UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA INSTITUTO DE CIENCIAS AGRÍCOLAS

INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN CIENCIAS VETERINARIAS

DOCTORADO EN CIENCIAS AGROPECUARIAS

Evaluación de una levadura enriquecida con Cr añadida a diferentes niveles a dietas de finalización para ovinos y bovinos: Comportamiento productivo, retención

de energía, características de la canal, rendimientos al corte y masa visceral

TESIS

PARA OBTENER EL GRADO DE DOCTOR

EN CIENCIAS AGROPECUARIAS

PRESENTA

YISSEL SACNICTÉ VALDÉS GARCIA

Director de tesis

DR. ALEJANDRO PLASCENCIA JORQUERA

Co-director de tesis

DR. ALFREDO ESTRADA ANGULO

Asesores

DR. FRANCISCO GERARDO RÍOS RINCÓN

DR. ALBERTO BARRERAS SERRANO

DRA. NOEMÍ GUADALUPE TORRENTERA OLIVERA

Mexicali, Baja California. Noviembre de 2011.

ii

Ésta tesis se realizó bajo la dirección del Consejo Particular indicado, ha sido revisada y aprobada por el mismo y aceptada como requisito para la obtención del grado de:

Doctor en Ciencias Agropecuarias

Consejo Particular

DR. ALEJANDRO PLASCENCIA JORQUERA

DIRECTOR

DR. ALFREDO ESTRADA ANGULO

CO-DIRECTOR

DR. FRANCISCO GERARDO RÍOS RINCÓN

ASESOR

DR. ALBERTO BARRERAS SERRANO

ASESOR

DRA. NOEMÍ GUADALUPE TORRENTERA OLIVERA

ASESOR

Mexicali, Baja California. Octubre de 2011

iii

AGRADECIMIENTOS

iv

CONTENIDO

EXPERIMENTO I

Página

LISTA DE CUADROS…………………………………………………………… i

LISTA DE GRAFICOS…………………………………………………………… ii

RESUMEN……….……………………………………………………………...... iii

ABSTRACT.………………………………………………………………………. v

INTRODUCCIÓN…………………….……………………………………........... 1

REVISIÓN DE LITERATURA…………………….…………………………….. 4

Fuentes bióticas (sacaromycescerevisiae)............................................. 4 Cultivos microbianos………..………………………..……………………... 5

Efecto de levaduras sobre pH ruminal……………..………..................... 8

Efecto de levadura sobre ácidos grasos volátiles……..………………… 8

Digestión ruminal……………………………………………………...…..... Mecanismo de acción de sacaromices cerevisae……………………….

9 11

Fuente no biótIca (Cromo)…………………………………………………… 13

Absorción………………………………………………………………..…… 14

Transporte…………………………………………………………………… 14

Excreción…………………………………………………..………………… 15

Crecimiento y composición corporal………………….………………... 15

Beneficio de la función y la forma orgánica del cromo…………………. 17

Insulina……………………………………………………………………… 18

CONCLUSIONES…………………………………………………………… 24

LITERATURA CITADA…………………………………………….………. 25

v

Abstract…………………………………………………………….................... 33 Introduction……………………………………………………………………… Materials and methods…………………………………………………….......

34 35

Results and discussion……………………………………………….............. 38 References……………………………………………………………………… 41 EXPERIMENTO II

Abstract……………………………………………………….......................... 54 Introduction……………………………………………………………............. 55 Materials and Methods………………………………………………............. 56 Results..................................................................................................... 59 Discussion……………………………………………………......................... 60 Conclusions.............................................................................................. 65 References……………………………………………………………….......... 66

i

LISTA DE CUADROS

Página

REVISION DE LITERATURA

Cuadro 1. Perfil de suero de novillos suplementados con cromo durante periodo de crecimiento……………………………………………

21

EXPERIMENTO I

Table 1. Composition of experimental diets (DM basis.)………………. 38

Table 2. Treatments effects on growth performance in feedlot heifers………………………………………………………………………….

39

Table 3. Treatments effect on carcass characteristics in feedlot heifers

41

EXPERIMENTO II

Table 1. Composition of experimental diets (DM basis)………………... 63

Table 2. Treatments effects on growth performance in feedlot heifers. 66

Table3. Treatments effect on carcass characteristics in feedlot heifers………………………………………………………………………….

69

ii

LISTA DE GRÁFICOS

REVISIÓN DE LITERATURA Página

Gráfica 1. Inmunoglobulinas séricas de novillos suplementados con harina de soya…………………………………………………………..

22

iii

RESUMEN

Con el fin de evaluar el efecto de la alimentación de diferentes niveles de cromo y

levadura viva enriquecida (Cr-YC) sobre el crecimiento, la energía en la dieta y

características de la canal en el ganado de finalización, un total de 60 novillas (371

± 7 kg) y 40 corderos enteros Pelibuey x Katahdin (35.5 ± 0.4 kg), fueron utilizados

en dos pruebas de finalización en un diseño de bloques completos al azar. La

fuente de la levadura (Saccharomyces cerevisiae cepa N. 7907) fue levadura

comercial ganadero Plus ® y levadura enriquecida con cromo orgánico y minerales,

Beef-8-Ways® (Biotecap ®, Guadalajara, México). La concentración neta de cromo

(complejo cromo-niacina) como mineral y levadura viva fue de 500 ppm y contenía

5.5 × 109 UFC por gramo. El objetivo del experimento en bovinos de engorda fue el

de evaluar la influencia de la suplementación en la dieta con clorhidrato de zilpaterol

(ZIL) o con diferentes niveles de cromo y levadura viva enriquecida con cromo (Cr-

YC) sobre el el comportamiento productivo y características de la canal. Las

vaquillas fueron asignadas al azar por peso en 20 corrales (4 cb/corral) y los

tratamientos fueron: 1) dieta de finalización alta en energía, libre de levadura y ZIL-

(Testigo), los tratamientos 2, 3 y 4) fueron la dieta Testigo suplementada con Cr-YC

para una dosis final de 10, 20 o 30 g cab-1 d-1 de la cepa de levadura, y 5) la dieta

Testigo suplementada con 6 mg de ZIL kg-1 de alimento durante 30 días (ZIL). En

comparación con los controles, ZIL incrementó (P ≤ 0.05) el peso final (3.8%), la

ganancia diaria ajustada a la canal (18.7%), energía neta aparente de

mantenimiento de la dieta (14%), porcentaje de rendimiento de la canal (2.6%), y

disminuyó (P ≤ 0,02) el consumo de materia seca observado sobre lo esperado

(14%), grasa de riñón, pelvis y de corazón (KPH; 19.8%) y espesor de grasa

(9.4%). En comparación con los tratamientos con Cr-YC, ZIL aumentó (P ≤ 0.03) la

ENm aparente de la dieta, rendimiento de la canal, y disminuyó (P ≤ 0.04) el

consumo de materia seca observado sobre lo esperado además de KPH. El nivel de

suplementación con Cr-YC incrementó (componente lineal, P ≤ 0,04) BW, ADG, F:

G final, ENm aparente de la dieta, y disminuyó (P=0.02) el consumo de materia

seca observado sobre lo esperado, espesor de grasa y KPH. El objetivo del

experimento en corderos de engorda, fue evaluar los efectos de la alimentación de

iv

los diferentes niveles de cromo y levadura enriquecida en vivo (Cr-YC) sobre el

comportamiento productivo, energía de la dieta, características de la canal y la

masa de órganos viscerales. Los corderos fueron asignados al azar por el peso en

20 corrales (2cab /corral). Los tratamientos consistieron en una dieta de finalización

a base de maíz rolado suplementados con 0, 1, 2 o 3 g de Cr-YC/cordero/d. No se

observaron efectos del tratamiento en el consumo de materia seca. Durante los

primeros 28 días del ensayo, no hubo efecto del nivel de suplementación con Cr-YC

sobre el comportamiento productivo y la energía neta de la dieta (EN). Del día 28 al

día del sacrificio, acrecentando el nivel de suplementación de Cr-YC, se incrementó

(efecto lineal, P ≤ 0.04) ADG, eficiencia alimenticia (GF) y la energía neta de la dieta

(EN) y disminuyó (efecto lineal, P

v

ABSTRACT

In order to evaluate the effect of feeding different levels of chromium-enriched live

yeast (Cr-YC) on growth performance, dietary energetics and carcass traits in

finishing cattle, a total of 60 crossbred heifers (371 ± 7 kg) and 40

Pelibuey×Katahdin intact lambs (35.5± 0.4 kg) were used in two finishing trial

under in a randomized complete block design. The source of yeast

(Saccharomyces cerevisiae N. strain 7907) used were the commercial trade Cattle

-Plus® and organic chromium mineral-enriched yeast; Beef-8-Ways® (Biotecap®,

Guadalajara, México). The net concentration of chromium (as chromium-niacine) of

mineral live yeast was 500 ppm and contained 5.5 × 109 CFU per gram. The aim in

the feedlot cattle experiment was to evaluate the influence of dietary

supplementation with zilpaterol hydrochloride (ZIL) or with different levels of

chromium-enriched live yeast (Cr-YC) on growth performance and carcass

characteristics. Heifers were randomly assigned by weight in 20 pens (4 hd/pen)

and treatments were: 1) High-energy finishing diet free of yeast and ZIL-free (Ctrl);

treatments 2, 3 and 4) were the Ctrl diet supplemented with Cr-YC for a final dose

of 10, 20 or 30 g hd -1 d-1 of yeast strain, and 5) Ctrl diet supplemented with 6 mg

of ZIL kg-1 of feed for 30 d (ZIL). Compared with controls, ZIL increased (P≤ 0.05)

final weight (3.8%), carcass-adjusted daily gain (18.7%), apparent dietary net

energy of maintenance (14%), carcass dressing percentage (2.6%), and

decreased (P≤ 0.02) observed/expected DMI (14%), kidney, pelvic and heart fat

(KPH; 19.8%) and fat thickness (9.4%). Compared with Cr-YC treatments, ZIL

increased (P ≤ 0.03) apparent dietary NEm and dressing percentage, and

decreased (P ≤ 0.04) observed/expected DMI and KPH. Level of supplemental Cr-

YC increased (linear component, P ≤ 0.04) final BW, ADG, F:G, apparent dietary

NEm, and decreased (P =0.02) observed/expected DMI, fat thickness and KPH.

The objective in the feedlot lambs experiment was to assess the effects of feeding

different levels of chromium-enriched live yeast (Cr-YC) on growth performance,

dietary energetics, carcass traits and visceral organ mass. Lambs were randomly

assigned by weight in 20 pens (22 hd/pen) Treatments consisted of a dry rolled

corn-based finishing diet supplemented with 0, 1, 2 or 3 g Cr-YC/lamb/d. There

vi

were no treatment effects on DMI. During the first 28 d of the trial, there were no

effects of supplemental level of Cr-YC on growth performance and dietary net

energy (NE). From day 28 to harvest, increasing level of supplemental Cr-YC

increased (linear effect, P ≤ 0.04) ADG, gain for feed ratio (GF) and dietary NE,

and decreased (linear effect, P

1

INTRODUCCIÓN

El empleo de aditivos se ha asociado de forma errónea al uso de sustancias

que variando la dosis de empleo podrían usarse como simples mejoradores de los

rendimientos productivos (promotores de crecimiento) ó bien como agentes con

fines terapéuticos. El objetivo de estos es la mejora de la conversión alimenticia y

/o aumento de peso, aunque los beneficios secundarios serian una mejora de la

salud general del animal.

Existe una reglamentación definida a nivel común de las sustancias

autorizadas según especies y niveles de inclusión que abarcan muchos más

campos. Estos van desde los antioxidantes hasta las sustancias tampón, como

vitaminas, minerales, antibióticos, probióticos, enzimas etc.

En esta revisión se hace énfasis en aditivos de uso más reciente como el

caso de levaduras y minerales bajo la forma orgánica. La respuesta a este hecho

se puede encontrar que son productos naturales en algunos casos (levaduras) o

en que no tienen efectividad terapéutica sea cual sea su dosis de utilización

(enzimas).

El objetivo de empleo de este conjunto de aditivos no es otro que el

de mejorar los rendimientos productivos, no sólo incrementando los niveles de

producción sino también mejorar os parámetros reproductivos y el estado sanitario

de los animales.

El efecto de la suplementación de la dieta con aditivos para piensos

destinados a la mejora de la salud y la producción de ganado se ha estudiado

durante muchos años. En este sentido los aditivos zootécnicos, que se definen

como cualquier aditivo utilizado para influir en la productividad de los animales

sanos o en el medio ambiente y que incluyen diversos grupos funcionales, como los

digestivos, los estabilizadores de la flora intestinal y sustancias que actúan de forma

2

positiva en el medio ambiente ruminal y a otros aditivos zootécnicos.

Los comúnmente utilizados son algunas fuentes bióticas como

Saccharomyces cerevisiae para la mejora de la actividad de los microbios en el

tracto gastrointestinal, incrementando la digestibilidad de los nutrientes y el potencial

de producción de los animales (Newbold et al., 1995) y Lactobacillus spp. para

garantizar la competitividad de la exclusión de microorganismos indeseables en el

intestino, por lo tanto, favorece la salud de los animales.

Sin embargo hay mucha variación en el desempeño de los mismos animales

alimentados con diferentes especies de fuentes bióticas o incluso de la misma

especie, pero diferentes cepas. (Newbold et al., 1995). Observó que diferentes

cepas de S. cerevisiae tienen diferentes efectos sobre las bacterias del rumen in

vitro y en el ganado ovino, hubo una tendencia a un aumento en el número de

bacterias celuloliticas. Las fuentes bióticas al entrar al tracto gastrointestinal tienen

que hacer frente a determinadas limitaciones del medio ambiente, y las diferentes

cepas que difieren en su sensibilidad hacia ellos. Estos productos al ser

suministrados directamente a los animales mejoran su metabolismo, salud y

producción. Entre las fuentes bióticas las levaduras inducen efectos positivos en

términos de desempeño productivo en especies monogástricas, pero no pueden

colonizar el tracto digestivo. En monogástricos, los principales efectos de la

suplementación con levaduras y sus derivados (mánanos) son la estimulación de

las disacaridasas de las microvellosidades, el efecto antiadhesivo frente a

patógenos, la estimulación de la inmunidad no específica, la inhibición de la acción

tóxica y el efecto antagonista frente a microorganismos patógenos. Por otra parte,

las enzimas, minerales, vitaminas y otros nutrientes o factores de crecimiento que

producen las levaduras inducen respuestas benéficas en la producción animal. Por

todo es esto las fuentes bióticas, ofrecen la posibilidad de mantener el crecimiento

de animales alimentados con dietas sin antibióticos y bajo condiciones de estrés.

(Castro y Rodríguez, 2005).

3

Esta revisión menciona algunos de los estudios mediante los cuales las

levaduras y el cromo afectan de manera positiva los componentes celulares, tejidos

y sistemas de los animales, lo cual tiene influencia sobre los niveles de producción y

la salud del huésped.

Objetivo

Evaluar la adición de una fuente de levadura (Saccharomyces cerevisiae)

enriquecidas con cromo sobre el comportamiento productivo y características de la

canal en bovinos y ovinos finalizados en corral.

4

REVISIÓN DE LITERATURA

Fuente biótica

Levadura es un nombre genérico que agrupa a una variedad de organismos

unicelulares, que suelen medir de 5 a 10 micras. Las cuales incluyen especies

patógenas para plantas y animales, y especies no solamente inocuas sino de gran

utilidad (González y Valenzuela, 2003). Las especies difieren entre si al origen

donde se encuentran, morfología, y a la manera como metabolizan los diversos

substratos y a la forma en la que se reproducen. Saccharomyces cerevisiae es una

levadura que constituye el grupo de microorganismos inocuos. Su nombre deriva

del vocablo Saccharo (azúcar), myces (hongo) y cerevisiae (cerveza). (Hernández,

1999). Las levaduras son facultativos anaerobios lo cual significa que pueden

sobrevivir con o sin oxígeno. La propagación de las levaduras es un proceso aerobio

mediante el cual la levadura convierte al oxígeno y el azúcar, mediante el

metabolismo oxidativo, en bióxido de carbono y energía libre utilizable para el

crecimiento celular eficiente de la levadura (Estone, 1998).

En este sentido Saccharomyces cerevisiae es asociada al grupo de

microorganismos que están relacionados íntimamente a la mejora productiva. Los

resultados de la investigación in vivo han sido variables en cuanto a los efectos

directos de suplementación de levaduras a piensos de rumiantes en la utilización de

nutrientes y rendimiento productivo. Algunas investigaciones han demostrado el

aumento de las ganancias de peso, la producción de leche, y la digestibilidad total

del tracto componentes de los piensos (Hoyos et al., 1987). Algunos investigadores

(Williams et al., 1991; Lila et al., 2004) observaron que el consumo de levaduras

aumentó el número de bacterias en el rumen y estimuló la producción de algunos

productos finales de la fermentación. Esto sugiere que ciertos cultivos de levaduras

pueden ser factores de crecimiento para la población de los microbios ruminales. Sin

embargo, otros investigadores han informado de ausencia de efecto sobre la

digestión in vitro de la fibra cuando se incluyó levadura (Kung et al., 1997). Por otro

lado, se ha postulado que las enzimas proteolíticas y amilolíticas que residen en

Aspergillus oryzae puede tener efecto sobre la digestión de nutrientes. Del mismo

5

modo, se informó que un aumento en la digestibilidad de la materia seca, estaba

estrechamente relacionada con las enzimas liberados por las levaduras (Han et al.,

(1999; Kyung et al., 2006). En este estudio, la actividad de las enzimas digestivas

endógenas por Aspergillus oryzae no se midieron, lo que podría explicar los

mecanismos en relación con el proceso de digestión (Lee et al., 2006).

Con respecto a las fuentes bióticas, Eckles y Williams (995) publicaron sobre

el uso de levadura como suplemento alimenticio para vacas lactantes adicionando

una preparación de levadura seca a razón de 25 gramos por kilo de leche producida.

Los resultados son, sin embargo, muy inconsistentes, ya que en algunos

experimentos, no se observaron influencias significativas de la suplementación con

lavadura en la producción de leche (Ali et al., 1999) o sobre las características de

fermentación ruminal en ganado (Lescoat et al., 2000). Investigaciones realizadas

en la nutrición de rumiantes en México durante los últimos año, indica que no todas

las cepas de levadura tienen el mismo modo de acción de los diversos sistemas de

producción animal; las diferencias en la respuesta en este caso con cepa de S.

cerevisiae y la interacción que se produce con la dieta que se ofrece a los animales,

esto genera nuevas oportunidades, así como nuevos problemas, para definir la

modificación que causan al metabolismo ruminal, por efecto de las diferentes cepas

de cultivos y su diferencia en la cantidad suministrada. (Miller-Webster et al., 2002).

Cultivos microbianos

Los cultivos microbianos son productos formados por una mezcla de

microorganismos (hongos unicelulares y levaduras), enzimas, vitaminas, medios de

cultivo y factores no identificados relacionados con la levadura, que tienen efectos

benéficos en la fermentación ruminal. Sin embargo, a través de estudios se ha

observado que los efectos de agregar cultivo de levadura en la alimentación de los

rumiantes no son constantes, lo cual puede deberse a la combinación de distintos

factores inherentes a las levaduras (nucleótidos, aminoácidos y vitaminas), que son

proporcionados a los microorganismos simbióticos del rumen por medio del proceso

de lisis bacteriana (Newbold, 1990).

6

(Hubert, 1987) menciona que los cultivos de levadura presentan varias

características importantes: 1) No son patógenos, ni tóxicos, 2) No se absorben en

el tracto digestivo, 3) No dejan residuos en los tejidos animales, 4) Se utilizan en

pequeñas cantidades, 5) Proliferan in vivo e in vitro, 6) Promueven el crecimiento de

bacterias celulolíticas, 7) Son estables a temperaturas elevadas y 8) No causan

mutación. Se ha reportado (Gedek et al.,1993) que la adición de levadura S.

cerevisiae incrementa la concentración de bacterias gram negativas en el

contenido ruminal (1.6 x 104 vs 2.0 x l05 UFC/ml, UFC (unidades formadoras de

colonias) y también incrementa el contenido de bacterias gran negativas en las

heces (1.1 x 104 vs 2.6 x 103 UFC/ml), mencionando además, que la levadura

estimula el crecimiento de bacterias amilolíticas a nivel ruminal, estos resultados

que fueron confirmados por Harrison et al. (1988) quienes indican que la levadura

incrementa el número de bacterias totales, bacterias viables totales, celulolíticas,

amilolíticas y protozoarios; sin embargo, se han encontrado resultados

contradictorios en otros trabajos (Hernández, 1999).

La fermentación en el ambiente ruminal, está influenciada por la interacción

entre dieta, población microbiana y metabolismo propio del animal (Allen y Mertens

1988). Dos aspectos importantes en el rumen para la fermentación son: 1) las

condiciones para una eficiente actividad celulolítica y 2) la disposición de sustratos

para una síntesis optima de proteína microbial. Sin embargo, la importancia relativa

de estos procesos varía de acuerdo con las características del alimento y los

sistemas de producción animal.

La producción de ácidos grasos volátiles (AGV) se relaciona con la

producción de metano en el rumen y debe mantenerse el balance fermentativo en

todo momento debido a que el metano y el propionato sirven como captores del

exceso de equivalentes reductores que se producen a nivel ruminal (Rodríguez y

Llamas, 1990). Investigaciones realizadas por Wiedmeier et al. (1987) y Harrison

et al. (1987) mostraron cambios en la concentración de ácidos grasos volátiles por

una mayor actividad microbiana; por otra parte, en los estudios realizados por

7

Chademana y Offer (1990) y por Arcos et al. (2000) no registraron cambios en

ácidos grasos volátiles en su proporción molar. Aunque se ha informado que

S.cerevisiae incrementa la con concentración (mmol) de AGV totales en fluido

ruminal (Lila et al., 2004). En el caso de dietas con alto contenido de forraje, el

patrón de AGV en la fermentación ruminal fluctúa entre 65:25:10 a 70:20:10

(acetato: propionato: butirato, en porcentaje molar); por otra parte cuando la

cantidad de concentrado en la ración se eleva por encima de 70%, las proporciones

de AGV varían entre 45:40:15 a 50:40:10 (Shimada, 1991). Dietas compuestas

únicamente de forrajes dan una mezcla en proporción molar de 65-74% acético,

15-20% propiónico y 8-16% butírico (Thomas y Rook, 1977).

Por otra parte, Gedek et al. (1993) mencionan que S. cerevisiae no modifica

la fermentación ruminal por efecto de la adición de levadura en la dieta de los

animales. En este sentido Desnoyers et al. (2009) realizaron meta análisis

cuantitativo a 110 artículos, 157 experimentos y 376 tratamientos los cuales tratan

con suplementos de levadura en rumiantes; el objetivo fue demostrar los principales

efectos cuantitativos de los suplementos de levadura viva en el consumo, la

fermentación ruminal y la producción de leche, y además identificar las principales

diferencias en cuanto a experimentación, condiciones entre estudios los cuales

podrían afectar la respuesta al tratamiento. Se observó que el suplementar con

levadura aumentó el pH (0.03 en promedio) y la concentración de ácidos grasos

volátiles (2.17 Mm en promedio), tendió a disminuir la concentración de ácido láctico

ruminal (-0.9 mmo), y no tuvieron ninguna influencia en la proporción de acetato a

propionato. También se observó un aumento de consumo de materia

seca (0.44 g / kg de peso corporal), de la producción de leche (1.2 g / kg de peso

corporal), y tendió a aumentar el contenido de grasa de la leche (0.05%), pero no

influyó en el contenido de proteína de la leche. Los efectos de los suplementos

de levadura, en dósis expresada como log10 [1 + (ufc /100 kg de PV-1), confirmó los

efectos cualitativos observados en el primer análisis.

8

Efecto de levadura sobre pH ruminal

El pH ruminal promedia 6.35, variando de acuerdo al horario y tipo de

alimento consumido. El pH refuerza el balance entre la capacidad amortiguadora y

la acidez de la fermentación. Al disminuir el pH, se estrechan las relaciones acetato-

propionato, por consecuencia al incrementarse el pH se reduce el índice acetato-

propionato. La composición de la dieta y las prácticas de alimentación influyen sobre

el pH ruminal, ya que, a medida que se incrementa la proporción de ingredientes de

fermentación rápida disminuye el pH y viceversa (Kaufmann, 1976). Aun cuando

no puede definirse un pH óptimo en el medio ruminal, los microorganismos

presentan cierto intervalo en el cual se reproducen mejor y su metabolismo es más

eficiente, los protozoarios manifiestan su principal desarrollo a pH cercano a 6.5 y

son severamente afectados en pH superiores a 8.0 e inferiores a 5.5, siendo este

último uno de los factores que más afectan su población. Por lo tanto, una

disminución en el pH del rumen reduce la viabilidad de las bacterias celulolíticas y

por lo tanto, se reduce la actividad sobre los carbohidratos estructurales; Williams et

al. (1983), concluyeron que en condiciones ruminales de pH bajo, el ataque

bacteriano a las paredes celulares es difícil y por lo tanto se reduce su digestión.

En estudios realizados Williams et al. (1991) utilizando Sacharomices cerevisiae

observaron una estabilidad del pH de 6.0 por más horas post-consumo, no

resultando así cuando ésta no se adicionó. Se considera que un pH ruminal

superior a 6.2 es el óptimo para obtener una buena digestión de celulosa. La

importancia de la amortiguación del pH a nivel ruminal tiene la finalidad de mantener

el metabolismo de los microorganismos ruminales en un rango óptimo para su

crecimiento. La modulación del pH ruminal es uno de los efectos benéficos de S.

cerevisiae (Dawson, 1987).

Efecto de levadura sobre ácidos grasos volátiles.

La ácidos ruminal continúan siendo un problema en las explotaciones

intensivas sean de leche o carne y la severidad de esta depende de forma aguda

debido a la sobrecarga de ácido láctico y no solo afecta rendimiento del ganado sino

también por los problemas de salud como laminitis y abscesos hepáticos

9

(Chaucheyras et al., 2010). En estudios in vitro se han reportado que los cultivos de

levaduras pueden influir en el equilibrio bacterias metabolizadoras de lactato,

mediante la limitación de la producción de lactato por Streptococcus bovis y

favoreciendo la captación de lactato por Megasphaera elsdenii o Selenomonas

ruminantium (Nisbet y Martin, 1991; Chaucheyras et al., 1996; Rossi et al., 2004;

Brossard et al., 2006). La cepa de S. cerevisiae puede prevenir la disminución del

pH mediante la estimulación de ciertas poblaciones de los protozoos ciliados, que

rápidamente se alimentan de almidón y con ello competir eficazmente con las

bacterias amilolíticas (Mendoza, 1991).

Digestión ruminal.

En cuanto a la digestibilidad en rumen el análisis de la digestibilidad de los

alimentos es de gran importancia, ya que existen diferentes moléculas que son

fácilmente absorbibles y otras que son resistentes a la degradación (Minson, 1982).

La digestión de un ingrediente depende de los siguientes factores importantes: 1) La

cantidad del ingrediente, 2) Las propiedades intrínsecas del mismo y 3) La

interacción entre los ingredientes. La tasa de digestión es la interpretación de las

curvas de la degradación acumulativa y se refiere a la cantidad de alimento que

puede ser digerido por unidad de tiempo. En dietas a base de paja, más del 60% de

la digestión se lleva a cabo en el rumen, el efecto de los protozoarios sobre la

digestión de la pared celular de los vegetales son más marcados en dietas

suplementadas con almidón, con cierta disminución en la digestión de los

carbohidratos de la pared celular. Los protozoarios tienen mayor efecto sobre la

digestión de la hemicelulosa en comparación con la celulosa (+53% para

hemicelulosa vs. +23 % para celulosa). La cantidad de fibra detergente neutro (FDN)

en el forraje no está directamente relacionada al contenido de FDN degradable en

rumen, los factores físicos y químicos que limitan la digestión de la pared celular de

los forrajes pueden ser diferentes a los asociados con los granos. (Ushida et al.,

1990). De esta manera los resultados de investigaciones en dietas que incluyeron S.

cerevisiae utilizando forrajes en las dietas, observaron incrementos en el consumo

de alimento, en la digestibilidad de la materia seca, de la fibra detergente neutra y

10

de la proteína cruda cuando se añadieron a forrajes de baja calidad (Roa et al.,

1997); sin embargo, Drennan y Moloney (1993) no encontraron efecto sobre el

consumo de alimento pero se observó un incremento en la producción de leche.

Algunos resultados indican que no existe respuesta al cultivo de levadura

sobre la fermentación y digestibilidad ruminales debido a que algunos

investigadores no han observado efectos sobre el pH ruminal, N-NH, tasa de

fracción de flujo, volumen ruminal, concentración de ácidos grasos totales y la

digestibilidad total aparente de la materia seca, fibra detergente ácida y fibra

detergente neutro. Así mismo se han registrado resultados diversos en relación a la

digestibilidad del alimento (Mir y Mir, 1994). Por lo tanto, un incremento en el número

total de bacterias y un incremento en el número de bacterias celulolíticas que

pueden ser recuperadas del rumen, podría parecer como una de las respuesta más

consistentes a la adición de levadura, mientras el incremento en bacterias totales,

en muchos estudios, puede no alcanzar significancia estadística; los estudios en los

que la levadura no estimula el número total de bacterias son raros. Se concluye que

el incremento en las cuentas bacterianas es primordial para la acción de la levadura

dirigiendo ambos el incremento en la tasa de degradación de fibra en el rumen y el

incremento en el flujo de proteína microbiana del rumen hacia el intestino delgado

(Martin y Nisbet, 1992). Por otro lado, la aplicación de bajos niveles de levadura (<

1% de la materia seca de la dieta) a dietas de vacas lecheras recibió atención por

primera vez en la década de los 50’s. Ya que se reportó que la inclusión de 50 gr/d

de una levadura activa incrementó la producción de leche, mientras que en 1952 se

reportó un incremento en la ganancia diaria de peso de novillos suplementados con

8 gr/d de levadura seca activa. Sin embargo, ha sido sólo en la última década que

se ha desarrollado un consenso claro sobre como niveles bajos de levadura

suplementados en la dieta pueden estimular la productividad de los rumiantes.

(Wallace y Newbold, 1992). La inclusión de cultivo de levadura la dieta, ha

demostrado mejorar en el consumo de materia seca y la producción de leche en la

lactancia temprana de la vaca lechera. Aunque estas respuestas han sido

mencionadas, el modo específico de acción sigue siendo difícil de alcanzar. En un

11

estudio donde se suplementó levadura en vacas lecheras tres semanas antes de

parto y en los primeros 100 días de lactación se observó una evidente disminución,

aunque estadísticamente no significativa, en el recuento de células somáticas en

la leche de vacas la cual se adicionó con levadura de cerveza seca Sacharomyces

cerevisae en comparación con el grupo control. Además de influir significativamente

en el nivel proteína total y magnesio en la sangre, y el contenido de urea,

albúminas, globulinas y magnesio después del parto (Kuczaj et al., 2010).

Mecanismos de acción de S. cerevisiae

Posiblemente los mecanismos de acción de las levaduras que aumentan la

digestibilidad pueden atribuirse a lo siguiente: 1) Cambio en la flora bacteriana por

competencia y estimulación del crecimiento, por medio del aumento de la actividad

celulolítica y alteración de la síntesis microbiana, 2) Modulación del ambiente ruminal

evitando fluctuaciones en pH ruminal, 3) Reducción de la actividad de las bacterias

metanogénicas, 4) Optimización de la absorción de minerales, 5) Son fuente de

nutrientes y productos esenciales como aminoácidos, vitaminas y enzimas, 6)

Incremento en metabolitos como ácidos grasos volátiles a causa de una mayor

actividad bacteriana, 7) Disminución de la concentración del nitrógeno amoniacal, 8)

Modifican el perfil de aminoácidos en el flujo duodenal, 9) Incrementan la proteína

sobrepasante, 10) Incrementan el consumo voluntario en los animales, 11)

Disminuyen la concentración de ácido láctico, y 12) Incrementan la degradabilidad

de la fibra (Dawson,1987).

Debido a las características de S. cerevisiae que permiten eliminar el

oxígeno del ambiente ruminal, por lo tanto se facilita el crecimiento de bacterias

anaeróbicas estrictas que promueven la degradación de la pared celular (Fallon y

Harle 1987; Weidmeier et al., 1987) y estimulan el crecimiento de bacterias que

utilizan lactato y digieren celulosa (Callaway y Martín 1997); por lo tanto,

incrementan la digestibilidad de la dieta, así como la relación acético-propiónico.

La admistración continua de cultivos de S. cerevisiae o A. orizae origina un

aumento del número de bacterias anaerobias y bacteria celulolíticas en rumen, así

como un incremento en su actividad (Newbold, 1995). Este efecto puede ser la

12

consecuencia de varias acciones de las levaduras, por un lado, las levaduras

necesitan azúcares y almidón para su metabolismo, y por ello los captan del medio

ruminal evitando que estos sustratos sean empleados por microorganismos

productores de ácido láctico, reduciendo los niveles de este ácido en el rumen,

contribuyendo a estabilizar el pH ruminal y así mantener los niveles adecuados para

una óptima fermentación. Cómo consecuencia se produce un aumento en la

degradación de fibra y en la producción de ácidos grasos volátiles, lo cual se

traduce en una mejora de la eficiencia de la utilización del alimento. Además al

aumentar la degradación de la fracción fibrosa del alimento se puede estimular el

consumo por los animales, tal y como se ha observado en algunos estudios

(Frumhotz et al., 1989; Carro et al., 1992).

Las levaduras también incrementan la disponibilidad de energía metabólica

entre 2% y 3% y mejoran el estatus de salud, se han observado que cuando se

incluye S. cerevisiae en una concentración de 5 x 106, 5 x 107 o 2,5 x 107 ufc/g-1 de

alimento en la dieta en hembras gestantes hubo una disminución en la pérdida de

peso durante la lactancia en 5.3%, 11.4% y 18.9% en comparación con el grupo

control (Roques et al., 1994). Las levaduras contienen oligosacaridos como la

manosa principal carbohidrato derivado de la pared celular de S. cerevisiae. En

este sentido se ha observado que los mananos-ologosacarido pueden bloquear la

adherencia de ciertas bacterias a la pared intestinal. (Tizard et al., 1989). Cuando

los patógenos se ligan a la pared celular de la levadura induce un efecto protector

ya que el complejo S. cerevisiae-patogeno es rápidamente eliminado del tracto

digestivo (Gedek, 1989).

Los cultivos puros de S. cerevisiae se reproducen mitóticamente, pero los

medios con alto contenido de fibra estimulan su esporulación. Durante la

esporulación el cultivo de levaduras S. cerevisiae, sintetiza seis tipos de enzimas β

1-6 y 1-3 glucanasas, lo cual tiene por finalidad desdoblar la pared celular que lo

rodea (Hien y Fleet, 1983). Sin embargo, algunos autores defieren e indican que en

su régimen, la eliminación de oxígeno del medio ambiente ruminal por

Saccharomyces cerevisiae desempeña un papel destacado en el aumento de la

13

viabilidad bacteriana. Se sugiere que la levadura tiene una capacidad limitada para

crecer en el medio ambiente ruminal, por lo tanto, el hecho de que la levadura puede

crecer en el rumen y directamente estimular la respuesta es poco probable. Sin

embargo, sugieren las teorías que la levadura proporciona diversos factores de

crecimiento, provitaminas y/o micronutrientes que ayudan a estimular el crecimiento

de la bacteria ruminal en el rumen (Castro y Rodríguez, 2005).

Fuentes no bióticas

El cromo es uno de los minerales más abundante en la corteza de la tierra, la

concentración promedio de Cr oxígeno como cromato (CrO4) o dicromato (Cr2O7)

con una fuerte capacidad oxidativa. Esta forma de cromo atraviesa fácilmente las

membranas biológicas, que reaccionan con componentes de proteínas y ácidos

nucleicos en el interior de la célula mientras se convierte a cromo trivalente. (Mertz,

1992). El cromo (Cr) puede estar presente en las dietas en forma de compuestos

inorgánicos u orgánicos complejos. El Cr elemental no se absorbe y no tiene

ningún valor nutricional (Ducros, 1992). El cromo hexavalente llega a los seres

humanos y animales principalmente por inhalación o por la contaminación industrial.

No obstante, Cr es complementado por vía oral y la mayoría de Cr6+ parece ser

reducido a Cr3+ antes de llegar al sitio de la absorción en el intestino delgado. El

Cr3+ facilita la interacción entre la insulina y sus receptores en los tejidos diana y,

por lo tanto el aumento de la actividad de la insulina (Anderson y Mertz, 1997).

Durante los últimos 30 años, numerosos estudios de investigación, (Anderson,

1993; Mertz, 1993) y algunos libros han sido publicadas en varios aspectos del

cromo en la nutrición humana y la salud. Sin embargo, es sólo en los últimos 3 o 4

años que ha recibido más atención, incluso en el área de la salud humana. Tomó

hasta la década de 1990 para la nutrición animal, reconocer el potencial de la

suplementación con cromo orgánico; sin embargo, algunos resultados son

conscientes de algunos de los beneficios prácticos de suplementos de cromo, ya en

los primeros años de la década de los 70’s, los primeros trabajos de investigación

científica sugieren una respuesta positiva a la suplementación de cromo orgánico

en los rumiantes y los cerdos ( Chang y Mowat,1992; Page et al., 1993).

14

Absorción

El principal camino para el cromo trivalente de ingreso al organismo es a

través del sistema digestivo. Los sitios más activos de absorción en el caso de las

ratas las ratas es el yeyuno, la absorción es menos eficiente en el duodeno y el

íleon (Chen et al., 1973). Sin embargo, el mecanismo de absorción intestinal del Cr

no es del todo conocido aún. Algunos documentos han aportado pruebas de

difusión pasiva. La absorción de compuestos inorgánicos Cr3+ es indirectamente

proporcional al contenido de la dieta. En las personas, con unos 10 microgramos de

cromo al día sólo el 2% de Cr fue absorbida (Anderson y Kozlowski, 1985). El

porcentaje de Cr absorbido de la dieta disminuye hasta que llega 40 mg / día

después de que la absorción se estabiliza en 0.5% (Anderson y Kozlowski, 1985; y

Bunker al., 1984). La absorción del Cr es relativamente estable en la ingesta

diaria de 40-240 mg / día. Su absorción es generalmente baja, que oscila entre 0,4

y 2.0%. Lyon (1994) afirma que la biodisponibilidad inorgánicos de Cr

15

Excreción

La excreción principalmente es por la orina por filtración glomerular (Ducros,

1992). Sin embargo, una pequeña cantidad es eliminada en el pelo, respiración y la

bilis. Se afirma que el porcentaje de Cr excretado en la orina es 0.22 mg / día el

promedio de ingesta diaria es 62-85 mg / día, (lo cual es coherente con) la

relativamente baja absorción tasa (aprox. 0.5%). El mínimo de la excreción de Cr es

a través de la leche. En un estudio de vacas en lactación se observó que dentro de

102 días después de la aplicación intravenosa de Cr 51 el 63% del cromo fue

excretado por la orina, cerca del 18% en los excrementos y sólo 3.6% en la leche.

(Van Bruwaene et al., 1984). La excreción, por el sistema y urinario, puede

aumentar de 10 a 300 veces en situaciones de estrés o debido a una dieta rica en

hidratos de carbono.

Crecimiento y composición corporal

El efecto de la suplementación de Cr en la intensidad del crecimiento se ha

estudiado sobre todo en cerdos y ganado. Con respecto en el ganado vacuno,

varios autores observaron un efecto positivo de la suplementación con Cr sobre el

aumento de peso (Chang y Mowat, 1992; Kegley et al., 1997). Sin embargo, en

diversos estudios Bunting et al. (1994); Swanson et al. (2000) no se encontraron

efectos positivos. A pesar de estos resultados, la mayoría de los autores coinciden

en que la suplementación con cromo durante los períodos de mayor estrés tienen

un efecto positivo en el aumento de peso. En otro estudio (Mooney y Cromwell,

1995) observaron el efecto positivo en el crecimiento al suplementar 0.2 mg de Cr /

kg de alimento, pero no así sobre la conversión alimenticia. Por el contrario, cuando

se suplementó 0.8 mg Cr / kg de alimento dió lugar a una disminución lineal en el

consumo de forraje, así como con el aumento de peso con dosis crecientes de Cr

(Page et al., 1993). En otros estudios no se han registrado aumentos de peso

cuando el Cr suplementado fue inferior a 0.25 mg / kg (Amoikon et al., 1995;

Lindemann et al., 1995).

16

En un estudio, donde el propósito fue evaluar el efecto de cromo en forma

de picolinato de cromo (CrPic) sobre el crecimiento porcino, la calidad de la carne, y

la deposición de proteínas en el músculo esquelético, se utilizaron 48 lechones que

fueron divididos en tres grupos al azar, suplementados en la dieta con tres

diferentes niveles de Cr: dieta base complementada con una dosis de 1.61 mg / g ó

3.22 mg / g CrPic, que correspondían a 0.2 y 0.4 mg / g de Cr. Los resultados

indicaron que durante el período de crecimiento (1-35 días), los cerdos alimentados

con la dieta suplementada con CrPic no mostraron una mejoría en la masa corporal,

ganancia diaria de peso (GDP), consumo de alimento, o la tasa de conversión

alimenticia (FCR) (P > 0.05). De otra manera durante el periodo de finalización, una

dosis suplementaria de 0.2 mg Cr/ g al día mejoró significativamente la ganancia de

peso (P< 0.05), sin embargo, con 0.4 mg de Cr/d no fue significativa (P>0.05). Para

el periodo de crecimiento y finalización, masa corporal aumentó un 3.86%, GDP

creció un 6.08%, y el FCR disminuyó en un 3.30%, los niveles de pigmento

muscular total y en el área de ojo de la costilla mejorando significativamente

(P 

17

acción de la insulina facilitando la utilización de energía por las células, por lo tanto

puede aumentar la utilización de la glucosa por músculo esquelético y tejido

adiposo. Al optimizar la tolerancia de la glucosa se puede beneficiar su utilización y

mejorar la eficiencia del crecimiento a largo plazo (Guan et al., 2000).

Como la levadura, el Cr tiene una mejor absorción y biodisponibilidad. El

papel de cromo en la dieta animal es aumentar el interés sobre el uso del mismo

como fuente adicional en la dieta de los animales para la producción, este uso se

justifica por un posible efecto estimulante sobre la tasa de crecimiento, respuesta

inmune. En este sentido se hizo hincapié en la importancia de Cr, como parte de un

compuesto organometálico en términos de fortalecimiento de la acción de la insulina

y facilitará la absorción de glucosa mediante las células células. Además, Mowat et

al. (1993) mencionan que la administración de suplementos con Cr en la dieta del

ganado aumenta la concentración de inmunoglobulina, por lo tanto hay una mejora

sobre la respuesta inmune. Según Anderson (1998) la respuesta inmune en la

nutrición y el rendimiento del ganado sujeto a un estado de estrés, se mejora con

una dieta que contiene cromo. Se han llevado a cabo estudios con ratones y se

demostró que la presencia de Cr, aumentó la eficiencia de absorción de la glucosa.

Por lo tanto, se puede concluir que la función principal de Cr es mantener la

homeostasis de la glucosa y un aumento de la acción de la insulina.

Insulina

El Cr en su forma activa fisiológicamente disminuye la cantidad de insulina

necesaria para mantener el metabolismo normal, actúa como cofactor y mejora la

eficiencia de absorción de glucosa por las células. El Cr se excreta por la orina y el

aumento de su excreción es debido al estrés. Según Anderson et al. (1997) la

inducción experimental de deficiencia de Cr en animales de laboratorio dio lugar a la

aparición de síntomas tales como la hiperglucemia, glucosuria, las altas tasas de

colesterol y triglicéridos, disminución del número de receptores y la incapacidad de

la insulina a unirse a células. En los rumiantes, la relación simbiótica representada

18

por la digestión fermentativa puede evaluarse teniendo en cuenta el metabolismo de

los ácidos grasos volátiles (AGV). En los rumiantes y otros grandes herbívoros, la

AGV son el principal combustible de la energía, la reproducción a gran escala el

papel de la glucosa en monogástricos omnívoros. La glucogénesis es

particularmente activa en los rumiantes y se lleva a muy alta velocidad. El

propionato formado en el rumen por la fermentación bacteriana es absorbido y

transformado en glucosa, el suministro de tejidos como el cerebro y sirve como un

precursor fuente de hidratos de carbono tales como lactosa (azúcar de la leche).

Por lo tanto la insulina es importante para mantener la homeostasis de la glucosa

en las primeras etapas de la vida ruminantes. Además como se mencionó antes

(Anderson et al., 1987) cuando el Cr está presente en la dieta aumenta la actividad

de la insulina. En condiciones de bajas concentraciones de insulina, la

suplementación con Cr aumenta la actividad de esta hormona. La administración de

picolinato de cromo en la dieta de los terneros disminuye la concentración de

glucosa en la sangre y la mejora de la tasa de respuesta a la insulina, lo que indica

una mejor eficiencia de la insulina y aumento de la sensibilidad de los tejidos de

absorber más glucosa (Bunting et al., 1994).

Terneros que fueron suplementados con cromo mostraron una mejor

respuesta a la insulina cuando recibieron una infusión intravenosa de glucosa

(Kegley y Spears, 1995). La suplementación de los terneros con el cloruro de cromo

no mostró efectos significativos sobre el metabolismo de los hidratos de carbono.

Por otro lado Zanetti et al. (2003) registraron efecto significativo en la prueba de

tolerancia a la glucosa cuando los terneros Holstein fueron suplementados con Cr

en la levadura, aunque los autores encontraron una tendencia a la desaparición

más rápida de la glucosa en sangre. Además el cromo tiene una respuesta inmune

en animales bajo estrés, físico o neurogénica, inmediatamente aumenta la

secreción de hormona adrenocorticotrópica por la glándula pituitaria anterior,

seguido en pocos minutos por un aumento en la secreción de cortisol, que influye

en el aumento fisiológico del metabolismo de la glucosa (Cuninghan, 1993). Al

menos el 95% de la actividad de los glucocorticoides resulta en la secreción de

cortisol, también conocido como hidrocortisona. El principal efecto metabólico de

19

cortisol y otros glucocorticoides sobre el metabolismo celular estimular la

glucogénesis. Recientemente, se realizaron varios estudios para evaluar los efectos

de la suplementación con Cr en la dieta de rumiantes. Estos experimentos

demostraron que el Cr proporciona mejor rendimiento, menor morbilidad y aumenta

la capacidad inmune de los animales, asociado con una reducción en la

concentración sérica de cortisol (Burton et al., 1993; Mowat et al., 1993; Mowat,

1997).

El cortisol moviliza aminoácidos en tejidos extra hepáticos, sobre todo en los

músculos, aumenta la cantidad de enzimas necesarias para la conversión de los

aminoácidos, se produce en la glucosa, aumenta la absorción de glucosa por las

células, reduce las reservas de proteína corporal, disminución de la síntesis de

proteínas y aumenta el catabolismo proteico intracelular (Burton, 1995). Por lo tanto,

animales que son sometidos a cambios como el transporte, la vacunación y el

cambio de alimentos, se vuelven más vulnerables a la enfermedad y puede deberse

a la deficiencia de cromo (Mowat et al., 1993).

Los primeros estudios con Cr asociado al estrés con ganado fueron

llevados a cabo por Chang y Mowat, (1992). En estos experimentos se comprobó

que los animales expuestos al estrés y las dietas que contienen Cr suplementado

(en forma de levadura, 2 mg de cromo por gramo de levadura), tienen mayor

ganancia de peso (P ≤ 0.05) y además mejora la eficiencia alimenticia (P ≤ 0.05) y

disminuye (P ≤ 0.05) la concentración de cortisol en plasma. Según Burton et al.

(1993) la dieta de 10 vacas lecheras Holstein fue complementada diariamente con

0.5 ppm de Cr como quelato (2.68% Cr) en el período de 6 semanas antes del

parto y 16 semanas después y tiene un efecto significativo (P ≤ 0.05) en la

respuesta inmune de tipo celular y la humoral. De igual manera Shag-Moonsie y

Mowat, (1993) adicionando cromo observaron una disminución lineal en la

concentración plasmática de cortisol, una disminución de la temperatura rectal de

0.5 º C y la tasa de morbilidad entre los animales que recibieron el cromo. Por otro

lado en experimentos realizados por Bunting et al. (1994) no se observaron

diferencias estadísticamente significativas en la concentración sérica de glucosa e

20

insulina, al utilizar 370 mg de picolinato de Cr. En la investigación llevada a cabo

por Chang y Mowat, (1992) (Figura 2), la tasa de morbilidad no fue diferente entre

los terneros suplementados con o sin Cr sin embargo, la concentración plasmática

de inmunoglobulina aumenta cuando los animales recibieron Cr en la dieta

(Cuadro 1).

La concentración de glucosa en suero en novillos alimentados con Cr tendió

(P>0.19) a ser más baja, mientras que los novillos alimentados con pasta de soya

fueron menores (P

21

Cuadro 1. Perfil de suero de novillos suplementados con cromo durante el período de crecimientoa

Urea Maíz SBM Valores de P

Concepto -Cr +Cr -Cr +Cr SD Cr Suplb Cr x Supl

N o . n o v i l l o 8 8 8 8 8

Glucosa mmol/L 5.31 5.01 4.88 4.72 40 NS NS NS

Insulina, U/L 34.83 35.21 30.35 38.51 11.05 NS NS NS

Cortisol, nmol/L 89.38 64.38 60.63 40.88 20.67 NS NS NS

Col, mmol/L 2.79 2.67 2.26 2.30 0.39 NS NS NS

Urea, mmol/L 3.51 4.17 3.64 4.30 .51 NS NS NS

Proteina, g/L 66.50 68.75 85.31 70.81 2.96 NS NS NS

Ca, mg/L 109.02 111.42 114.63 109.82 5.92 NS NS NS

K, mg/L 188.07 183.38 182.99 182.21 10.55 NS NS NS

Mg, mg/L 24.31 23.58 31.84 24.79 4.37 NS NS NS

AGL, mEqL 0.33 0.33 0.35 0.33 0.06 NS NS NS

Fos alcalina, U/L 208.75 218.38 173.00 121.56 54.17 NS NS NS

Creatinina, mol/L 136.31 140.88 143.19 129.44 14.72 NS NS NS

a Promedio de las muestras tomadas en el día 60 y 89 del período de crecimiento. b Supl = SBM urea vs. maíz. cNS = no significativa (p> 0.05).Fuente: Chang and D. N. Mowat. J. Anim. Sci. 1992. 70:559-565

22

Figura 2. La adición con cromo incrementa los niveles de inmunoglobulinas en

vaquillas suplementadas con proteínas de soya.

Mowat et al. (1993), probaron dos fuentes de Cr orgánico (cromo quelado

con levadura y aminoácidos) en la dieta de los terneros, y observaron menor

concentración de glucosa sérica y de cortisol. La morbilidad de los terneros se

redujo en un 55.6% con el tratamiento control y un 33.3% en los que se

suplementaron con la levadura más cromo. Aragón (2001) observó mayor ganancia

de peso final (428.5 kg) en vacas Nelore que recibieron Cr, en comparación con el

grupo control (380.5 kg).

En ganado lechero, la suplementación con algunas fuentes comerciales de

cromo con levadura (Saccharomyces cerevisiae) reduce el estrés resultante de la

alta producción y beneficia de forma indirecta el sistema inmunológico. Debido a

esto, es importante considerar el nivel nutricional de los animales porque puede

influir directamente en los resultados de los experimentos. Ward et al. (1995) en

corderos de la raza Suffolk, observaron que el suministro de 0.4 mg de Cr por kg

de MS, mejoró la respuesta inmune en los animales sólo cuando el 100% de la

demanda de proteína cruda fue satisfecho. Además, Mowat (1997) observó que, en

0

2

4

6

8

10

12

14

IgG1 IgG2 IgGM IgGA Total

g/l

Figura 2. La adición con cromo incrementa los niveles de inmunoglobul inas en vaquillas suplementadas con prteínas de soya

sin cromo

con cromo

23

situaciones de estrés, el Cr impide una reducción en la ganancia de peso. Su

principal efecto se observa en la reducción de la tasa de morbilidad entre los

terneros. En un estudio conducido por Zanetti et al. (2003) donde evaluaron a

terneros Holstein suplementados con 0.4 mg de cromo orgánico por kg de materia

seca, obsercaron que no había ninguna diferencia en el consumo de materia seca,

ganancia diaria, eficiencia de conversión alimenticia, entre grupo control y los

grupos tratados; además observaron que el Cr suplementario en la dieta de los

terneros no sometidos a estrés, no afecta al rendimiento o la respuesta metabólica

a la prueba de tolerancia de glucosa. De igual manera Pollard y Richarson (2007),

utilizaron dos niveles de levadura con Cr (0.2 y 0.4) ppm, utilizándose una ración de

engorda, suministrando 1.8 y 3.1 mg/cabeza/día. La ganancia diaria, el consumo de

materia seca y la eficiencia alimenticia no se vieron afectados por el tratamiento de

0.2 ppm, pero el tratamiento de 0.4 ppm redujo la ganancia diaria y el consumo de

MS aunque se observó un aumento en el área del musculo longissimus dorssi.

Se puede considerar que la suplementación con Cr influye en la liberación de

insulina y la captación de glucosa en las primeras etapas de la vida de la ternera.

Además, diferentes fuentes de Cr, así como diferentes niveles en la dieta y período

de administración pueden producir respuestas diferentes en relación con el estrés.

La suplementación con Cr en la dieta del ganado en los primeros 30 días de

confinamiento puede aumentar la ganancia de peso y la eficiencia alimenticia. De

igual forma, vacas lecheras que reciben Cr en la dieta pueden aumentar la

capacidad de producción. Por lo tanto nuevas investigaciones deben llevarse a

cabo tratando de comprender los mecanismos implicados en el metabolismo de

cromo con respecto a su adición en dietas para rumiantes.

24

CONCLUSIONES

La inclusión de levaduras Saccharomyces cerevisiae a dietas para rumiantes

en engorda se traduce en incrementos en la ganancia de peso y consumo de

alimento. Lo anterior da como resultado un mejor funcionamiento ruminal con

tasas de fermentación más eficientes y mejoras en la digestibilidad de la fibra. Sin

embargo, estos resultados no son consistentes y entre los factores involucrados

en su nivel de respuesta se encuentran la dosis y tipo de levadura utilizadas.

Por otra parte, el uso de Cr como fuente adicional a las dieta de los animales

para la producción se justifica por su efecto estimulante sobre la tasa de

crecimiento, respuesta inmune, y cambios metabólicos. Además de promover la

acción de la insulina y absorción de glucosa por las células. Sin embargo, la

respuesta a la adición del cromo también es variable siendo el factor principal su

presentación, demostrándose que la forma orgánica presenta una mayor

biodisponibilidad.

La utilización de fuentes quelatadas de cromo como aditivo alimenticio se

hace cada vez más popular, es este sentido, cuando la levadura se fermenta en

combinación con el Cr se forma el complejo Cr- niacina en la levadura. El uso de

este tipo de levaduras enriquecidas puede incrementar el potencial de respuesta a

su suplementación ya que la levadura actúa a nivel de tracto digestivo mientras

que el Cr lo hace a nivel tisular, así, la unión de levadura y cromo tendría un uso

potencial con respecto a la eficiencia alimenticia y a la modificación de la

composición de la ganancia.

25

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Experimento I

Running Head: Zilpaterol and yeast supplementation in finishing ration for feedlot heifers

Growth performance and carcass characteristics in finishing feedlot heifers fed different levels of chromium-enriched live yeast or fed

zilpaterol hydrochloride

Yissel S. Valdés-García1, J.I. Aguilera-Soto2, A. Barreras1, A. Estrada-Angulo3,

A. Gómez-Vázquez4, A. Plascencia1*, F.G. Ríos3, J.J. Reyes5, J. Stuart5 and Noemí G. Torrentera1

1 Instituto de Investigaciones en Ciencias Veterinarias, Universidad Autónoma de Baja California,

Mexicali 21100, Baja California, México.

2Unidad Académica de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Autónoma de Zacatecas, El

Cordovel Enrique Estrada, Zacatecas, 98500, México.

3Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Autónoma de Sinaloa, Culiacán 1084,

Sinaloa, México.

4 División Académica de Ciencias Agropecuarias, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, km

25 Villahermosa-Teapa, Tabasco, México

5Departamento de Rumiantes, Instituto de Ciencia Animal, km 47.5 Carretera Central, Ciudad de la

Habana, Cuba

Artículo aceptado en el Cuban Journal of Agriculture Science

* Corresponding Author: Alejandro Plascencia. E-mail: aplas_99@yahoo.com,

alejandro.plascencia@uabc.edu.mx

mailto:aplas_99@yahoo.commailto:alejandro.plascencia@uabc.edu.mx

33

ABSTRACT: Sixty crossbred heifers (371 ± 7 kg) were used in a 63-d finishing trial (4 1

pens/treatment in a randomized complete block design) to evaluate the influence of 2

dietary supplementation with zilpaterol hydrochloride (ZIL) or with chromium-enriched 3

live yeast (Cr-YC) on growth performance and carcass characteristics. Treatments were: 4

1) High-energy finishing diet free of yeast and ZIL-free (Ctrl); treatments 2, 3 and 4) 5

were the Ctrl diet supplemented with Cr-YC for a final dose of 10, 20 or 30 g hd -1 d-1 of 6

yeast strain, and 5) Ctrl diet supplemented with 6 mg of ZIL kg-1 of feed for 30 d (ZIL). 7

Compared with controls, ZIL increased (P≤ 0.05) final weight (3.8%), carcass-adjusted 8

daily gain (18.7%), apparent dietary net energy of maintenance (14%), carcass dressing 9

percentage (2.6%), and decreased (P≤ 0.02) observed/expected DMI (14%), kidney, 10

pelvic and heart fat (KPH; 19.8%) and fat thickness (9.4%). Compared with Cr-YC 11

treatments, ZIL increased (P ≤ 0.03) apparent dietary NEm and dressing percentage, and 12

decreased (P ≤ 0.04) observed/expected DMI and KPH. Level of supplemental Cr-YC 13

increased (linear component, P ≤ 0.04) final BW, ADG, F:G, apparent dietary NEm, and 14

decreased (P =0.02) observed/expected DMI, fat thickness and KPH. It is concluded 15

that, ZIL supplementation increase growth performance as results of greater muscle 16

accretion and for reduction of body fat. Cr-YC supplementation increase growth 17

performance and dietary NE, with modest effect in carcass characteristics. Better 18

responses were observed at level of Cr-YC supplementation of 30 g hd-1 d-1. 19

20

Key words: Finishing cattle, β-agonist, direct-fed microbials, feed efficiency, carcass 21

traits 22

23

24

34

Introduction 1

The use of zilpaterol hydrochloride (a β-agonist) as feed additive to improve 2

growth performance and carcass characteristics in feedlot cattle is common in Mexico 3

and USA (Plascencia et al., 2008). However, the use as feed additive of this kind of 4

compound is forbidden in the Europe Union (Council of the European Communities, 5

1986) and other many countries. The concern over use of antibiotics and other growth 6

stimulants in feed for production of food has increased interest in evaluating the effect of 7

directly fed microbials such as yeasts (YC). YC supplementation enhancing growth 8

performance, nitrogen balance, and nutrient digestion in ruminants fed high-energy diets 9

(Krehbiel et al., 2003; Haddad and Goussous, 2005); however, these results have been 10

inconsistent (Romero et al., 2010). Some research reported that the efficacy of YC 11

supplementation depends, in part, on level of administration (Domínguez-Vara et al., 12

2009) and by the type of YC utilized (alone or combines with minerals such Se and 13

chromium; Kellems et al, 1990). Previous reports indicate that chromium (Cr) improves 14

percentage of muscle and decreased carcass fat in pigs (Jackson et al., 2009). 15

Therefore, positive effects from the use of chromium-enriched yeast (Cr-YC) on 16

productive performance and carcass characteristics can be expected. Limited research 17

has been done on compare the use of β-agonist zilpaterol with the use of different levels 18

of supplemental Cr-enriched live yeast in finishing feedlot cattle. 19

The objective of this experiment was to evaluate growth performance and 20

carcass characteristics responses in heifers fed zilpaterol or fed Cr-YC. 21

22

23

24

35

Materials and Methods 1

All procedures involving live animals were conducted within the guidelines of 2

approved local official techniques of animal care (Normas Oficiales Mexicanas, NOM-3

051-ZOO-1995: Humanitarian care of animals during mobilization of animals; NOM-024-4

ZOO-1995: Animal health stipulations and characteristics during transportation of 5

animals; NOM-EM-015-ZOO-2002: Technical stipulations for the control use of beta 6

agonists in animals, and NOM-033-ZOO-1995, Humanitarian care and animal protection 7

during slaughter process). 8

Sixty crossbreed heifers (371± 7 kg) approximately 20% Zebú breeding with the 9

remainder represented by Hereford, Angus, and Charolais breeds in various proportions, 10

were used in a 63-d growth performance trial to evaluate the treatment effects on growth 11

performance and carcass characteristics. The trial was conducted at the Feedlot 12

Experimental Unit of the Instituto de Investigaciones en Ciencias Veterinarias of the 13

Universidad Autónoma de Baja California located 10 km south of Mexicali City in 14

northwestern México (32° 40' 7”N and 115° 28' 6”W) is about 10 m above sea level, and 15

has Sonoran desert conditions (BWh classification according Köppen). The origin of 16

cattle was a commercial feedlot located at 7 km from Feedlot Experimental Unit. Sixty 17

seven days before the trial started, heifers were vaccinated for bovine rhinotracheitis-18

parainfluenza3 and Mannheimia haemolityca (Pirámide 4 + Presponse SQ®, Fort 19

Dodge, Animal Health, México), clostridials (Ultrabac-7®, Pfizer Animal Health, México), 20

and treated for parasites (Bimectin®, Vetoquinol, México). Heifers were injected with 21

500,000 IU vitamin A (Synt-ADE®, Fort Dodge, Animal Health, México) and implanted 22

with 200 mg of testosterone propionate and 20 mg of estradiol benzoate (Synovex H®, 23

Fort Dodge, Animal Health, México). Cattle arrived to Feedlot Experimental Unit 14 days 24

before the trial started, heifers were weighed, reimplanted with 200 mg of trembolone 25

36

acetate and 28 mg of estradiol benzoate (Synovex plus®, Fort Dodge, Animal Health, 1

México) and sorted by arrival LW from lightest to heaviest, and were blocked by weight 2

and randomly assigned within weight groups to 20 pens (three heifers per pen). Pens were 3

50 m2 with 21 m2 overhead shade, automatic waterers and 3.7 m fence-line feed bunks. 4

Cattle were weighed at arrival, at start of experiment and before heifers were shipped to 5

a commercial abattoir (Rastro TIF 105) located 14 km from de Feedlots Experimental 6

Unit facilities. Individually LW was recorded at 0600 h, the maximal time spent to weight all 7

heifers was 85 ± 5 min. Heifers were fed a steam-flaked corn-based diet (Table 1) and 8

were adapted to the basal diet 14 days before the trial started. Treatments were: 1) 9

control, no yeast, no zilpaterol supplementation (Ctrl); treatments 2, 3 and 4) were the 10

same basal diet supplemented with a mixture of equal parts of two strains of chromium-11

enriched yeast culture (Cr-YC) for a final dose of 10 (Cr-YC10), 20 (Cr-YC20) or 30 (Cr-12

YC30) g hd -1 d-1 of yeast strain, and 5) the same basal diet (Ctrl) supplemented with 6 13

mg of zilpaterol kg-1 of feed for 30 d, drug withdrawn from the diet 3 d pre-harvest. 14

The yeast (Saccharomyces cerevisiae N. strain 7907) used were the commercial 15

trade Cattle-Plus® and organic chromium mineral-enriched yeast; Beef-8-Ways® 16

(Biotecap®, Guadalajara, México). The net concentration of chromium (as chromium-17

niacine) of mineral live yeast was 495 ppm. The source of zilpaterol hydrochloride was 18

Zilmax® (Intervet, México City, México) and was supplemented to provide approximately 19

0.15 mg kg-1 BW daily, based on expected average BW of heifers during the 30-d 20

supplementation period. Doses of Cr-enriched yeast or zilpaterol were hand-weighed in a 21

precision balance (Ohaus, mod AS612, Pine Brook, NJ). The total daily dose of feed 22

additives was provided in the morning feeding as part of the complete mixed diet. This was 23

accomplished by combining the additives with the basal diet (Table 1) in a 90-kg capacity 24

paddle mixer (Leon Weill mixer, model 30910-7, Coyoacán, México) and mixing for 10 min 25

37

before feeding to cattle. Heifers were fed twice daily at 0800 and 1400 h in a 30:70 1

proportion, approximately 3 kg /heifer d -1 (as feed basis) in the morning meal with bunk 2

management designed to result in empty bunks at feeding before served the afternoon 3

meal. Feed bunks of each pen in the trial were evaluated visually between 7:40 to 7:50 4

each morning before feeding to determine the quantity of feed remained in the previous 5

day. The process was designed to allow the minimal accumulation in the feed bunk. The 6

adjusted (increased or decreased) delivery was in the portion assigned in afternoon 7

meal. To ensure that yeast and zilpaterol daily doses were completely fed, the doses of 8

each one was served totally in the morning meal. Feed samples were collected at the time 9

of the diet was weighed for each pen, begged in plastic bags and stored at 4°C. To 10

determine DM inta