| Livestock Research for Rural Development 30 (7) 2018 | Guide for preparation of papers | LRRD Newsletter | Citation of this paper |
La fibra es un término que ha sido utilizado para la caracterización de alimentos desde hace casi tres siglos, tiempo durante el cual ha presentado diversas acepciones según la metodología físico-química utilizada. Las definiciones han incluido conceptos nutricionales, químicos, anatómicos y fisiológicos lo que ha hecho que siga siendo un término poco preciso. Las metodologías químicas para cuantificar la fibra han sido fundamentalmente proximales razón por la cual han tenido baja capacidad de asociarse con los requerimientos de nutrientes de los rumiantes. La técnica de la fibra cruda (FC), la más utilizada hasta los años 60 del siglo XX, ha recibido fuertes críticas ya que no retiene todos los componentes de las paredes celulares y su digestibilidad ocasionalmente ha sido superior a la del extracto libre de nitrógeno. Los métodos basados en el uso de detergentes, desarrollado por Van Soest, por su parte, se fundamentaron en la idea espuria de que el nitrógeno de la pared celular en un contaminante que introduce interferencias en la estimación de la fibra. Estos métodos, al igual que la FC, tampoco determinan de manera confiable los componentes de la pared celular y en ocasiones la digestibilidad de la fibra en detergente ácido (FDA) es mayor que en la fibra en detergente neutro (FDN) no obstante que conceptualmente la FDA corresponde a la fracción menos digerible. Se concluye que el concepto fibra, en cualquiera de sus acepciones, se debe abandonar ya que no hace referencia a un nutriente específico; al basarse en métodos proximales, no permite discriminar sus componentes; no es un indicador claro de digestibilidad y no se asocia con los requerimientos nutricionales de los animales. En su lugar, se deberían incluir análisis directos de los componentes de la pared celular.
Palabras clave: fibra cruda, fibra en detergente neutro, fibra en detergente ácido
Fiber is a term that has been used for the characterization of food for almost three centuries, during which time it has presented various meanings under different physico-chemical methodologies. The definitions have included nutritional, chemical, anatomical and physiological concepts which has made it remain an imprecise term. The chemical methodologies for quantifying fiber have been fundamentally proximal, which is why they have had low capacity to associate with the nutrient requirements of ruminants. The technique of crude fiber (FC), the most used until the 60's of the twentieth century, has received strong criticism as it does not retain all the components of cell walls and its digestibility has occasionally been superior to that of the nitrogen-free extract. The methods based on the use of detergents, developed by Van Soest, was based on the spurious idea that the nitrogen of the cell wall in a pollutant that introduces interference in the estimation of the fiber. These methods, like FC, also do not reliably determine the components of the cell wall and sometimes the digestibility of the acid detergent fiber (ADF) is greater than in the neutral detergent fiber (NDF), although conceptually the FDA corresponds to the least digestible fraction. It is concluded that the fiber concept, in any of its meanings, must be abandoned since it does not refer to a specific nutrient; when based on proximal methods, it does not allow to discriminate its components; it is not a clear indicator of digestibility and is not associated with the nutritional requirements of animals. Instead, direct analyzes of the cell wall components should be included.
Key words: crude fiber, neutral detergent fiber, acid detergent fiber
Las gramíneas son la base de la alimentación en los sistemas de producción con bovinos en el mundo (Minson 1980; Wilkins 2000) por lo que, del rendimiento y la calidad nutricional de estas, depende la capacidad productiva de dichos sistemas productivos (Cherney 2000). En los últimos dos siglos los estándares de alimentación para rumiantes han tenido que resolver diversos problemas asociados con las metodologías para establecer la calidad nutricional de los alimentos la cual se ha basado en términos de su composición química (French 1954; Tyler 1975; Beever y Mould 2000). La fracción fibrosa ha sido una de estos componentes. Debido a que históricamente no ha existido un concepto único de esta fracción, se han desarrollado diversas metodologías para su determinación las cuales, por lo demás, no han respondido adecuadamente a la caracterización nutricional de los alimentos y al esclarecimiento del concepto (Choct 2015). Desde 1773, cuando Parmentier publicó una descripción escueta de la forma cómo separó mecánicamente y caracterizó químicamente la fibra en la papa (Parmentier 1773), hasta 1962 cuando Peter J Van Soest publicó un resumen sobre el uso de un detergente ácido para caracterizar la fibra de forrajes (Van Soest 1962), se han desarrollado varias propuestas para cuantificar la fibra en los alimentos para rumiantes, bajo diferentes denominaciones que aún siguen vigentes lo cual ha dificultado la comprensión del concepto.
El objetivo de este documento es revisar el origen y la evolución del concepto y de los métodos de determinación de la fibra en los alimentos para rumiantes, con la finalidad de presentar una idea de las ventajas y limitaciones del uso de los métodos de análisis químicos que existen y sus perspectivas.
La introducción en Europa a finales del siglo XVIII de sistemas de alimentación para animales alojados en condiciones de estabulación, obligó a la incorporación de alimentos adicionales a los henos y los residuos de cosecha utilizados hasta aquella época, así como a la generación de criterios para su uso en la alimentación (French 1954; Halnan 1929; Matz 2015); dichos criterios implicaban el conocimiento de la calidad de estos recursos y de su valor de intercambio, los cuales se recogieron en los primeros estándares de alimentación animal (Thaer 1812). Durante los últimos dos siglos, los estándares de alimentación para rumiantes han tenido que resolver diversos problemas asociados con las metodologías para establecer la calidad nutricional de los alimentos, la cual se ha basado en términos de su composición química, siendo la fracción fibra una sobre la que ha habido una clara intencionalidad.
A comienzos del siglo XVIII el término “fibra” tenía varias acepciones. En anatomía humana se utilizaba para referirse a las estructuras filamentosas halladas en la carne o en la sangre, así como a los vasos sanguíneos, mientras que en la anatomía vegetal se usaba, por analogía, para referirse a los vasos transportadores de los “ jugos nobles” (Lowthorp 1716; Adams 1746; Reid y Gray 1733), que se podían extraer mediante la maceración manual de las plantas en agua fría y caliente (Reid y Gray 1733). Para mediados de ese siglo el término “ fibra” se utilizaba para referirse a las partes sólidas del cuerpo (Jaucourt et al 1756; Thaer 1774), pero también para nominar los filamentos finos encontrados en otros cuerpos tales como en animales, plantas y minerales (MacFarquhar y Gleig 1791). Para ese mismo momento se tenía la idea que la “fibra maderable” era un componente indigerible de las plantas (Hill 1751) y, a su vez, de manera específica la “ fibra lignolitica” hacía alusión a la fibra de origen vegetal (Jaucourt et al 1756).
En la segunda mitad del siglo XVIII, Parmentier (1773) realizó ensayos que le permitieron separar, mediante la maceración y el lavado con agua, tres principios esenciales en la papa: un jugo mucilaginoso, un polvo seco similar al almidón de los granos y uno que denominó “ material fibroso”. Estos principios esenciales también eran conocidos como constituyentes proximales oprincipios proximales en contraposición a los principios remotos o a la composición elemental a la que se referían otros (Fourcroy 1790; Macquer 1778; Venel 1765). La solubilidad de este “material fibroso” en éter, alcohol y agua ácida le permitieron a Parmentier (1773) caracterizarlo químicamente constituyéndose en el antecedente más antiguo del análisis químico de la fibra, la cual para la época –como menciona el autor- era considerada una porción no nutritiva de los alimentos.
La separación mecánica de la fibra de la papa también fue realizada por otros investigadores finalizando dicho siglo. Pearson (1795), por ejemplo, luego de una separación mecánica de los componentes de la papa obtuvo una “substancia filamentosa” o “fibrosa” de color blanco-verdoso que, en su parecer, era similar a la fibra animal. De esta manera el concepto fibra en los vegetales que existía a finales del siglo XVIII era eminentemente mecánico y, además, se había dado por similitud con las fibras animales; dicha similitud, sin embargo, era criticada por Einhof (1805). Esta separación mecánica de la fibra de los alimentos vegetales que se hacía por la maceración y los lavados con agua no sucedía solamente en los laboratorios; también era práctica común de ciertas preparaciones culinarias a finales del siglo XVIII (Dundonalds 1791).
A comienzos del siglo XIX Einhof (1805) también realizó sus propias separaciones mecánicas de la fibra de la papa; al respecto de ella señaló que esta “… sin duda alguna, es tan fácilmente digerible y tan nutritiva como la papa y el centeno, ya que, en términos químicos, es así como se comportan ” (pg. 50). Contrario a este concepto menos de 10 años después Davy et al (1814; pg. 117) indicaron que la fibra era un componente indigerible de los alimentos
No obstante que a Einhof se le atribuyen las primeras determinaciones químicas que condujeron a la cuantificación de la fibra de origen vegetal (Fernández y Duró 1999; Putnam 1991; Van Soest 1964), existen registros de trabajos en los que se ya se había caracterizado y cuantificado esta fracción mediante análisis químicos muy básicos (Hermbstaedt 1801; Parmentier 1773; Thompson 1802).
En 1808 Einhof utilizó el término “fibra vegetal” para referirse a aquella fracción de las plantas que “ no se disuelve en ácidos, sales de lejía, agua y alcohol” (Einhof 1808: pg. 146). Según este autor, dicha fibra “ resiste a la acción de la podredumbre” y “ es la base principal de la madera y de todas las partes sólidas de las plantas ”. Basado en dicha determinación, su colega Albrecht Thaer desarrolló el sistema de valoración de los alimentos denominado “ Unidades de Heno” (Thaer 1812).
En cuestión de tres décadas la fibra pasó de ser definida desde un enfoque mecánico como el residuo resultante de la maceración y lavado con agua (Parmentier 1773) y considerada como una fracción del alimento fácilmente digerible y nutritiva (Einhof 1808), a ser definida químicamente como el residuo que queda luego de una digestión con algunos compuestos químicos (Einhof 1808), ser considerada la pared de las células de las plantas y ser considerada indigerible (Davy et al 1814).
En la primera mitad del siglo XIX varios autores, además de utilizar el término “fibra” o “fibra vegetal”, incorporaron un término más amplio: el de los “carbohidratos”. Los esquemas desarrollados por von Liebig en 1830 (Matz 2015), Prout en 1834 (Tyler 1956) y por Grouven en 1859 (Grouven 1859) hacen parte de ejemplos de este tipo de enfoques. No obstante que para 1839 se consideraba que la fibra era un componente no digerible de los alimentos y, por lo tanto, no nutritivo (Narr 1839), ese mismo año Sprengel (1839; pg. 126) pone evidencia que “… las ovejas por sí mismas pueden digerir parte de la fibra”. Más adelante se estableció que esto sucedía dependiendo “… de una parte, de la naturaleza de la planta fibrosa en sí y, de otra parte, del establecimiento de los órganos digestivos en las diferentes especies animales… ” (Haubner 1854; pg. 54), con lo que se cambió sustancialmente la idea inicial de Davy et al. (1814) de la existencia de una fibra indigerible.
Durante el siglo XVIII fue común utilizar el término “ fibra maderable” (Cook 1765; Lowthorp 1716; Reid y Gray 1733). Aunque a comienzos del siglo XIX era claro que la pared celular correspondía a una estructura anatómica de las células vegetales, ésta era denominada comúnmente “membrana” pero así mismo se asociaba con los términos “fibra” y “celulosa” (Link 1807). Durante este mismo siglo aparecieron de manera indistinta otras acepciones de fibra como fueron “pulpa”, “pulpa de madera” (Bischoff et al 1836), simplemente “madera” (Peligot y Decainse 1839), “celulosa” (Peligot 1850; Walker y Seaton 1880), “ material fibroso” (Towers 1850), “fibra vegetal” (Johnson 1858), “fibra cruda” (Guillaumin 1839; Morren 1856; Voelcker 1860), “medulina”, “lignina” (Wagner 1854), “materia incrustada” (Voelcker 1861), “fibra celular”, “ fibra maderable cruda”, “fibra celular y maderable” (Dougall 1956); incluso no es extraño encontrar documentos en los que se usaron sin distinción alguna diferentes términos para hacer referencia a la fibra de los alimentos tal y como sucede con el de Thomson (1838) en el que aparecen “fibra vegetal”, “fibra maderable” y “ materia fibrosa”, dudando en algunos casos sobre el término a utilizar. Tal variedad e inconsistencia en las denominaciones utilizadas para referirse a dicha fracción generaba confusión y molestia entre algunos autores (Bischoff et al 1836). Gmelin (1837), por el contrario, trató de dar claridad al uso del término “fibra maderable” en lugar de “ fibra vegetal” indicando que este constituye el principal componente de la madera y, por ello, era más adecuado utilizar el primer término. Aun así, el mismo Atwater, al explicar los términos químicos utilizados en su informe de investigación en la Estación Agrícola Experimental de Middlenton, se refirió a la celulosa como “ fibra maderable” y no incluyó la “fibra cruda” como una expresión que hiciese parte de la categoría de los “carbohidratos” no obstante que dicho término ya fuera usado en aquella época (Atwater 1878). Resulta curioso que, en un informe posterior, Atwater y Woods (1896) tampoco hicieron mención a la “fibra cruda” pero utilizaron la denominación “carbohidratos” para referirse a los azúcares, almidones, celulosa, gomas y “fibra maderable” de los alimentos. Años después el mismo Atwater con Bryant (1906) volvieron al empleo de la fibra señalando que era equivalente a la “fibra maderable ”. Para mediados del siglo XIX era evidente la confusión que existía entre el concepto anatómico de la pared celular vegetal y el concepto nutricional y químico de fibra en cualquiera de sus acepciones. Así lo hace saber Schwarz (1858) al señalar que “ …las paredes celulares, el andamio, ciertamente el sistema óseo de la planta, consisten esencialmente en celulosa o fibra de madera …”. Dicha confusión continúa hasta hoy entre muchos autores (Ampuero 2008; Kerr y Shurson 2013; Natzir 2012).
Se podría decir, entonces, que durante el siglo XIX para referirse a la pared celular se utilizó una expresión: fibra; ésta, sin embargo, tuvo varias denominaciones, que aparecían y desaparecían en el tiempo, entre los autores y en un mismo documento, con alcances variados y, en ocasiones, sin claridad en su concepción, eso sí con un elemento común: un enfoque fundamentalmente químico.
Si la denominación fibra tuvo el devenir que se ha venido presentando, desentrañar su composición química no fue un proceso sencillo, aunque si rápido si se considera que en casi 90 años se identificaron algunos de sus principales componentes.
En 1806 fue aislada la lignina (Fourcroy 1806), uno de los compuestos fibrosos mencionado desde el siglo XVIII (Buffon 1745), que fue calificada de insípida e insoluble en agua y alcohol (de Candolle 1813). Quizá por haberse tratado del primer constituyente de las paredes celulares identificado químicamente, algunos autores consideraban que la “ fibra maderable” estaba constituida básicamente por lignina (Turner 1828; Webster 1845). En 1825 Braconnot identificó la pectina, término utilizado para referirse a una sustancia vegetal parecida a la goma (Braconnot 1825) y, posteriormente, Payen aisló la celulosa que definió como un componente químicamente homogéneo el cual, junto con la lignina, hacían parte la madera (Payen 1839). Su descubrimiento llevó a diversos autores como Grouven (1859), Gmelin (1862) y Wolff (1856) a considerar que la “fibra maderable” estaba constituida básicamente por celulosa desconociendo la participación de los otros componentes. Casi de manera simultánea, Wolff (1861) reconoció que la “fibra maderable” no estaba constituida exclusivamente de celulosa, sino que, además, contenía nitrógeno, consideración que no compartía Voelcker (1861) aportando más confusión a la configuración química del concepto. Finalizando el siglo, Schulze (1892) introdujo el término “hemicelulosa” para referirse a un grupo de substancias similares a la celulosa que se hidrolizaban fácilmente en ácidos minerales diluidos y calientes, definición que ahora se reconoce imprecisa (Choct 2015). Como se puede observar, en menos de un siglo, durante el XIX, se identificaron y aislaron algunos componentes químicos importantes de la fibra: la celulosa, hemicelulosa, pectina, nitrógeno y lignina.
La cuantificación del contenido de fibra en los alimentos, independiente de su denominación, partía de la necesidad de incorporar este componente en los análisis proximales que se comenzaron a realizar desde mediados del siglo XVIII (Colombani 2011). Para la época se consideraba que la composición química de los cuerpos de la naturaleza se podía hacer mediante dos aproximaciones: una tenía que ver con el análisis remoto, último, primitivo o elemental, en los que los constituyentes no se pueden descomponer más allá de este nivel; la otra implicaba un análisis próximo o inmediato en la que los componentes se pueden fraccionar en sus principios elementales (Fourcroy 1790; Macquer 1778; Venel 1765). En virtud de las bases conceptuales y fundamentos operativos de la época, se quedó en el nivel de las determinaciones por agrupaciones gruesas con bajo nivel de discriminación como lo han sido los análisis proximales. Esta manera de analizar la composición de los cuerpos de la naturaleza se presenta en un momento en el que se está en desarrollo de la química orgánica, una época en la que los conocimientos sobre nutrición y alimentación animal eran aún, vagos.
Durante la primera mitad del siglo XIX se utilizaron dos técnicas para la determinación de la “fibra maderable”, las cuales posiblemente eran derivaciones de los procedimientos desarrollados desde finales del siglo XVIII, incluido el método de Einhof: una estaba basada en el uso de alcohol en agua caliente (Davy et al 1814; Maclagan 1841); la otra se basaba en el uso de alcohol, un ácido y un álcali diluidos (Bischoff et al 1836; Bonaventure 1818; Horsford 1846; Liebig, 1839;); esta última se constituyó en el antecedente más claro de lo que posteriormente se denominaría la técnica de la “fibra cruda”. El método descrito por Horsford (1846) implicaba una digestión inicial de la muestra durante varias semanas en ácido clorhídrico diluido al 1%. A intervalos de unos ocho días, la solución ácida se retiraba y era reemplazada por una nueva. Después de varias semanas más, en lugar del ácido, se utilizaba soda caustica y se continuaba la digestión durante dos meses adicionales. Al final, el contenido de la digestión se pasaba por filtros y el residuo retenido, se secaba a 100oC y se denominaba “ fibra maderable”. Poco después, Peligot (1850) determinó el contenido de “celulosa” en granos de maíz utilizando ácido sulfúrico y soda caustica, pero con tiempos de reacción menores (20 horas) y haciendo lavados al final con agua, ácido acético diluido, alcohol y éter. Lawes y Gilbert (1859), por su parte, describieron un método de una hora de duración para la digestión con ácido sulfúrico, momento en el cual – afirmaban -, el residuo todavía conserva mucho nitrógeno y minerales, razón por la cual se debe adelantar una segunda digestión por una hora más con soda caustica diluida. Aun así, el residuo final conserva una cantidad pequeña de nitrógeno y algo de materiales minerales, considerados contaminantes de esta fracción.
Para mediado del siglo XIX, en Alemania, se presentó un significativo desarrollo en el análisis químico de los alimentos por parte del químico Justus von Liebig, quien fue incorporado por las nacientes estaciones experimentales agrarias alemanas (Knoblauch et al 1962). La primera de ellas fue la de Möckern, abierta en 1851, donde se realizaron múltiples experimentos y evaluaciones de diversos alimentos bajo la dirección de Emil Wolff (Bähr y Wolff 1857) quien en 1854 se trasladó a la Academia Agrícola de Hohenheim donde continúo adelantando estudios de digestibilidad y caracterización química de los alimentos. No obstante que cuando se refería a la fibra de los alimentos utilizaba la expresión “fibra maderable”, la mayoría de las veces empleaba el término “fibra vegetal” (Wolff, 1856). El análisis de la “ fibra maderable” en henos, fue descrito por este autor en los siguientes términos (pg. 69):
“Aproximadamente3 gr de la muestra se mezclan con 60 gr de ácido sulfúrico muy diluido (1:19) en dos veces su volumen con agua y se pone a hervir durante una hora luego de lo cual el líquido se vierte y el residuo se lava dos veces con 200 cc de agua; el residuo aún húmedo se hierve con 60 gr de potasa cáustica en dos veces el volumen de agua durante una hora y media, se lava dos veces con agua pura, se lava con agua caliente en un filtro pesado, se seca y se pesa después de la quema de las cenizas”.
Para ese entonces, algunos autores dudaban de la precisión de la técnica descrita por Wolff para la obtención de la “fibra maderable”. Segelcke (1860), por ejemplo, aseguraba que la técnica era solo una aproximación debido a las posibles pérdidas de la celulosa dependiendo de la forma en que se llevase a cabo el procedimiento. Basado en esas consideraciones, realizó varios experimentos tratando de estandarizar las condiciones que redujesen al máximo la pérdida de la celulosa de la muestra llegando, entre otras, a las siguientes conclusiones:
Wolff, por su parte, generó gran cantidad de información que incorporó en tablas de calidad de alimentos las cuales incluían, además, estándares de alimentación basados en la digestibilidad de las fracciones químicas. Estas tablas fueron publicadas por primera vez en 1861 (Wolff, 1861). En dicha publicación, y haciendo referencia a la fibra, aseguraba que (pg. 47) “… los alimentos vegetales a menudo se disuelven menos en los órganos digestivos; especialmente la celulosa o fibra de madera, se pierde en el hombre y la mayoría de los animales casi sin cambios, con los excrementos …” indicando que, para él, la fibra era un compuesto indigerible.
Grouven (1859), por su parte, publicó un informe de varios capítulos basado en una serie de conferencias que dictó en varias ciudades alemanas. Uno de los capítulos se refirió a la “ Alimentación de los animales domésticos”. En éste presentó tablas de composición de alimentos con información proveniente de los reportes de Liebig, Gilbert, Wolff, Müller y de sus propios trabajos, información que utilizó para hacer recomendaciones de las cantidades a suministrar y equivalencias entre los alimentos. En el caso de la fibra empleó el término “fibra maderable” y señaló que, si bien aún es desconocida su naturaleza química, esta es casi idéntica a la celulosa.
Para esa época se publicaron algunos documentos en los que se invertía el orden de los reactivos para estimar el contenido de “ fibra maderable”; es decir, en los que primero se realizaba la digestión con una base y luego con un ácido diluido, inversión que, sin embargo, no tuvo muchos seguidores. Dos ejemplos de esta inversión se encuentran en las descripciones metodológicas seguidas por Anderson (1853) y Voelcker (1861).
Como resultado de los trabajos realizados en Weende, una de las estaciones experimentales agrícolas alemanas más conocidas, Henneberg y Stohmann publicaron el libro “ Beitrage zur Begriindung einer rationellen Futterung der Wiederkauer”, con el que pretendían contribuir a la alimentación racional de los rumiantes y en el que describieron el procedimiento para la determinación de la “fibra maderable” en los siguientes términos (Henneberg y Stohmann 1860; pg. 145):
“Aproximadamente 3 gramos de sustancia seca y finamente dividida ó 5 a 6 gramos en pulpa de remolacha, frijoles o canola, son puestos en ebullición con 50 cc de ácido sulfúrico al 5% y 150 cc de agua por 30 minutos; después de que la sustancia se ha asentado, se elimina el líquido ácido y el residuo se hierve dos veces sucesivas con 200 cc de agua durante media hora. El residuo es nuevamente puesto en ebullición por media hora con 50 cc de lejía de potasa al 5% y 150 cc de agua; luego de remover el líquido alcalino, el residuo es puesto en ebullición dos veces con agua. Todos los líquidos de la cocción con ácido sulfúrico se mezclan con los de la ebullición con solución de hidróxido de potasio. Lo que queda se lleva sobre un filtro, y se lava con agua. El contenido de cenizas se determina por la combustión de la totalidad o de una parte del contenido del filtro”.
En un documento publicado posteriormente Stohmann et al (1864) incorporaron el término “fibra cruda” aclarando su origen en los siguientes términos (p 49): “… Por lo tanto, lo que hemos denominado "fibra maderable" en lo que antecede, de acuerdo con la descripción convencional, probablemente ni siquiera es el mismo cuerpo, incluso si se deriva de una misma materia alimenticia por varias trituraciones mecánicas. Por esta sola razón, sería deseable añadir al residuo del tratamiento con ácidos y álcalis una designación menos definida como fibra de madera (celulosa); esto es más cierto cuando hay evidencia de que los residuos obtenidos de diferentes sustancias por el mismo método de presentación son de composición muy diferente (el heno de trébol, por ejemplo, muy diferente de los tallos de trigo o heces de heno de trébol…) y son esencialmente diferentes de la fibra de madera pura de los químicos. Vemos esto para sugerir el nombre de "fibra bruta" para el residuo en cuestión, y de ahora en adelante lo utilizaremos hasta que se haya podido encontrar un método para determinar el contenido en los alimentos de fibra de madera real…”.
En este mismo trabajo se publicaron las primeras modificaciones a la técnica de determinación que implicaban la necesidad de realizar una extracción previa con éter a las tortas de aceites, reemplazar el agua que se fuera evaporando durante las ebulliciones, así como el lavado adicional del residuo de la segunda ebullición tanto con agua como con alcohol y éter (p. 48). Así mismo, demostraron que la técnica presentaba alta repetibilidad. Kühn et al (1866), por su parte, demostraron que dicha técnica no generaba pérdidas importantes de celulosa sugiriendo que se trataba de una técnica robusta y confiable, lo cual fue desvirtuado en trabajos posteriores.
Wilhelm Henneberg fue discípulo de Liebig por lo que heredó una formación académica basada en los avances de la química agrícola que se venían dando en aquella época en Alemania (Brune 1973). En 1857 cuando inició la dirección de la estación Weende incorporó estos desarrollos a las metodologías de investigación y evaluación de los alimentos para animales. Sin embargo, a diferencia de los trabajos de Wolff, orientados hacia su uso en la alimentación animal, los de Henneberg y Stohmann se dirigían a la comprensión de conceptos básicos y la estandarización de técnicas de investigación (Matz 2015). De hecho, criticaban el trabajo de Wolff en Hohenheim considerándolo como “ el último intento de rescatar la invención alemana de las tablas de valor del heno …” y criticaban las ideas que mantenían Einoff, Thaer y otros según las cuales la fibra representaba la porción indigerible del alimento y, por tanto, no era un nutriente; ideas que compartía Liebig y defendía al considerar que la “fibra maderable” debería ser excluida como una clase de alimento para los animales.
En los Estados Unidos, en su trabajo de investigación doctoral Atwater (1869) utilizó por primera vez, con algunas variantes, las metodologías de Henneberg y Stohmann. Cabe anotar que en éste se presenta cierta confusión en el uso de la terminología sobre la fibra. Así, por ejemplo, mientras en los resultados se refiere a la “fibra cruda”, en la descripción de la metodología registra la expresión “celulosa”. Al respecto en la página 386 el autor señaló: “ La celulosa fue estimada por la extracción alterna con un ácido y un álcali diluidos (método de Peligot) siguiendo las recomendaciones de Henneberg ”. Posteriormente se inclinó por los trabajos de Wolff e introdujo en los Estados Unidos sus técnicas, describiendo sucintamente el método para “ fibra cruda” en los siguientes términos: “ La fibra cruda fue estimada por la extracción alternada con ácido sulfúrico diluido, álcali diluido y agua, seguida del tratamiento con alcohol y éter, secado, pesado, determinando cenizas y albuminoides en muestras separadas y restando la suma del todo ” (Atwater 1878; pg. 22); además, describió que la “ materia extractiva” se obtenía por diferencia entre el total de la materia seca y la suma de las cenizas, proteína cruda, fibra cruda y grasa, incluyendo los azúcares, gomas y almidones. Curiosamente no fue consciente de las inconsistencias que se presentaron en los registros de algunos casos en los que la digestibilidad de la “ materia extractiva” era inferior a la de la “fibra cruda” y, al contrario, ponía en entredicho el peso específico que ésta tendría en la digestibilidad de los alimentos. En su lugar proponía que los componentes albuminoides eran los que mayor efecto tendrían sobre la digestibilidad de los alimentos. Textualmente señalaba (pg. 136): “… no solo la fibra es digerible si no que, además, los albuminoides son el factor más importante sobre la digestibilidad”.
Doce años después Atwater participó en la reunión de la Asociación de Químicos Agrícolas Oficiales (AOAC por sus siglas en inglés) (Wiley 1890a). En su presentación sobre los métodos de análisis de alimentos se refiere a estas determinaciones como “ingredientes proximales” o “compuestos proximales” e indica que la “fibra” o “ fibra cruda” se obtiene mediante la extracción con un ácido diluido y un álcali. Extrañamente no informa sí las técnicas a las que se refirió son las de Henneberg y Stohman o las de Wolff. Independientemente de dicha situación, estas metodologías fueron incorporadas de forma oficial por la AOAC como “ingredientes proximales” en alimentos para bovinos. Es de anotar que en la descripción de la técnica para la fibra cruda aprobada no se utilizó el hidróxido de potasio como fue descrito por Wolff (1857) y por Henneberg y Stohmann (1860) sino el hidróxido de sodio (Wiley 1890a), modificación que se venía haciendo en algunas estaciones experimentales en los Estados Unidos:
“Extraiga 2 gramos de la sustancia con éter ordinario casi completamente o tome el residuo a partir de la determinación del extracto etéreo. A este residuo añádale 200 cc de ácido sulfúrico con una concentración de 1.25% en un frasco (Erlenmeyer) de 500 cc; conecte el Erlenmeyer con un condensador de flujo: el tubo debe pasar a una distancia corta del tapón del frasco. Ponga a hervir el contenido del frasco y déjelo hirviendo por 30 minutos. Una corriente de aire dentro del frasco puede ayudar a evitar la formación de espuma. Filtre el contenido; lave vigorosamente con agua hirviendo hasta eliminar el ácido; disuelva de nuevo el contenido con 200 cc de una solución de hidrato de sodio con una concentración de 1.25% que esté libre de carbonato de sodio; ponga a hervir y manténgalo hirviendo por 30 minutos de la misma manera que se hizo con el ácido. Filtre en un crisol Gooch y lave con agua caliente hasta que al agua salga neutra; seque a 110oC; pese; incinere completamente y mida la pérdida de peso para determinar la fibra cruda” (p. 212).
Aunque el documento no lo señala, esta opción sería más próxima a la de Henneberg y Stohman (1860) que a la de Wolff (1857) por lo que se presume que es la que se conoce como la de Weende. Rápidamente ésta se convirtió en la más utilizada para la determinación de la fibra cruda en diversas partes del mundo, como lo indicaron Atwater y Woods (1896). En 1915 la AOAC publicó un nuevo documento en el que describió la técnica para la determinación de la fibra cruda en los mismos términos del publicado en 1880 (Woodman 1915) reseñando que se trataba de la metodología descrita por Henneberg y Stohmann, confirmando que corresponde efectivamente a la técnica desarrollada en la Estación Agrícola de Weende.
Al finalizar el siglo XIX y en el comienzo del XX persistía la idea que la “fibra cruda” estaba constituida principalmente por celulosa y representaba la fracción menos valiosa de los alimentos (Atwater 1878; Henry 1898; Woodman 1915) sin que se hiciera alusión a otros componentes. Henneberg y Stohmann, sin embargo, habían señalado que la lignina era un compuesto indigerible que hacía parte de la “fibra cruda” y que afectaba la digestibilidad de los forrajes: “ Se debe expresar como E. Wolff: cuanto más se lignifican las partes de las plantas utilizadas como forraje, mayor es el porcentaje de fibra cruda y mayor es la cantidad de nutrientes que pasan a través del cuerpo sin alteraciones …” (Henneberg y Stohmann 1860; pg. 108). En ese mismo sentido, en 1900 Kellner y Köeler mostraron que cuando la celulosa es liberada de la lignina, su digestibilidad es tan alta como la de los almidones (Woodman y Evans 1947), sugiriendo que la lignina no solo es indigerible, sino que, además, afecta la digestibilidad de la celulosa.
Desde finales del siglo XIX se evidenciaron otros problemas asociados con la técnica de la fibra cruda que derivaron en la necesidad de hacerle modificaciones o desarrollar una que la reemplazara. Es así como en 1890 Withers propuso que la muestras con altos contenidos de proteína se sometieran a un tratamiento con Na2O antes de la digestión con el ácido sulfúrico, para eliminar su efecto en la filtración de la muestra (Withers 1890). Por su parte la AOAC durante su sexta reunión anual realizada en 1889 (Wiley 1890b), adelanta una revisión de literatura sobre la determinación de la fibra resaltando que Poggiale en 1859 ya advertía que la digestión sucesiva de una muestra vegetal con ácidos y álcalis generaba una pérdida de celulosa mientras que Wattenberg en 1880 señalaba algunas dificultades del método de fibra cruda de Weende así como sus fuentes de error. Caldwell, actuando como redactor de dicha discusión, llegó al punto de afirmar que la técnica de la fibra cruda de Weende es una determinación (p 30) “… que todos nosotros estaríamos dispuestos a eliminar de nuestro trabajo, si fuera posible …”, mostrando su animadversión frente a esta determinación.
Para 1915 el método aún se denominaba “fibra vegetal”; se consideraba que representaba el contenido de celulosa pura de los alimentos; se aceptaba que tenía problemas ya que incluía “ algunas impurezas como pentosanas, substancias incrustadas (lignina, cutina) y ciertas proteínas insolubles ” y, genera resultados insatisfactorios; aún así, “ es solo utilizada mientras algún otro método mejor llegue para medir la cantidad de fibra presente en los alimentos ” (Woll 1915).
Estas ideas se mantuvieron durante las primeras cinco décadas del siglo XX, pero se empezaron a desmontar con los resultados de algunos estudios. Bondi y Meyer (1943) afirmaron, por ejemplo, que era errónea la creencia común según la cual la fibra cruda representaba la fracción menos digerible de los alimentos y el extracto libre de nitrógeno la de los carbohidratos más digeribles. Esta afirmación se desprendía de los trabajos que demostraron que el método de fibra cruda solubilizaba la celulosa, hemicelulosa y la lignina (Norman 1935; Williams y Olmsted 1935), además que esta fracción no representaba la fracción indigerible de los alimentos (Williams y Olmsted 1935). Años después Van Soest (1994) presentó un registro de los valores promedio de esta solubilización en los siguientes términos: entre 30 y 82% para la lignina, entre 63 y 76% para las pentosanas y entre 21 y 28% para la celulosa para leguminosas, pasturas y otras plantas. Adicionalmente, se había demostrado que la composición elemental de la fibra no era homogénea (Norman 1935; Stallcup 1958; Williams y Olmsted 1935). En razón de ello se propusieron metodologías que permitieran cuantificar de manera independiente los contenidos de celulosa, hemicelulosa, pectinas y lignina en los alimentos (Bondi y Meyer 1943; Crampton y Maynard 1938; Norman 1935; William y Olmsted 1935). En el caso del análisis de lignina se destacaron los métodos Klason (1917), Sullivan (1959) y el de Norman y Jenkins (1934).
Al cierre de la primera mitad del siglo XX había un acuerdo sobre las dificultades centrales del método de “fibra cruda” de Henneberg y Stohmann que se resumen así:
La primera dificultad no puede ser aceptada, puesto que no era del alcance de la fibra cruda, al igual que las otras fracciones del método de Weende, llegar a este nivel de discriminación. La presencia de nitrógeno en la fibra será discutida más adelante.
A pesar de las críticas y limitaciones señaladas anteriormente, en la actualidad la AOAC dispone de dos métodos oficiales para la fibra cruda en alimentos para animales. Uno es el 962.09 cuya primera acción para su adopción fue en 1962; en 1971 tuvo su acción final y en 1982 se presentó de nuevo una primera acción revisada. El otro método es el 978.10, con una primera acción en 1978 y una final en 1979; no se dispone de información en años posteriores.
Como se señaló anteriormente, durante la primera mitad del siglo XX surgieron diversas opciones metodológicas que pretendían superar las dificultades de la fibra cruda. No obstante, el procedimiento para su determinación así como el mismo concepto, continuaban siendo imprecisos a tal punto que el mismo Van Soest reconoció la dificultad en su definición y señaló que “ podría denotar un residuo estrechamente asociado con la indigestibilidad ” (Van Soest 1963b) y propuso que la determinación de la lignina bien podría constituirse en el remplazo de la fibra cruda en virtud que ésta representaba la idea original de fibra que tuvo Einhoff según la cual, esta correspondía a la fracción indigerible de los alimentos (Van Soest 1964).
En un primer momento la preocupación de Van Soest recayó en la dificultad de identificar con precisión y de manera rápida tanto el contenido como la composición de la fibra de los forrajes. Inicialmente, la consideró como la porción indigerible de los alimentos (Van Soest 1963a), pero posteriormente ampliaría su horizonte indicando que nutricionalmente se refería a la materia orgánica indigerible por las enzimas del huésped (Van Soest 1967). Según él, químicamente estaba constituida por celulosa, hemicelulosa, lignina y una “mínima proporción de nitrógeno” (Van Soest 1963a,b); sin embargo, no expresó una idea clara sobre el significado de esta “mínima proporción de nitrógeno” si no, que lo consideraba un contaminante y, por ende, un objetivo analítico fundamental que, a la postre, se constituiría en la columna vertebral de su propuesta.
El otro aspecto que inicialmente abordó Van Soest fue la metodología de determinación de la fibra cruda. Para él el uso de soluciones ácidas no era buena alternativa debido a que no remueven completamente las proteínas lo que estaría sobrestimando el contenido de lignina. El hidróxido de sodio, por otro lado, a pesar de la importancia que tenía para la remoción de la proteína conllevaba a la gelatinización y la remoción parcial de la lignina. Si bien Van Soest no era químico, su propuesta se basó en el uso de detergentes. Conocía la capacidad que tienen algunos detergentes aniónicos de solubilizar proteínas, así como de la propiedad que poseen algunos compuestos de amonio cuaternario para disolver polisacáridos, proteínas y ácidos nucleicos. Según su presunción, el uso de estos compuestos serviría para fraccionar adecuadamente la fibra de los forrajes conservando la lignina (Van Soest 1963a).
En una primera publicación (Van Soest 1962), este autor describió la obtención de la fibra de forrajes luego del reflujo de las muestras por una hora en un detergente ácido (hexadecil-trimetil-amonio bromido al 2% en ácido sulfúrico 1N). Posteriormente evalúo varias sustancias por su capacidad de solubilizar el nitrógeno en forrajes, tales como el agua, pepsina y bilis de buey, así como una serie de detergentes, incluidos el lauril sulfato de sodio, aril-alquil sulfonato de sodio, cetil-trimetil-amonio bromido (hexadecil-trimetil-amonio bromido) y laurilamida en diferentes condiciones de pH y usando diversos compuestos tamponizantes (Van Soest 1963a). El criterio de selección, basado en el supuesto que el nitrógeno es un contaminante de la fibra, fue la capacidad de remover el nitrógeno de la muestra sin discriminación alguna, lo que a todas luces significaba una arbitrariedad analítica. De las evaluaciones realizadas identificó que el lauril sulfato de sodio en soluciones neutras o ligeramente básicas, así como el cetil-trimetil-amonio bromido en una solución fuertemente ácida, resultaron promisorios para la caracterización de la fibra en los alimentos. Van Soest consideraba que el residuo que quedaba en el detergente neutro representaba los constituyentes no degradados de las paredes celulares, mientras que el residuo en el detergente ácido correspondía a la fracción menos digerible, por lo que podía ser adecuado como procedimiento previo a la determinación de la lignina. Estas consideraciones, sin embargo, carecen de sustento en el documento de la referencia. En su siguiente publicación Van Soest (1963b) se concentró precisamente en este asunto. Es así como estandarizó la técnica de la lignina en detergente ácido (LDA) y puntualizó que la fibra en el detergente ácido (FDA) representaba la fracción lignocelulósica de los alimentos e intentó demostrar la composición de la FDA mediante su análisis elemental con resultados cuestionables que posteriormente serían confrontados y desmentidos. En dicha publicación, extrañamente, no aparece la hemicelulosa como parte de la fibra y tampoco se hace alusión a las paredes celulares (Van Soest 1963b). En una publicación posterior consideró que las pectinas hacían parte del contenido celular (Van Soest 1967), consideración similar a la que tuvieron Atwater y Woods 70 años antes (1896).
Como se puede observar, en esta primera etapa Van Soest mostraba confusiones conceptuales que se asociaron con cambios de parecer respecto a los mismos. Posteriormente estandarizó la metodología para la determinación de la fibra en detergente neutro (FDN) (Van Soest y Wine 1967) presentándola como una opción rápida para estimar el contenido total de la fibra en alimentos de origen vegetal, lo que permitiría separar los nutrientes disponibles de aquellos que son parcialmente disponibles solo por la acción de los microorganismos.
Con el tiempo, la determinación del contenido de fibra basada en la digestión de la muestra con lauril sulfato de sodio, conocida como FDN, se ha constituido en el método más utilizado y recomendado para estimar el contenido de las paredes celulares de los alimentos para animales (Choct 2015; Mertens 2003; Molina et al 2015; NRC 2001), a tal punto que algunas publicaciones solo aceptan trabajos con esta determinación (Animal Feed Science and Technology; Journal of Animal Science; Journal of Dairy Science) y algunas han excluido la fibra cruda por considerarla obsoleta (NRC 1989; NRC 2001; deMan 2013).
Los métodos basados en el uso detergentes o como se conocen “de Van Soest”, sin embargo, presentan problemas conceptuales tanto o más críticos que los esgrimidos sobre la fibra cruda. La presencia de nitrógeno en la “ fibra maderable”, que este autor consideraba una interferencia y fue un soporte importante en su propuesta metodológica (Van Soest y Robertson 1977) y que otros autores la habían registrado como un contaminante (Gomes et al 2011; Reeves 1997; Tebbe et al 2017), ya era conocida desde comienzos del siglo XIX (Gardenier 1884; Henry, 1817; Reade, 1837) y había sido cuantificada en la “fibra cruda” durante el siglo XX (Louw 1941; Norman 1935; Wilcox y Moxon 1949).
La sospecha sobre la existencia de proteínas como componentes naturales de la pared celular, sin embargo, data de finales del siglo XIX (Solla 1879) y fue confirmada cuatro décadas después (Priestley y Tupper-Carey 1922; Tupper-Carey y Priestley 1923). Hoy se conocen nueve clases de proteínas en la pared celular vegetal, incluyendo varias subclases de proteínas estructurales (Albenne et al 2013). Así mismo es clara la presencia de interacciones proteína-lignina a través de enlaces covalentes (Dihel 2014; Whitmore 1982) que explican la presencia de nitrógeno asociado a la lignina. Esto indica claramente que, independiente de la metodología de determinación de la fibra, el nitrógeno de la pared no es un contaminante que genere interferencias, sino una expresión química de un grupo de proteínas que son componentes naturales de las paredes celulares, por lo que se puede afirmar que el principio sobre el que se basan los métodos de Van Soest, es espurio. Este autor, posteriormente, procuró minimizar la importancia de sus primeras publicaciones considerándolas obsoletas y con un único valor de carácter histórico (Van Soest et al 1991). Sin embargo, las bases conceptuales que justificaron sus métodos, persisten y no son solo una información de carácter histórico.
Posteriormente, Van Soest en compañía de otros colegas (Licitra et al 1996), especularon sobre el tipo de proteínas y otras fuentes de nitrógeno de la pared celular, pero no demostraron, y no se ha demostrado, sí el nitrógeno en el residuo del detergente neutro y ácido, corresponde a las proteínas descritas por otros autores como componentes naturales de las paredes celulares, como tampoco se ha demostrado sí los procedimientos utilizados para obtener los residuos del detergente neutro y ácido degradan parcial o totalmente algunas de las proteínas de las paredes celulares, dejando un vacío enorme en este punto.
Así mismo, y repitiendo la historia de la “fibra maderable” y la “ fibra cruda”, la metodología de la FDN ha presentado problemas metodológicos que ha exigido modificaciones tendientes a mejorar la calidad de los resultados, particularmente cuando se trata de alimentos diferentes a los forrajes. Hasta 1991 se describió la existencia de 15 modificaciones (Van Soest et al 1991), dos de las cuales se han considerado significativas: la introducción del sulfito de sodio como estrategia para mejorar la extracción de las proteínas (Robertson y Van Soest 1981) y la incorporación de una amilasa termolábil extraída del páncreas porcino (Schaller 1977) o producida por el Bacillus subtillus (Robertson y Van Soest 1977); esta última obedeció a la aplicación de la determinación de la FDN a frutas, cereales y sus derivados como los salvados en los que la presencia del almidón, afecta la filtración de la muestra digerida. En el caso de la FDA también se han sugerido varias modificaciones que incluyen realizar la digestión con el detergente ácido sobre el residuo del detergente neutro (Bailey y Ulyatt 1969); la eliminación del proceso secuencial y la reducción en el tamaño de la muestra (Chavez et al 2002), la utilización de una solución tamponizante (Baker 1977), utilizar un medio más ácido y prolongar el tiempo de digestión (MAFF/ADAS 1986); utilizar el método secuencial basado en el residuo del detergente neutro tratado con amilasa sin sulfito de sodio (Mertens 2003) y la inclusión de un filtro con microfibras de vidrio con un menor tamaño de poro (Reffrenato y Van Amburgh 2011). Como se puede apreciar, con el método para la FDA algunas recomendaciones se contradicen.
A pesar de estas situaciones no parece terminar la búsqueda por técnicas apropiadas para caracterizar las paredes celulares y la fracción indigerible de los alimentos (Flinn 1991; Jung 1997; Reffrenato et al 2017; Segura et al 2007). Pero sí tanto en la FDN como en la FDA se encuentran dificultades, éstas son más marcadas cuando se trata de cuantificar el contenido de lignina en los alimentos (Brinkmann et al 2002; Hindrichsen et al 2006). Varios autores por ejemplo han concluido que la determinación de la lignina mediante la técnica de Van Soest es menos segura que la analizada por el método Klason (Jung et al 1997; NRC 2001). Otros, por el contario, consideran que ninguna de estas técnicas es suficientemente confiable requiriéndose mayores esfuerzos en investigación para desarrollar técnicas más precisas (Fuzeto 2003; Segura et al 2007).
Al igual que con la fibra cruda, la AOAC ha aprobado dos métodos para la determinación de la fibra. La FDN tratada con amilasa (Versión 2002.04 del 2002. Primera Versión) y la FDA y lignina en H 2SO4 (Versión final 973.18 de 1977). En este punto existen al menos dos aspectos que pasan desapercibidos. Primero que para la AOAC no existe “el método de Van Soest” y segundo, que la descripción metodológica no incluye una propuesta “secuencial” en la que primero se obtiene el residuo en detergente neutro (FDN) y, a partir de éste, se aplica el detergente ácido para obtener la FDA. En las descripciones metodológicas de la AOAC tanto la FDN como la FDA se obtienen mediante procedimientos separados lo que pudo ser debido al hecho que estas técnicas fueron incorporadas oficialmente a dicho organismo en momentos diferentes. Así, mientras para la FDA la versión inicial data de 1973 y la final fue en 1977, para el FDN la primera versión fue aprobada en el 2002. La aplicación secuencial propuesta por Van Soest resultaba operativa para forrajes, pero comenzó a presentar dificultades principalmente en la filtración cuando su uso se hizo extensivo a alimentos con altos contenidos de almidón, grasa, pectinas o en hojas de leguminosas. Fue en este momento cuando comenzaron a surgir las modificaciones a las que se hizo referencia. La declaración general sugiere que la aplicación de los métodos reconocidos por la AOAC es funcional para los alimentos que hacen parte de su alcance, pero en ciertas ocasiones genera resultados inesperados como por ejemplo que el valor de la FDA sea superior al de la FDN; esta situación se ha presentado por ejemplo en pulpas de frutas (naranja, manzana, uva) y de remolacha o cuando se analizan algunas hojas de leguminosas. De acuerdo con Van Soest se esperaba que la FDN tuviese valores más altos que los de la FDA puesto que la primera expresión engloba a la FDA (Van Soest 1963; Van Soest y Wine 1967; Van Soest et al 1991); de hecho, el mismo autor en 1994 recomendó que la extracción con el detergente neutro precediera el uso del detergente ácido debido a que el primero disuelve las pectinas y el sílice, mientras que el detergente ácido recupera este último y disuelve algunos de los complejos tanino-proteína. Esta sugerencia metodológica buscaba la eliminación de las interferencias de las pectinas y del sílice en el análisis secuencial de los constituyentes químicos de la pared celular y la posibilidad de estimar la hemicelulosa a partir de la diferencia entre el FDN y la FDA.
Si bien la propuesta de Van Soest ha tenido un importante nivel de aceptación, sigue siendo un método con baja capacidad de discriminación de los componentes químicos de la pared celular. Al igual que la fibra cruda, las fracciones FDN y FDA se refieren a los residuos que quedan luego de someter la muestra a la acción de detergentes en un medio neutro y ácido, respectivamente, por lo que tampoco representan entidades químicas específicas (Choct 2015) y, al igual que la fibra cruda, siguen perteneciendo a la categoría de análisis proximales. En sus diferentes publicaciones, Van Soest propuso los posibles componentes para cada una de estas fracciones. De manera resumida declaró que de la FDN hacen parte la hemicelulosa, celulosa, lignina y un conjunto variado de otros componentes (combinaciones de nitrógeno con hemicelulosas y lignina con celulosa, cutina, taninos, proteína, queratina y sílice). En la FDA sus principales constituyentes serian la celulosa, lignina, pectina y de nuevo una agrupación que recoge diversos compuestos (nitrógeno lignificado, taninos, cutina, sílice) (Van Soest 1994).
Varios trabajos han demostrado, sin embargo, que el método de FDA conlleva pérdidas significativas de celulosa que pueden superar las pérdidas presentadas en la “fibra cruda” (Treviño y Arosemena 1971; Mika 1981), así como pérdidas significativas de lignina (Fukushima et al 2015; Hatfield et al 1994; Lam et al 1996), con lo que se estaría subestimando el contenido de esta fracción química. Bailey y Ulyatt (1969), por su parte, demostraron tempranamente que la FDA puede retener hasta el 50% de las pectinas y parte de la hemicelulosa mientras que la FDN solubiliza las pectinas. Es así como, con la finalidad de superar parcialmente estos inconvenientes, se sugirió el análisis secuencial del residuo del detergente neutro seguido por el detergente ácido, mencionado anteriormente. El método de la FDN, sin embargo, tampoco retiene toda la hemicelulosa (Van Soest 1963b) y probablemente solubiliza parte de la lignina tal y como lo demostraron Mould y Robbins (1981) todo lo cual indica que esta fracción no representa las paredes celulares como lo afirmaron varios autores (Chavez et al 2002; Van Soest y Robertson 1977). El uso de métodos analíticos más precisos como la cromatografía líquida aplicada al residuo del detergente neutro ha demostrado que los métodos de Van Soest sobreestiman el contenido de celulosa y hemicelulosa debido posiblemente a la presencia de proteínas en la FDN y a la pérdida de lignina en la FDA (Godin et al 2011). Esto significa que las estimaciones de la celulosa y hemicelulosa por los procedimientos de Van Soest, acarrean los errores analíticos propios de la FDN y la FDA.
Por otro lado, no obstante que se presume que la FDA recoge los componentes menos digeribles de las paredes celulares (Putnam et al 2008; Van Soest 1963b; Van Soest 1994), varios trabajos han demostrado que la digestibilidad de la FDA puede resultar mayor que la de la FDN (Balbuena et al 2012; Defar et al 2017; Teixeira et al 2014). Esta misma dificultad es la que presenta la determinación de la “fibra cruda” y el “ Extracto Libre de Nitrógeno” bajo el esquema de Weende que justificaba la necesidad de reemplazar esta técnica por considerarla obsoleta. De hecho, algunos autores han recomendado abandonar el uso de la FDA como indicador de la calidad nutricional en algunos forrajes por considerarla igualmente obsoleta (Fisher 2015; Hoffman y Shaver 2014; Robinson 1999) y cuya única función sería servir como paso preliminar para determinar la lignina (Robinson 1999). Sin embargo, para este fin tampoco tendría mayor utilidad (Jung et al 1997; NRC 2001).
La FDN no es una expresión química de las paredes celulares y la FDA no representa la fracción menos digerible de estas; por ello no se pueden considerar determinaciones confiables de la composición de las paredes celulares de los vegetales (Choct 2016; Theander y Westerlund, 1993). Todo lo anterior sugiere que las metodologías de detergentes de Van Soest no solo no superaron las dificultades planteadas con la fibra cruda sino que, además, introdujeron nuevas fuentes de error, confusión y vacíos en el análisis químico de los alimentos.
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Wolff E T 1861 Die landwirtschaftliche Fütterungslehre und die Theorie der Menschlichen. I. G. Cotta´scher Verlag, Stuttgart. 698 s.
Received 19 January 2018; Accepted 7 April 2018; Published 3 July 2018