Ávila Stagno, JorgeSuescun Ospina, Sandra Tatiana2024-11-182024-11-182023https://repositorio.udec.cl/handle/11594/9096Tesis presentada para optar al grado de Doctora en Ciencias VeterinariasLa producción animal es esencial para satisfacer las demandas de proteína de alta calidad de una población creciente. Sin embargo, las emisiones de metano (CH4) y el óxido nitroso (N2O) generadas en varias etapas del proceso productivo, reducen la eficiencia energética y son perjudiciales para el medio ambiente. Los subproductos agroindustriales como el orujo de uva son una fuente alternativa de fibra, proteínas y lípidos de alta digestibilidad con potencial para la alimentación animal, además de ser fuente de compuestos bioactivos, como polifenoles y grasas, que pueden ejercer efectos positivos en el rendimiento productivo, la composición nutricional de los productos finales, la excreción de nitrógeno y las emisiones de CH4. Se realizaron seis estudios con el objetivo de evaluar los efectos de uso del OU País y de un extracto polifenólico estandarizado de orujo de uva (OU) País, en dietas para rumiantes utilizando los sistemas de fermentación in vitro discontinuo (batch) y semicontinuo (Rusitec). El primer estudio evaluó los efectos de las condiciones de secado (liofilización y secado en horno a 40ºC durante 72 h y 60ºC durante 48 h) sobre el contenido de compuestos bioactivos, la capacidad antioxidante y la composición química del OU País. Posteriormente se utilizó un sistema de fermentación in vitro (batch) para evaluar los parámetros de fermentación ruminal y el potencial de mitigación de CH4 del OU País bajo distintas condiciones de secado. El secado en horno a 60ºC durante 48 h de OU País retuvo el mayor contenido de proantocianidinas (68.9 mg de catequina equivalente/g de materia seca [MS]), y menores contenidos de cenizas, extracto etéreo y carbohidratos no fibrosos. Las muestras secadas en estas condiciones generaron una menor producción y rendimiento de CH4, indicando que estas condiciones de secado permiten conservar el valor nutricional del OU País (contenidos de compuestos fenólicos, grasa y fibra), prolongar su vida útil y, su uso como ingrediente en la alimentación de rumiantes. En el segundo estudio se determinaron las condiciones óptimas de extracción asistida por microondas (EAM) para obtener un extracto polifenólico estandarizado de OU País. Estableciendo el rendimiento de extracción, contenidos de polifenoles totales (CPT), contenidos de proantocianidinas (PA) y capacidad antioxidante, para deteerminar la eficiencia del proceso de extracción. En comparación con la extracción sólido-líquido convencional, la EAM incrementó en 59% los CPT, en 60% los PA y en 182% la capacidad antioxidante de los extractos obtenidos. Los principales compuestos fenólicos primarios del extracto de OU País, identificados por cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), fueron ácido gálico, ácido cafeico, ácido cumárico, quercetina, naringina, kaempferol, catequina y epicatequina. El perfil lípidico del OU País esta constituido por 17.4% de ácidos grasos saturados y 82.3% de ácidos grasos insaturados, de los cuales el ácido graso linoleico el más abundante (60.4% del total). En el tercer estudio se evaluaron los efectos de la inclusión de OU País a diferentes concentraciones (0, 10%, 20% MS) en dietas para rumiantes altas (AF) y bajas en forraje (BF) sobre la producción de CH4 y los parámetros de fermentación ruminal en un cultivo in vitro tipo batch. La inclusión de OU al 10% y 20% MS redujo las concentraciones de nitrógeno amoniacal en 48% y 58% respectivamente sin diferencias entre el tipo de dieta. Se registró una reducción el porcentaje de CH4 en gas, las concentraciones de CH4 por materia seca (MS) desaparecida del 14%, por la inclusión de OU al 20% MS, aunque este nivel de inclusión generó una reducción en las concentraciones de ácidos grasos volátiles (AGV) en los dos tipos de dieta. Estos resultados indican que la sustitución parcial de las fuentes fibrosas por OU País seco, hasta un 20% MS en dietas altas y bajas en forraje tiene el potencial de reducir la producción de nitrógeno amoniacal y la producción y el rendimiento de CH4, sin embargo, es esperable una reducción de la desparición in vitro de la MS (DIVMS) cuando sustituye fuentes forrajeras de mayor calidad. El cuarto estudio evaluó los efectos de la inclusión de OU País al 20% MS en dietas para rumiantes altas (AF) y bajas (BF) en forraje, sobre los parámetros de fermentación ruminal, desaparición de nutrientes, producción de CH4 y las poblaciones de metanógenos, hongos y principales bacterias fibrolíticas en un sistema de fermentación Rusitec. En este ensayo se usó OU País para sustituir parcialmente el heno mixto en la dieta AF, y totalmente el ensilaje de maíz en la dieta BF. Los resultados de este estudio indican que la inclusión de OU País 20% MS puede reducir la degradación de la proteína, la producción de nitrógeno amoniacal y las emisiones de CH4, en dietas altas en forraje sin comprometer la digestión de nutrientes, pero su inclusión en dietas bajas en forraje puede reducir la DIVMS y la desaparición de fibra, por efectos sobre las poblaciones fibrolíticas presentes en el cultivo. Este estudio permitió determinar que la inclusión de OU País reduce las poblaciones de metanógenos presentes en las fracciones sólidas y líquidas de cultivo y modifica las poblaciones de microorganismos fibroliticos sin afectar su funcionalidad. El quinto estudio evaluó los efectos de dosis crecientes (0, 0.7, 1.4 y 2.1% MS) de un extracto polifenólico estandarizado de orujo de uva País (EOU) sobre los parámetros de fermentación ruminal, desaparición de nutrientes, producción de CH4 y las poblaciones de metanógenos, hongos y principales bacterias fibrolíticas de una dieta alta en forraje (AF) en un sistema de fermentación semicontinuo Rusitec. La inclusión del EOU a la dieta no afectó la DIVMS, la producción de gas, la producción total de AGV, o la producción de ácido acético, pero incrementó la desaparición in vitro de la fibra detergente neutro (FDN), y redujo la desaparición in vitro de la proteína cruda (PC), la producción diaria de nitrógeno amoniacal (N-NH3) y la proporción molar de los ácidos grasos de cadena ramificada (AGCR; iso-valerato + iso-butirato). La inclusión de EOU hasta 2.1% MS en una dieta AF redujo la producción y el rendimiento de CH4 hasta un 30%, redujo las poblaciones de metanógenos totales y las poblaciones de Fibrobacter succinogenes, una de las principales bacterias celulolíticas del rumen, sin embargo, las poblaciones de Ruminococcus albus, Ruminococcus flavefaciens y de hongos se incrementaron por efecto del EOU. El sexto estudio evaluó los efectos de un extracto polifenólico de OU País solo (2.1% MS) o en combinación con aceite de OU en dosis crecientes (2.5% y 5% MS) en una dieta AF sobre los parámetros de fermentación, la producción de CH4 y las poblaciones microbianas, en condiciones in vitro en un sistema de fermentación tipo batch. La inclusión de aceite de OU redujo la DIVMS, pero no las concentraciones de AGV totales, e incrementó en 18% la proporción molar de propionato. Una reducción en la concentración de N-NH3 en 29% y las concentraciones molares de AGCR en 18% por efecto del extracto de OU, pero no hubo efectos por el aceite de OU. La producción de CH4 fue reducida en 31% y el rendimiento de CH4 en 34% por efecto de la interacción ente el extracto de OU y el aceite de OU cuando se evaluó la dosis máxima de aceite de OU (5% MS). Las poblaciones de metanógenos fueron reducidas por la interacción entre el extracto de OU y el aceite de OU. Las poblaciones de Butyribvibrio fibrisolvens se incrementaron por efecto de la interacción entre el extracto de OU y del aceite de OU. De acuerdo con estos resultados es posible concluir que el extracto polifenólico de OU País posee un mayor potencial antimetanogénico que el aceite de OU o su combinación, además no afecta la fermentación ruminal, y posee un gran potencial para reducir la proteolisis ruminal. Los resultados indican que el secado en horno a 60°C durante 48 horas permite conservar el valor nutricional del OU País (compuestos fenólicos, grasa y fibra), prolongar su vida útil y su uso como ingrediente en dietas para rumiantes. El OU País puede ser incluido en dietas de rumiantes en sustitución parcial de fuentes forrajeras de calidad media, sin afectar la fermentación ruminal, y con efectos positivos como la reducción en la producción de N-NH3 y la producción de CH4 por MS incubada y desaparecida. Su inclusión modifica la estructura de las poblaciones microbianas del rumen, sin perjudicar la diversidad microbiana, la DIVMS, o la producción de gas. Estos resultados indican que los efectos del OU País y su extracto polifenólico sobre la producción y rendimiento de CH4 son resultado de un efecto directo de los polifenoles y los taninos condensados (TC), así como del aceite de OU País sobre los microorganismos involucrados en la metanogénesis.esCC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 InternationalProducción animalAlimentación animalRumiantesUva País