Valor nutricional de la harina de hoja de caupí (Vigna unguiculata (l) walp.) en cerdos en crecimiento

Patricia Sarria, C Montoya^*, L M Yusti^*, I Orejuela^*, M Guevara^*, A C Cruz^*, J Arredondo^*, A Londoño^* y M Peters^**

Grupo Nutrición Animal de la Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira (UNCP).
pisarriab@palmira.unal.edu.co
* Universidad Nacional de Colombia- Sede Palmira.
** Proyecto Forrajes Mejorados Multipropósito para el Mundo en Desarrollo, CIAT.

Resumen

Se utilizaron 24 cerdos (22 a 29 kg peso vivo) para evaluar el efecto sobre el consumo y digestibilidad de la inclusión en la dieta de 0, 15 y 30% (base seca) de harina de la hoja de caupí (Vigna unguiculata) (HC). Los elementos principales en la dieta testigo fueron maíz y torta de soya.  El ensayo sobre el consumo duró 10 días después de un período de acostumbramiento de 10 días, siendo el nivel de oferta de la dieta de 90g MS/kg PV ^0.75 (40 g MS/kg PV).  Se midieron los coeficientes de digestibilidad según tres modalidades: recolección total de excretas, uso del marcado de cromo (Cr₂O)  para determinar la digestibilidad a nivel ileal; y la digestibilidad por "diferencia" para estimar los coeficientes de digestibilidad de la HC sola. En estas pruebas se compararon dietas en las cuales la HC aportó 0, 15 ó 30% de la proteína bruta.

La inclusión de HC en la dieta hasta 30% de la MS incrementó el consumo de MS en forma curvilínear.  Los coeficientes de la digestibilidad aparente (nivel fecal) de la MS, la EB, la FDN y la FDA fueron similares en los tres tratamientos. En cambio, la digestibilidad aparente de  la proteína bruta mostró una tendencia a bajar según el nivel de la HC. Al nivel ileal,  los coeficientes de digestibilidad de la  MS, PC y EB fueron inferiores en la dieta con 30% de proteína a partir de la HC. Los coeficientes de digestibilidad aparente de la HC, determinado por el "metodo de diferencia", fueron 57 y 53% para la MS y la proteína bruta, respectivamente. Los cerdos alimentados con niveles de 30% de proteína bruta a partir de la HC  mostraron  mayor desarrollo del intestino grueso frente al delgado, en comparación con los cerdos alimentados con la dieta testigo.

Se llegó a la conclusión de que la harina de la hoja de la HC fue bien aceptado por los cerdos, aumentándose el consumo en un 8% sin afectar la digestibilidad aparente de la MS y de la energía bruta. En cambio, la digestibilidad de la proteína bruta se disminuyó en forma curvilinear al incrementarse el nivel de HC en la dieta hasta el 30%. 

Palabras claves: Consumo voluntario, digestibilidad fecal, digestibilidad ileal, hojas de leguminosas

Nutritive value of leaf meal of Cowpea (Vigna unguiculata (l) walp.) for growing pigs

Abstract

Pigs of 22-29 kg body weight (n=24) were used to assess the effect on consumption and digestibility of inclusion of 0, 15 and 30% (dry basis) of leaf meal of cowpea (Vigna unguiculata) (CLM). The main elements in the control diet were maize and soybean meal. The intake trial lasted 10 days after an adaptation period of 10 days, with the offer level of the diet set at 90g DM / kg LW^0.75 (40 g DM / kg LW). Digestibility coefficients were measured in three ways: total collection of feces, use of chromium oxide (Cr2O) as internal marker to determine the ileal digestibility and digestibility by "difference" to estimate the coefficients of digestibility of CLM alone. In these tests the CLM contributed 0, 15 or 30% of the crude protein of the diet.

The inclusion of CLM up to 30% of the diet increased DM intake in a curvilinear way.  The coefficients of apparent digestibility (total collection) of the DM, GE (gross energy),  NDF and ADF were similar in the three treatments. In contrast, the apparent digestibility of crude protein showed a downward trend as the level of the CLM increased. At the level of the ileum, the digestibility coefficients of DM, CP and GE were lower in the diet with 30% protein coming from the CLM. The apparent digestibility coefficients of the CLM, determined by the "difference method " were 57 and 53%  for DM and crude protein, respectively. Pigs fed the diet with 30% of the crude protein from CLM had greater development of the large intestine and less development of the small intestine, compared with pigs fed the control diet.

It is concluded that the CLM was well accepted by the pigs, increasing consumption by 8% without affecting the apparent digestibility of DM and GE. However, the digestibility of crude protein was decreased in a curvilinear way with increasing CLM in the diet up to 30%.

Key words: Apparent faecal digestibility, apparent ileal digestibility, cowpea, voluntary intake

Introducción

 El trópico ofrece gran diversidad de plantas que pueden ser cultivadas para la alimentación de cerdos. Según Savón (1999), la utilización de forrajes para la alimentación de cerdos es el potencial más económico y abundante como fuente de proteína, complementan el uso de raíces, tubérculos, cereales y otros granos; poseen un buen contenido energético, de vitaminas y minerales, y debido al alto contenido de fibra pueden acondicionar un mayor desarrollo del tracto digestivo.

Un forraje promisorio es la hoja de fríjol caupí (Vigna unguiculata (L) Walp) (HC), leguminosa herbácea con hábito de crecimiento erecto, semi-erecto y rastrero, que crece hasta 80cm, con un sistema de raíces bien desarrollado; bien adaptado a diferentes suelos y climas, con precipitaciones entre 700 y 2000 mm; rápido crecimiento entre 70 y 140 días, desde el nivel del mar hasta los 1500 metros, con una producción de granos entre 1.2 a 2.0 toneladas/ha usados para alimentación humana en países tropicales de América y África (Cook et al 2005).

Evaluaciones agronómicas realizadas por el programa de pastos y forrajes del CIAT (Peters et al 2006) han señalado que el Caupí (accesión 9611), cultivado como productor de hoja es una alternativa interesante por su rusticidad y poca competencia con la alimentación humana. Tiene una alta y fácil producción de biomasa entre 7 y 50 toneladas/ha de materia verde y de 3 a 8 toneladas/ha de MS y cobertura en el suelo del 100%. Carranco et al (1994) determinaron que la hoja de caupí tiene un valor de proteína bruta de 16.5% en MS, lo que la ubica  como una fuente interesante en alimentación de monogástricos.

Según Savón (2005), la inclusión de fibra en raciones de aves y cerdos, generalmente produce un incremento en la ingesta para mantener el consumo de energía digestible, aunque hay una limitación en el consumo debido, entre otras, al mayor volumen de la dieta. Otro aspecto para tener en cuenta es el contenido de factores anti-nutricionales,  ya que éstos afectan el consumo e interfieren en el proceso digestivo.  Es importante anotar que la HC contiene una pequeña cantidad de taninos condensados totales (0.31% en la MS, según Scull y Savon 2003).

El presente trabajo tuvo como objetivo conocer la composición química de la HC,  evaluar el consumo voluntario, determinar su digestibilidad (aparente fecal e ileal) y conocer el efecto de la sustitución de la proteína convencional por HC sobre la digestibilidad de dietas iso-nitrogenados, y su efecto en el desarrollo del tracto gastrointestinal en cerdos durante la etapa de crecimiento.

Materiales

El experimento se realizó en la Granja Mario González Aranda, de la Universidad Nacional de Colombia- Sede Palmira, Departamento del Valle del Cauca (Colombia, Sudamérica), con una temperatura promedio de 24 ºC, 1000 msnm y una precipitación anual aproximada de 1000 mm. Los análisis se realizaron en el laboratorio de Nutrición Animal de la Universidad Nacional de Colombia - Sede Palmira.

El caupí (hoja y pecíolo) fue cosechado en el CIAT de Santander de Quilichao, (Cauca, Colombia), entre la 7ª y 8ª semana después de la siembra, en prefloración (Foto 1). Fue secado al sol por dos días y procesadas en un molino de martillos (con una criba de 0.5 mm).

Foto 1.  Cultivo de caupí en CIAT, Santander de Quilichao, Cauca, Colombia (Fotografía CIAT)

Las pruebas de consumo y digestibilidad se realizaron con 24 cerdos machos castrados, producto de cruces de razas  (Landrace,  Large White, Pietran y Duroc), con pesos entre 22 y 29 kg.

Metodología

Analices químicas

Los protocolos utilizados fueron los siguientes:  

MS: Secada a 105 ºC hasta un peso constante  entre las 12 y 24 horas (AOAC 1990, Método número 934.01).

PC: Metodología Kjeldahl utilizando el equipo BÜCHI. La concentración de N se multiplicó por 6.25 para estimar el contenido de proteína bruta

Energía: Bomba calorimétrica, PARR 1341, (Parr Instrument, Moline, MA, USA) con oxigeno a 30 atm. Se midió el aumento de la temperatura del agua.

FDN, FDA y LDA: Determinación según los métodos de Van Soest et al (1991)

Cenizas: Mufla a 550ºC durante 6 horas (AOAC 1990 Método número 942.05). 

Ensayo de consumo

Diseño experimental

Se utilizó un diseño de parcelas divididas, con 2 bloques (unidades completas), 4 tratamientos (sub-unidades) por bloque y 3 repeticiones por tratamiento. El análisis estadístico tuvo en cuenta el siguiente modelo:  

 Y_ijk = µ + B_i + D_j + (B × D)_ij + (B×R)_ik + + E_ijk

Donde Y_ijk es el consumo voluntario de alimento, µ la media general, B_i el efecto del bloquei,  Dj el efecto de la dieta j, (B×D)_ij interacción del bloquei × Dieta j, (B×R)_ik la interacción del bloque _i × repetición _k, y E_ijk el efecto del error.

Las dietas y la alimentación

Se prepararon dietas con cuatro niveles (0, 10, 20 y 30%, base seca) de inclusión del HC (Tablas 1 y 2). Los cerdos se alojaron en corrales individuales. El periodo de acostumbramiento duró 10 días, ajustando el nivel de oferta hasta 90g MS/kg W ^0.75 (40 g/kg PV para cerdos entre 22 y 29 kg de peso vivo).. Las mediciones se realizaron por 10 días suministrando el alimento 5 veces al día a las 8:00, 10:00, 12:00, 14:00 y 16:00 h. Treinta minutos después de cada oferta, se recolectaron los sobrantes, se rotularon y almacenaron en un congelador para posterior análisis.

Con la inclusión de HC disminuyó el contenido de EE y EB. El CP presentó una leve tendencia a disminuir, mientras que se incrementaron las fracciones de la pared celular. Esto se debe a que fueron desplazados, ingredientes como la torta de soya, el aceite de palma y el maíz amarillo, que tienen menor contenido de los componentes de la pared celular, que la HC. 

Ensayo de digestibilidad

Los animales se alojaron en jaulas metabólicas, siendo ofrecidas las dietas a nivel de 90 g MS/kg W ^0.75, dividida en tres raciones al día (7:00,  12:00 y 17:00 h). Se ofreció el agua a voluntad. El peso inicial promedio fue 30±2 (26 – 32) kg. La adaptación fue 8 días y las mediciones se hicieron por 10 días. Se recolectaron los sobrantes 20 minutos después de cada oferta, se  pesaron las excretas y se conservaron una sub-muestra (5%) en un congelador a -18°C..

Para determinar la digestibilidad ileal de las dietas, se utilizó óxido de cromo Cr₂O₃, , suministrándolo en el alimento (2 g/kg de MS de la dieta) durante los últimos 3 días de la prueba, previo al sacrificio de los animales. Muestras del tracto digestivo fueron tomadas para su posterior análisis y se midieron la longitud de los intestinos y los pesos de estómago, ciego, colon e intestino delgado; así como el pH del contenido del estómago, ciego y colon.

Se determinaron las coeficientes de digestibilidad aparente según dos protocolos: el primero para medir el efecto del reemplazo de la proteína convencional por HC, donde se utilizaron tres dietas (HC0, HC15, HC30) con 0, 15 y 30% de la proteína procedente de la HC (Tablas 3 y 4); y el segundo para determinar la digestibilidad fecal aparente de la HC, por el método de la diferencia. Se tomó la misma dieta testigo anterior y se comparó con una dieta, donde se incluyó la HC a nivel de 25% de la MS de la dieta (Tablas 3 y 4).

El diseño estadístico  fue de Bloques Completos al Azar en dos períodos con análisis combinado, donde se compararon los tratamientos HC0, HC15 y HC30. .

El modelo usado fue:

Y_ijk = µ + T_i + P_j + B_k (Periodo)_j + (T*P)_ij+ E_ijk

Donde Y_ijk es la digestibilidad, µ es la media, T_i es el efecto del tratamiento,  P_j es el efecto del periodo, B_k (periodo)j es el efecto del bloque dentro de periodo j, (T*P)ij es la interacción entre el tratamiento y el periodo y Eij es el error experimental.

Los coeficientes de digestibilidad fecal aparente fueron calculados de la siguiente manera:

D_x (%)= [(X_i – X_e) / X_i] * 100

Donde: D_x es la digestibilidad aparente de X (MS, N, FDN y EB), X_i  es el consumo y X_e es la excreción en heces de cada componente.

A nivel ileal, la digestibilidad aparente de las dietas se calculó de la siguiente manera:

Dx (%)=[(X_i – X_d) / X_i] * 100

Donde: D_x es la digestibilidad ileal de X (MS, N, FDN y EB), X_i  es la concentración de cromo en el contenido ileal y X_d es la concentración de cromo en las dietas.

La digestibilidad de la HC por el método de la diferencia, se calculó así:

D_HC (%)= [D_Dieta – (D_testigo* % DC] /HC

Donde: D_HC (%) es la digestibilidad aparente del HP, D_Dieta es la digestibilidad de la MS de la dieta HC25,  D_Testigo es la digestibilidad de la dieta testigo, DC es la inclusión de la dieta testigo y HC es el porcentaje de inclusión de la HC.

En ambas pruebas se realizó el análisis estadístico mediante el procedimiento GLM del Software estadístico SAS, y la prueba de promedios por Rangos Múltiples de Duncan.

Resultados y Discusión

Composición química de la HC 

La HC mostró un contenido de proteína bruta en la MS (Tabla 5),  similar al de otros forrajes utilizados en alimentación de cerdos: Trichanthera gigantea 16%, Bohemeria nivea 16%,  Morus alba  15-20% y Alocacia macrorrhiza 21-22% (Sarria et al 2005).  

Consumo voluntario en cerdos en crecimiento

La inclusión de HC incrementó el consumo (Tabla 6) en forma curvilínea (Figura 1).   De esta manera se demuestra la buena palatabilidad y potencialidad de uso de la HC en la alimentación de cerdos. Los sobrantes presentaron valores de FDN similares a los de las dietas, es decir que los animales no separaron el material fibroso. La razón para que la ingesta fuera mayor en las dietas con la HC, quizá fue parcialmente una respuesta a la disminución de la energía bruta en la dieta (Figura 2), como fue señalado por Beltrán (2005). Otro factor que pudo haber favorecido el consumo de la HC pudiera haber sido el bajo nivel de taninos condensados (0.31% en la MS según  Scull and Savon  2003) . Este valor es muy inferior al registrado en plantas forrajeras como la Leucaena leucocephala: (5.1% en MS según Mera 2004 y 5.81% según Álvarez 2001).

Figura 1. Relación entre el nivel de HC y el consumo voluntario de cerdos alimentados con crecientes niveles de HC durante la etapa de crecimiento	Figura 2. Relación entre el la EB en la dieta y el consumo voluntario de cerdos alimentados con crecientes niveles de HC durante la etapa de crecimiento

Digestibilidad aparente de las dietas

Los coeficientes de la digestibilidad aparente de la MS, la EB, la FDN y la FDA fueron similares en los tres tratamientos (Tabla 7). En cambio, la digestibilidad aparente de  la proteína bruta mostró una tendencia a bajar según el nivel de la HC.  La reducción de la digestibilidad de la proteína a medida que se incrementa el nivel de follajes en la dieta de cerdos ha sido reportado por muchos investigadores (ver los reportes de Ogle 2007 y Preston 2007).

Figura 3. Relación entre el nivel de HC y la digestibilidad aparente de la proteína bruta en cerdos alimentados con crecientes niveles de HC durante la etapa de crecimiento

Influencia de la sustitución de proteína convencional por proteína de HC en la digestibilidad ileal aparente de la dieta

 Los coeficientes de digestibilidad ileal de la  MS, PC y EB fueron inferiores en la dieta con HC (Tabla 8), diferente a lo que sucedió con la digestibilidad fecal (Tabla 7), donde solo hubo efecto negativo sobre la PC.  Esto se puede explicar, según Michelangeli et al (2004), debido a que la fibra podría comportarse como una “trampa” para aminoácidos y péptidos, disminuyendo su absorción intestinal. En la dieta con 30% de PB a partir de la HC, hubo mayores contenidos de FDN, FDA y LDA (Tabla 4).

Digestibilidad de la HC

Los coeficientes de digestibilidad de  la HC fueron inferiores a los obtenidos por las dietas testigo y HC25 (Tabla 9). Fueron similares a los coeficientes reportados por Leterme et al (2005) quienes utilizaron el mismo método de diferencia para determinar los coeficientes de digestibilidad de la MS de Xanthosoma sagittifolium (56.9%), Morus alba (55.5%) y Trichanthera gigantea (47.4%).  En el caso de la proteína, la HC fue superior (53.4%) a los tres follajes (34.4, 33.0 y 36.3%) citados por Letermme et al (2005).

Desarrollo del tracto gástrico intestinal (TGI) en cerdos alimentados con HC

Los cerdos alimentados con niveles de 30% de proteína bruta a partir de la HC  mostraron  mayor desarrollo del intestino grueso frente al delgado (Tabla 10), tanto en longitud total como en el peso del colon. Posiblemente se deba al mayor contenido de fibra de la dieta HC que generó mayor actividad microbiana en la parte inferior del TGI, en comparación con la dieta sin HC.  Los valores de pH en diferentes partes del TGI fueron similares para las tres dietas.

Conclusiones

• Al incorporar la hoja seca molida del caupí (Vigna unguiculata variedad 9611) (HC) hasta  30% en una dieta para cerdos en crecimiento, basada en maíz y soya, se aumentó el consumo de la MS en un 5%.

• Al nivel ileal, los coeficientes de digestibilidad de la MS, CP y EB de la dieta con 30% de la proteína a partir de la HC fueron disminuidos en comparación con el testigo sin HC.

• A nivel fecal, la digestibilidad de la proteína bruta fue reducida en forma curvilinear a medida que se incrementó el nivel de HC en la dieta, sin ser afectados los coeficients de digestibilidad de la MS, EB, FDN y FDA.

• Usando el método de 'diferencia" se calculó que los coeficientes de digestibilidad de la HC fueron 57 y 53% por la MS y proteína bruta, respectivamente.

• Los cerdos alimentados con niveles de 30% de proteína bruta a partir de la HC  mostraron  mayor desarrollo del intestino grueso frente al delgado, en comparación con los cerdos alimentados con la dieta testigo.

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Received 20 December 2009; Accepted 20 May 2010; Published 10 June 2010

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