron alimentados con la dieta sin tratar para determinar la digestibilidad de las harinas tanto tratadas como sin tratar mediante la técnica de las bolsas móviles. Además, las proteínas contenidas en las harinas tratadas y sin tratar, así como en las muestras correspondientes a los residuos a 0 h, las muestras compuestas anteriormente indicadas y las muestras no digeridas intestinalmente fueron extraídas y sometidas a electroforesis para determinar el sitio de digestión de las diferentes fracciones proteicas. Las estimaciones de la RU y la digestibilidad intestinal de la materia seca, la materia orgánica (solamente para RU), la proteína bruta (PB) y el almidón (solamente en GP) fueron obtenidos considerando la contaminación microbiana y las tasas de conminución y salida de partículas. Las estimaciones de RU y de la digestibilidad intestinal disminuyeron en todas las fracciones evaluadas de ambos alimentos al corregir por la contaminación microbiana acaecida en el rumen. Todas las estimaciones de RU aumentaron con los tratamientos de protección, incrementándose también la digestibilidad intestinal de la materia seca en la HG. Los bajos valores de la digestibilidad de la proteína de GP tratado y sin tratar sugieren la presencia de algún factor antitripsico no termolábil es esta harina. Los tratamientos de protección incrementaron consistentemente la fracción de materia seca y PB digerida intestinalmente en los dos alimentos, mientras que la fracción de almidón en la muestra de GP solamente aumentó numéricamente (60,5% de media). Sin embargo, los tratamientos también redujeron la fermentación de la materia orgánica, lo cual podría disminuir la síntesis de proteína microbiana. Los estudios de electroforesis muestran la práctica desaparición de la albumina por la degradación ruminal en ambos alimentos, así como que los cambios en otras proteínas de la muestra RU fueron más pronunciados en GP que en HG. La composición de las bacterias asociadas con las fases de digesta ruminal sólida (BAS) y líquida (BAL) fue estudiada para revisar la precisión de un sistema de predicción previo que determinaba la infravaloración del aporte de nutrientes correspondiente a las BAS cuando de usa 15N como marcador y las BAL como referencia microbiana (capitulo 4). Al comparar con BAS, BAL mostraron menores contenidos en materia orgánica, polisacáridos de glucosa y lípidos totales y un mayor contenido en PB, así como un mayor enriquecimiento en 15N. Los datos obtenidos en el estudio actual se ajustan bien a la ecuación previa que predice el enriquecimiento en 15N de las BAS a partir del mismo valor en BAL. Esta nueva ecuación permite establecer que se produce una infravaloración de un 22% en el aporte de PB al animal a partir de las BAS sintetizadas si las BAL son usadas como muestras de referencia. Una segunda relación calculada utilizando los valores medios por dieta expuestos en numerosos trabajos encontrados en la literatura confirma la magnitud de este error. Esta infravaloración asociada al uso de BAL como referencia fue mayor para el aporte de glucosa (43,1%) y todavía mayor para el aporte de lípidos (59,9%), como consecuencia de los menores contenidos de ambas fracciones en BAL frente a SAB. Estos errores deberían ser considerados para obtener mayor precisión en la estimación del aporte de nutrientes microbianos y mejorar la nutrición de los rumiantes. En el experimento 2 se realizó un estudio de producción (capitulo 5) para evaluar los efectos del tratamiento de las harinas HG y GP con soluciones de ácido málico o ácido ortofosfórico sobre el crecimiento, el consumo de concentrado y el rendimiento y engrasamiento de las canales de corderos de engorde. Noventa corderos machos de cruce entrefino procedentes de tres granjas comerciales (peso inicial medio = 14,6, 15,3 y 13,3 kg, respectivamente) fueron asignados aleatoriamente a cinco dietas con diferentes niveles de proteína y diferentes tratamientos con ácidos y engordados hasta un peso medio al sacrificio de 25 kg. Las fuentes de proteína en el pienso control (C; PB=18,0%) fueron harina de soja, HG y GP sin tratar. En tres de los piensos experimentales, las harinas tratadas con ácido ortofosfórico sustituyeron a las de HG y GP sin tratar (Control Ortofosfórico, PC; PB=18,0% sobre materia seca), sustituyéndose, además, la harina de soja parcialmente (Sustitución Media Ortofosfórico, MSP; PB=16,7%) o totalmente (Sustitución Total Ortofosfórico, TSP; PB=15,6%). Finalmente, en uno de los piensos el ácido ortofosfórico fue reemplazo por acido málico para proteger ambas harinas (Sustitución Media Málico, MSM; PB= 16,7%). La paja de trigo (fuente de forraje) y el concentrado fueron ofrecidos ad libitum. Dieciocho corderos fueron distribuidos en seis cubículos con tres animales para cada dieta. Los datos fueron analizados según un análisis factorial considerando el peso inicial como covariable y la granja de procedencia como bloque. Los datos de consumo de concentrado y eficiencia de conversión fueron analizados usando el cubículo como unidad experimental, mientras que los datos sobre ganancia media diaria, rendimiento a la canal, grasa dorsal y grasa pélvico renal fueron analizados usando el cordero como unidad experimental. No se encontró ningún efecto asociado con el nivel de PB sobre ninguna variable estudiada. Esto sugiere que usando proteínas protegidas es posible utilizar concentrados con 15,6% de PB (sobre materia seca) disminuyendo así la cantidad de concentrados de proteína vegetal a incluir en los piensos y la calidad de los concentrados proteicos. Los corderos alimentados con la dieta MSM tuvieron mayores ganancias medias diarias (15,2%; P= 0,042), y mejores rendimiento a la canal en caliente (1,3 unidades porcentuales; P= 0,037) que los corderos alimentados con el concentrado MSP. Esto podría ser explicado por los efectos benéficos ruminales del malato o por el mayor efecto de protección conseguido con el ácido málico. ABSTRACT The main objective of this thesis project was to increase the protein efficiency in ruminant diets by using protected protein (sunflower meal and spring pea), and improving the prediction of microbial protein supply. Commercial sunflower meal (SFM) and spring pea (SP) were treated with 4 N solutions (200 mL/kg) of malic acid (268.2 g/L) or orthophosphoric acid (130.6 g/L). Daily, two fractions of 12.5 kg of one of these meals were successively sprayed with the tested acid solution in a concrete mixer using a sprayer. Both fractions were then mixed and allowed to rest for 1 h at room temperature. The blend was then dried in a forced air oven at 120 ºC for 1 h. Then the oven was turned off and the treated material was left in the oven overnight. During the drying process, the material was stirred every 30 min during the first 2 h and then every 60 min for the subsequent 5 h. This process was repeated until the amounts of treated flour needed for the different trials performed. In the first experiment (chapter 3), ruminal and intestinal digestion trials were conducted to study the effects of the application of these acid solutions and heat to protect proteins of SFM and SP against ruminal degradation using three wethers fitted with rumen and duodenum cannulae. The ruminal digestion study was carried out in three experimental periods in which the wethers were successively fed three isoproteic diets including SFM and SP, untreated or treated with malic or orthophosphoric acids. The experimental periods of 21 days included successively: 10 days of diet adaptation, SFM and SP particle ruminal transit study (days 11–14) and ruminal nylon-bag incubations (days 15–21). The meals incubated in each experimental period were those corresponding to the associated diet. Rumen bacteria were labelled from days 11 to 21 by continuous intra-ruminal infusion of a 15N source and the rumen was emptied at the end of in situ incubations in each period to isolate solid adherent bacteria and liquid associate bacteria. The intestinal digestion trial was conducted twenty days after the end of the ruminal studies to eliminate the 15N enrichment in the digesta. The tested samples were composite samples obtained pooling the different ruminally undegraded residues to be representative of the chemical composition of the ruminally undegraded fraction (RU). Wethers were fed the untreated diet to determine the intestinal digestibility of untreated and treated meals using the mobile nylon bag technique. In addition, protein in untreated and treated meals and their 0 h, composite and intestinally undigested samples were extracted and subjected to electrophoresis to determine the digestion site of the different protein fractions. Estimates of the RU and its intestinal digestibility of dry matter, organic matter (only for RU), crude protein (CP) and starch (only in SP) were obtained considering ruminal microbial contamination and particle comminution and outflow rates. When corrected for the microbial contamination taking place in the rumen, estimates of RU and intestinal digestibility decreased in all tested fractions for both feeds. All RU estimates increased with the protective treatments, whereas intestinal digestibility-dry matter also increased in SFM. Low intestinal digestibility-CP values in untreated and treated samples suggested the presence of non-heat labile antitrypsin factors in SP. Protective treatments of both feeds led to consistent increases in the intestinal digested fraction of dry matter and CP, being only numerically different for SP-starch (60.5% as average). However, treatments also reduced the organic matter fermentation, which may decrease ruminal microbial protein synthesis. Electrophoretic studies showed albumin disappearance in both SFM and SP, whereas changes in other RU proteins were more pronounced in SP than SFM. The chemical composition of bacteria associated with solid (SAB) and liquid (LAB) rumen-digesta phases was studied to examine the accuracy of a previous regression system determining the underevaluation of SAB-nutrient supply using 15N as marker and LAB as microbial reference (chapter 4). Compared with SAB, LAB showed lower contents of organic matter, polysaccharide-glucose and total lipids and the opposite for the CP content and the 15N enrichment. Present data fitted well to the previous relationship predicting the 15N enrichment of SAB from the same value in LAB. This new equation allows establishing an underevaluation in the supply of CP from the synthesized SAB in 22.0% if LAB is used as reference. Another relationship calculated using mean diet values from the literature confirmed the magnitude of this error. This underevaluation was higher for the supply of glucose (43.1%) and still higher for the lipid supply (59.9%) as a consequence of the lower contents of these both fractions in LAB than in SAB. These errors should be considered to obtain more accurate estimates of the microbial nutrient supply and to improve ruminant nutrition. A production study was performed in experiment 2 (chapter 5) to examine the effects of treating SFM and SP meals with orthophosphoric or malic acid solutions on growth performance, concentrate intake, and carcass yield and fatness of growing-fattening lambs. Ninety "Entrefino" cross male lambs from three commercial farms (average initial body weights (BW) = 14.6, 15.3 and 13.3 kg) were randomly assigned to five diets with different acid treatment and protein levels, and fattened to an average slaughter weight of 25 kg. Protein sources in the control concentrate (C; CP=18%) were soybean meal and untreated SFM and SP. In three of the experimental concentrates, orthophosphoric acid-treated meals substituted untreated SFM and SP (Orthophosphoric Control, PC; CP=18% dry matter basis), and soybean meal was partially (Medium Substitution Orthophosphoric, MSP; CP=16.7%) or totally removed (Total Substitution Orthophosphoric, TSP; CP=15.6%). In addition, in one concentrate orthophosphoric acid was replaced by malic acid to protect these meals (Medium Substitution Malic, MSM; CP= 16.7%). Wheat straw (roughage source) and concentrate were offered ad libitum. Eighteen lambs were allocated to six pens of three animals on each diet. Data were analyzed using a factorial analysis with initial body weight BW as covariate and farm of origin as block. Data on concentrate intake and feed conversion efficiency were analyzed using pen as experimental unit, while data on average daily gain, carcass yield, dorsal fat, and kidney-pelvic-fat were analyzed with lamb as experimental unit. No effect associated with the CP level was observed on any parameter. This suggests that with protected proteins it is possible to feed concentrates with 15.6% CP (dry matter basis) reducing the quantity of vegetable protein meals to include in the concentrate as well as the quality of the protein concentrates. Lambs feed MSM had higher average daily gains (15.2%; P= 0.042), and better hot carcass yields (1.3 percentage points; P= 0.037) than lambs feed MSP. This probably can be explained by ruminal malate actions and by greater protection effects obtained with malic acid.

Dieta Mediterránea, una historia de sabor, salud y sostenibilidad

Existe abundante evidencia científica del papel de la Dieta Mediterránea tradicional y de sus componentes en la Salud y la Sostenibiliad. La Dieta Mediterránea es un dieta sana, nutritiva y palatable, relacionada con la prevención de las enfermedades crónicas y con una menor morbi-mortalidad y mayor esperanza y calidad de vida. Pero no sólo es un modelo de alimentación sana para el hombre sino también para el medio ambiente. Por estar basada fundamentalmente en el consumo de alimentos de origen vegetal es también una dieta sostenible y respetuosa con el medio ambiente.

¿Siguen patrones de dieta mediterránea los universitarios españoles?

Objetivo: Determinar el patrón de consumo de alimentos del alumnado de la Universidad de Alicante (UA) mediante el grado de adecuación a la dieta mediterránea. Método: Estudio transversal descriptivo para estimar la ingesta individual a través de un cuestionario de frecuencia de consumo de alimentos (CFCA) en una muestra representativa de 380 universitarios. Variables a estudio: edad, sexo, área geográfica de procedencia, peso y talla autoreferidos. Así como los alimentos y frecuencias de consumo que componen el CFCA. Se determinó el porcentaje de adecuación teniendo en cuenta, consumo real sobre consumo recomendado por la guía dieta mediterránea tradicional: (100 x raciones consumidas/raciones recomendadas). Se establecieron 5 rangos de porcentaje adecuación: consumo óptimo (80%-119%), consumo aceptable (60%-79%), consumo deficiente (40%-59%), consumo muy deficiente (< 39%), consumo excesivo (> 120%). Se realizó contraste de diferencia de proporciones y la prueba t-Student con EPIDAT 3.1, y SPSS 15.0. Resultados: Prevalencia de sobrepeso-obesidad, es mayor en hombres (34,6%) que en mujeres (9,8%), p < 0,001. Mientras que las mujeres presentan mayor prevalencia de bajo peso (7,0%) que hombres (0,7%), p < 0,05. El consumo de cereales y derivados es muy deficiente (mujeres = 90,6; hombres = 94,9), y el consumo de carnes rojas (mujeres = 90,6; hombres = 92,7) y embutidos (mujeres = 95,9%, hombres = 96,3%) es excesivo. Ningún alumno cubre un “consumo óptimo” o un “consumo aceptable” de todos los grupos de alimentos (n = 12). Discusión: El nivel educativo y el acceso a la información no protegen a la población universitaria de factores socioambientales que influencian sus hábitos alimentarios. Deben reforzarse estrategias de salud pública dirigidas a este grupo de población.

Unidades de medida utilizada en los tratamientos para reducir el peso y la obesidad: revisión sistemática

Existen diferentes tratamientos para reducir el sobrepeso y la obesidad; no obstante, los resultados de los tratamientos sobre la pérdida de peso tienen una expresión muy heterogénea. Objetivo: Determinar las unidades de medida más utilizadas en los tratamientos de pérdida de peso, mediante la revisión de artículos científicos. Método: Se ha realizado una revisión sistemática de los últimos 5 años en CINHAL, Proquest y Scopus. Se han seleccionado los artículos publicados en inglés, francés y español. Los criterios de inclusión han sido: artículos de tratamiento únicamente dietético del sobrepeso en humanos. Los criterios de exclusión: tratamientos no dietéticos, enfermedades metabólicas, menos de 50 pacientes y menos de 8 semanas de tratamiento. La revisión ha sido realizada por dos investigadores independientes. Resultados y discusión: De 854 artículos, sólo 61 cumplían con los criterios establecidos. Estos se agruparon en 5 subgrupos, según expresaban la pérdida, en kilos o en porcentajes. Los resultados muestran falta de homogeneidad en la expresión de dicha pérdida. Conclusiones: Existe una gran heterogeneidad en la expresión de los resultados de los tratamientos de pérdida de peso; la dieta es una de las herramientas menos usadas; el análisis de los ensayos clínicos de intervención refleja una alta calidad en los sujetos mayores de 18 años, destacando la carencia de este tipo de líneas de investigación en los menores de esa edad. Por ello, se deberían estandarizar las magnitudes de expresión del éxito de dichos tratamientos y aumentar las líneas de investigación sobre este tema.

El paper de l'etnobotànica en la consecució d'una alimentació saludable

A partir del problema de l'alimentació inadequada que segueix bona part de la població i les conseqüències que comporta en termes de salut (Varela, coord., 2013) s'aborda l'alternativa gastronòmica que representa el model alimentari de la Dieta Mediterrània (DM) per a fer front a molt d'aquests problemes, com també el paper que pot jugar l'etnobotànica en el procés de readaptació d'aquell model a la realitat del segle XXI i a la configuració d'una cultura aliffientària saludable i sostenible.

Plantas tradicionales de la Vall d´Albaida

El objetivo principal de este trabajo es estudiar desde el punto etnobotánico las recetas tradicionales de la Vall d´Albaida. Estas recetas continúan manteniendo en la actualidad las características comunes a la mediterránea, sobre todo en el marco de los pueblos, donde casa si casa no tiene un huerto o campo donde recoge productos agrícolas y donde la introducción de productos nuevos no altera esencialmente las recetas. El trabajo de campo ha sido realizado mediante entrevistas a informantes siguiendo la metodología etnobotánica. Las participantes en las entrevistas han sido todas mujeres, excepto en un caso, todos los entrevistados son de la Vall d´Albaida (Ontinyent, Bocairent y l´Olleria). Con estas entrevistas y con las fuentes utilizadas, se ha podido obtener la información necesitada de los orígenes de nuestra cocina y de las expresiones a los que va ligada. Los resultados reflejan que los ingredientes más utilizados son los que han sido la base de nuestros orígenes. De las cincuenta recetas recogidas los arroces y las ollas son los que más comparten entre los distintos pueblos. Pero siempre hay pequeñas diferencias de costumbres en cada casa. La introducción de productos nuevos no ha alterado las recetas tradicionales. Nuestra cocina es un fiel reflejo de la dieta mediterránea, y se caracteriza por los platos fuertes y prácticamente únicos.

Diferenciación sexual del lenguado de California Paralichthys californicus y control de la proporción sexual mediante la utilización de la hormona 17β-estradiol

El lenguado de California Paralichthys californicus es una especie con alto valor comercial debido a su gran tamaño y calidad de su carne. Esta especie presenta dimorfismo sexual en el crecimiento donde las hembras crecen más rápido que los machos, por lo tanto el cultivo monosexual de hembras resulta favorable para la producción. En el presente estudio se registró el proceso de diferenciación sexual mediante cortes histológicos de las larvas y gónadas del lenguado de California asimismo se probó el efecto de diferentes concentraciones de 17β-estradiol (E2) (2.5, 5 y 10 mg/kg) a través de la dieta para incrementar la proporción de hembras en el cultivo. A los 25 días después de la eclosión (DDE) se observó el primordio gonadal en ejemplares con una longitud total promedio de 6.96 ± 0.92 mm, hasta el día 75 DDE (37.58 ± 6.58 mm) se observó una gónada indiferenciada evidenciada por la presencia de células germinales primordiales. La primera evidencia de diferenciación se registró a los 115 DDE (55.93 ± 14.67 mm) donde se observó la cavidad ovárica y posteriormente a los 180 DDE (115.70 ± 17.02 mm) se evidencian ovarios con ovocitos en crecimiento y testículos con espermátidas. Por lo tanto, el periodo lábil para la diferenciación sexual se encuentra entre los días 75 y 115 después de la eclosión. Por otro lado, el suministro de E2 a través de la dieta a concentraciones de 2.5, 5 y 10 mg/kg incrementó el porcentaje de hembras de 26.67% (control, no adición de E2) a un 100% en todos los tratamientos. Se encontraron diferencias en la proporción de los tipos celulares (ovogonias, ovocitos primarios en fase I y II) entre el control y los tratamientos mientras que no se registraron alteraciones histológicas como atrofia gonadal en ninguno de los casos.

La geochimica degli isotopi stabili applicata a reperti scheletrici fossili per ricostruzioni paleoambientali (sito archeologico di Arslantepe –Turchia).

Il sito archeologico di Arslantepe (provincia di Malatya, Turchia) rappresenta un caso di studio di potenziale interesse per l’interazione tra i mutamenti climatici e la storia della civiltà. Il sito, occupato quasi ininterrottamente per un periodo di tempo relativamente lungo (6250-2700 BP), ha fornito una grande quantità di reperti ossei, distribuiti lungo una stratigrafia archeologica relativamente dettagliata e supportata da datazioni al radiocarbonio. Tali reperti, indagati con le tecniche della geochimica degli isotopi stabili, possono costituire degli efficaci proxy paleoclimatici. In questo lavoro è stata studiata la composizione isotopica di 507 campioni di resti ossei umani e animali (prevalentemente pecore, capre, buoi). I rapporti isotopici studiati sono relativi a ossigeno (δ18Ocarb, δ18Oph), carbonio (δ13Ccarb, δ13Ccoll) e azoto (δ15N), misurati nella frazione minerale e organica dell’osso; la variabilità nel tempo di questi parametri, principalmente legati alla paleonutrizione, può essere correlata, direttamente o indirettamente, a cambiamenti dei parametri ambientali quali temperatura e umidità atmosferiche. I risultati indicano che la dieta degli animali selvatici e domestici di Arslantepe era quasi esclusivamente a base di piante a ciclo fotosintetico C3, generalmente tipiche di climi umidi o temperati. La presenza di piante C4, più tipiche di condizioni aride, sembrerebbe essere riconoscibile solamente nella dieta del bue (Bos taurus). La dieta umana era esclusivamente terrestre a base di cereali e carne di caprini con una percentuale esigua o del tutto assente di carne di maiale e bue. Dal punto di vista paleoclimatico il principale risultato del lavoro consiste nel riconoscimento della preservazione di un segnale paleoclimatico a lungo termine (δ18OW, composizione isotopica dell’ossigeno dell’acqua ingerita), che identifica un massimo relativo di umidità attorno al 5000 BP e che si correla, per andamento e ampiezza della variazione a record paleoclimatici di sedimenti lacustri collocati in regioni adiacenti all’area di studio. Sulla base del confronto dei tre segnali isotopici sono state inoltre riconosciute due anomalie climatiche siccitose a breve termine, apparentemente riferibili a due episodi di aridità a scala regionale documentati in letteratura.

Efectos de la administración exógena de rhGH y de la ingesta de dietas con lactoalbúmina sobre el perfil lipídico, la actividad paraoxonasa y parámetros ponderales en ratones BALB/c adultos y viejos

El progreso de la edad lleva en los seres vivos al envejecimiento como un proceso ineludible y viene acompañado de una serie de alteraciones y procesos deletéreos que no son exclusivos de la vejez. En este estudio se seleccionaron dos estrategias antienvejecimiento: por un lado la estrategia endocrina consistente en la administración exógena de hormona de crecimiento humana recombinante (rhGH), y por otro la estrategia nutricional que propone el suministro de una proteína de alta calidad nutricional como es la lactoalbúmina en dos concentraciones en la dieta. Los objetivos de esta tesis doctoral fueron los siguientes: 1)Aplicar dos estrategias antienvejecimiento: el tratamiento con rhGH y la alimentación con dietas conteniendo dos concentraciones de lactoalbúmina (14% y 20%) a ratones BALB/c maduros y viejos, para determinar sus efectos, así como la diferencia de edad, sobre los parámetros ponderales, la ingesta, y la distribución de sustratos corporales, en especial la grasa y la proteína, así como la razón proteína/grasa. 2)Estudiar, los efectos de dichas estrategias y la edad, sobre el perfil lipídico y la actividad de la enzima paraoxonasa (PON1). 3)Evaluar los posibles efectos de los factores (EDAD, TRATAMIENTO y DIETA), así como de las interacciones de dichos factores (análisis de la varianza) y el estudio posterior de las diferencias de entre grupos (comparación post hoc). 4)Realizar estudios comparativos con controles a dos niveles. Por una parte, con controles del tratamiento endocrino y nutricional, comparando ratones tratados con rhGH frente a salinos, así como 20% frente a 14%; y en segundo lugar comparando los ratones alimentados con las dietas experimentales frente a controles alimentados con una dieta comercial control. 5)Se realizó un estudio histológico del parénquima hepático para poder comprobar y comparar el estado de los hepatocitos entre los diversos grupos experimentales y controles...

Estudio de hábitos alimentarios y conocimientos nutricionales en embarazadas de distintas áreas de salud de la Comunidad de Madrid

El embarazo o gestación se define como el período de desarrollo intrauterino, que abarca entre 38 y 42 semanas, y que comprende desde la concepción hasta el nacimiento. Desde el punto de vista nutricional, esta etapa constituye una de las más vulnerables en la vida de la mujer, ya que, además de tratarse de un periodo en el cual las necesidades de nutrientes son especialmente elevadas, pues la gestante no sólo debe cubrir sus propias necesidades, sino también las del feto en crecimiento y las derivadas de la síntesis de nuevos tejidos, cualquier error nutricional podría tener repercusiones más graves que en otras etapas de la vida y afectar, no sólo a la salud de la madre, sino también a la del descendiente, y no sólo durante el proceso gestacional, sino también en etapas posteriores de la vida. Por otro lado, si bien el embarazo, puede ser una etapa altamente motivadora para que la mujer modifique su comportamiento alimentario, constituyendo un momento óptimo para inculcar la importancia de una alimentación y un estilo de vida saludable, diversos trabajos han comprobado que, en muchas ocasiones, los conocimientos nutricionales de las gestantes no son los más acertados, hecho que unido a los antojos, o a los cambios en el apetito y el gusto, declarados de forma frecuente por las embarazadas, hace que la dieta no sea siempre adecuada, especialmente, en las gestantes con un menor nivel educacional. En base a todo ello, el objeto de la presente tesis doctoral ha sido conocer los hábitos alimentarios, el estilo de vida y los conocimientos en nutrición de un grupo de gestantes de la Comunidad de Madrid y, analizar las diferencias existentes en función de distintas variables como la edad, el IMC previo al embarazo, el nivel de estudios y el país de origen de la embarazada...

Efecto de la fuente y nivel de zinc en el comportamiento productivo de machos no castrados (40-110 kg) y su relación con el comportamiento sexual

El uso de fuentes de Zn (orgánicas e inorgánicas) en el pienso de cerdos prepúberes se ha mostrado indispensable, ya que este mineral ha evidenciado beneficios relacionados con aspectos reproductivos, respuesta inmunitaria, estado de salud, ganancia de peso, consumo de pienso. Los primeros estudios que identificaron al Zn como componente fundamental en la reproducción fueron en la década de los 40´s, en donde se estableció la importancia de este mineral en el desarrollo de las células de Leydig, a partir de estos descubrimientos se recomienda la utilización del mineral en el pienso de los cerdos. Sin embargo, las recomendaciones que se han hecho para apoyar el efecto del Zn en la reproducción, fueron identificadas hace 30 años, y poco se ha estudiado desde entonces con respecto al nivel de Zn que habría que incluir en el pienso. Por otra parte, la industria alimenticia animal ha desarrollado fuentes minerales con mayor biodisponibilidad, por un lado para que el organismo pueda utilizarlo más rápida y eficientemente (>biodisponibilidad) y por otra parte para evitar que el mineral consumido por el animal, se pierda a través de las deyecciones, asegurando con ello no solo la reducción de las pérdidas económicas, sino la minimización del impacto ambiental que el Zn ejerce negativamente. De esta manera, se decidió realizar una investigación que proporcionara información sobre el efecto de las fuentes y niveles de Zn, en la eficiencia de crecimiento y desarrollo de cerdos prepúberes y verracos jóvenes, en el desarrollo de los testículos y sus estructuras celulares, así como en el comportamiento sexual de los verracos jóvenes. Para lo anterior se utilizaron 50 cerdos de la línea genética York x Landrace, con un peso medio inicial de 35±1.25, estos animales se distribuyeron en siete tratamientos, los cuales correspondieron a dietas formuladas con y sin la adición de fuente de Zn (ZnSO4, ZnO, ZnMet) , y a dos niveles (150ppm y 200ppm de Zn). La dieta base fue formulada utilizando la tabla de necesidades nutritivas del FEDNA (2006). Todos los cerdos fueron colocados en jaulas individuales, con comedero y bebedero individual. Se les dio un periodo de adaptación de 15 días, posteriormente se inició la fase experimental en la que se midió el consumo de pienso (CDP), conversión alimenticia (CA), ganancia de peso (GDP), al finalizar el periodo de crianza (Crecimiento, Desarrollo y Finalización) y los cerdos llegaron a un peso mayor a 100Kg, se sacrificaron tres cerdos, de los cuales se obtuvieron los testículos, epidídimos, bazo, páncreas, hueso (fémur), hígado y riñones, para analizar a través de Espectrofotometría de Absorción Atómica la concentración de Zn...

Nutrigenómica de la tilapia, ("Oreochromis niloticus") alimentada con diferentes fuentes de ácidos grasos

El pescado es uno de los productos alimenticios básicos más comercializados en el mundo y desempeña un papel importante en la seguridad alimentaria y nutritiva, por ser una fuente de ácidos grasos omega 3 de cadena larga (EPA y DHA). El creciente interés por esta fuente de ácidos grasos ha incrementado su precio y, con ello, los costos de producción en la acuicultura. Todo esto ha llevado a la búsqueda de nuevas fuentes alternativas de ácidos grasos omega 3 de cadena larga para reemplazarlos. El objetivo de esta tesis fue investigar los efectos producidos en el metabolismo de los ácidos grasos y en los procesos de estrés en la Tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus), al sustituir el aceite de pescado (fuente de ácidos grasos omega-3 de cadena larga) de su dieta por aceites vegetales (aceite de lino, aceite de girasol y aceite de girasol alto-oleico). Utilizando muestras de cerebro, músculo e hígado, se evaluaron los perfiles de expresión génica por Differential Display y la expresión relativa de genes candidatos mediante RT-PCR cuantitativa. Los resultados mostraron que las dietas basadas en aceites vegetales produjeron un aumento significativo en la expresión de genes que participan en la elongación y desaturación de los ácidos grasos (que permiten la conversión de ácidos grasos esenciales linoleico y linolénico en PUFA de cadena larga: AA, EPA y DHA) y una disminución en la expresión de enzimas que se activan en situaciones de estrés por osmorregulación, choque térmico y respuesta inmune. Estos resultados aportan una prueba más de que es posible sustituir el aceite de pescado por aceites vegetales en la dieta de Tilapia del Nilo, sin generar efectos negativos en el bienestar animal...

La cerámica del yacimiento arqueológico de Castillejo del Bonete (Terrinches, Ciudad Real). Estudio morfológico y tecnólogico

El presente trabajo incluye el estudio de un amplio conjunto cerámico perteneciente al yacimiento arqueológico de la Edad del Cobre y Edad del Bronce de Castillejo del Bonete. La muestra fue recuperada de distintas áreas del asentamiento durante la campaña de excavación de 2012. La investigación ha tenido como fin conocer mejor la relación forma-función de las vasijas, su proceso de fabricación, así como el modelo productivo y las posibles manifestaciones simbólicas presentes en el repertorio analizado. La metodología utilizada para cumplir con los objetivos se ha basado en la recopilación de datos, considerando una serie de variables morfológicas y tecnológicas, y su procesamiento con el empleo de técnicas estadísticas sencillas.

La fraseología en el aula de E/LE: ¿un reto difícil de alcanzar? Una aproximación a la fraseodidáctica

En el presente artículo nos proponemos presentar una visión general de la fraseodidáctica, una disciplina relativamente nueva que, hoy en día, gracias a un considerable número de trabajos centrados en diferentes aspectos concernientes a la enseñanza de lenguas, se ha convertido en un campo de estudio independiente. Así pues, no solo explicaremos la definición del concepto fraseodidáctica, sino también su evolución y objetivos. Además, presentaremos los motivos por los cuales la fraseología debe contemplarse como una materia imprescindible e insoslayable en el aula de E/LE, así como indagaremos en diversas propiedades fraseológicas que dificultan tanto la labor del docente como el proceso discente. Finalmente, partiendo de las ideas desarrolladas, ofreceremos consideraciones metodológicas generales con interesantes implicaciones didácticas.