IMPORTANCIA

Las fibras son componentes de la pared celular de los vegetales, formadas principalmente por celulosa, hemicelulosa, lignina y otros compuestos presentes en menor proporción. Sin embargo, su definición y componentes están vinculados al método analítico utilizado para su determinación, siendo el término fibra únicamente nutricional, ya que el nombre fibra es algo abstracto.

Si, por un lado, las fibras no son digeridas por el cuerpo humano (pero son esenciales en la actividad gastrointestinal) para los rumiantes, se consideran imprescindibles, por su importancia para el microbiota ruminal y sus procesos de fermentación, además de ser un componente del metabolismo energético de estos animales. 

Los rumiantes son animales de importancia económica en diversas partes del mundo, y la productividad del sector está directamente relacionada con la nutrición animal. La ingesta y digestibilidad son parámetros clave para la formulación de dietas, por lo que la caracterización de la fibra es un punto importante para evaluar la calidad de forrajes, productos y subproductos de origen vegetal, raciones y concentrados.

MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE FIBRAS

El método químico-gravimétrico conocido como Weende es el más antiguo para analizar los componentes de los alimentos, descomponiendo los carbohidratos en fibra bruta y extracto sin nitrógeno. Aunque bien difundido, su efectividad para el análisis de fibra bruta tiene algunas limitaciones, ya que no cuantifica carbohidratos (celulosa y hemicelulosa) y lignina (no carbohidrato), además de subestimar el contenido de fibra, ya que parte de la lignina y principalmente hemicelulosa son solubilizados. Por lo tanto, este método no representa la fracción real de carbohidratos solubles y más digeribles, que son importantes para la nutrición de los rumiantes.

Uno de los métodos más importantes para determinar la calidad del forraje fue propuesto por Van Soest. El método se basa en la solubilidad de las fracciones de la pared celular del forraje en soluciones detergentes específicas, caracterizando correctamente los carbohidratos, especialmente la fibra bruta, que se subdivide en:

• Fibra en detergente neutro (FDN): se refiere a la fracción insoluble en detergente neutro, que está compuesta básicamente por celulosa, hemicelulosa y lignina.
• Fibra en detergente ácido (FDA): Se refiere a los constituyentes menos solubles de la pared celular, representados básicamente por celulosa y lignina, insolubles en detergente ácido.

DETERMINADOR DE FIBRA

El determinador de fibra, modelo TE-149, se basa en las metodologías de la AOAC y el Compendio Brasileño de Nutrición Animal, y fue desarrollado para mejorar la eficiencia del método, permitiendo la realización de múltiples muestras con control preciso de temperatura, proporcionando mayor asertividad en el proceso.

El equipo se utiliza para análisis de fibra bruta (FB), FDN y FDA por los métodos de Weende y Van Soest, y las diferentes fracciones se obtienen mediante el uso de soluciones específicas. Se puede utilizar un baño termostático, como el modelo TE-2005, para optimizar el enfriamiento del condensador.

A continuación, se sugiere un proceso analítico para la determinación de fibra cruda (FB) aplicable en forrajes, productos y subproductos de origen vegetal, raciones y concentrados. Para la determinación de FB, se recomienda desengrasar muestras con contenido de extracto etéreo superior al 8%, y se puede utilizar el sistema de determinación de grasas, modeloTE-044 o TE-045.

Procedimiento:

-Secar las muestras en estufa con renovación y circulación de aire. Posteriormente, efectuar la molienda en el macro molino tipo Willye, modelo R-TE -650/1, o en el molino multiuso, modelo TE-631/4, dependiendo del tipo de muestra. Se recomienda que la muestra tenga un tamaño de partícula entre 1 y 2 mm, ya que el uso de una muestra con un tamaño de partícula más pequeño (más fino) puede facilitar la pérdida de partículas a través de las bolsas filtrantes.

- Identificar las bolsas filtrantes (TNT gramaje 100) con bolígrafo de “tela” y pesarlos (A) usando una balanza analítica.

- Añadir 1g de muestra a la bolsa de manera que quede uniforme, cerrar con sellador y pesar la bolsa que contiene las muestras (B).

- Hidratar las muestras: Colocar las muestras en un vaso de precipitados con agua destilada, para que no se formen “grumos”, dejar actuar unos 15 minutos, homogeneizando las bolsas con las manos, sin preocuparse por el color del agua.

 - Colocar las bolsas en el soporte e introducir el conjunto en el equipo. Añada 2 litros de solución ácida al 1,25% (para FB) y agite durante unos segundos.

- Encienda el equipo de acuerdo con el manual de instrucciones y ajuste la temperatura de trabajo a 90°C. Cuando alcance la temperatura de trabajo, espere 30 minutos para la extracción. Al final de la extracción, apague el calentamiento y drene la solución.

- Lavado: Realizar al menos 4 lavados con agua destilada, si es posible calentar previamente para acelerar el proceso. Colocar 2L de agua previamente calentada en el equipo, esperar a que hierva, contar 5 minutos, escurrir y repetir el lavado 3 veces más (siempre con el mismo volumen de agua).

- Agregue 2L de solución base al 1,25% (descrita a continuación). Cuando empiece a hervir, déjelo reposar durante 30 minutos. Una vez completada la extracción, apague la calefacción y drene la solución.

- Repetir el procedimiento de lavado (descrito arriba).

- Apague el equipo, drene toda el agua y retire el soporte con las bolsas.

- Lavado con alcohol absoluto (Etanol P.A): Colocar las bolsas en un vaso de precipitado, cubrir con etanol y manipular suavemente con las manos durante aproximadamente 3 minutos, cambiar a etanol nuevo y repetir el procedimiento una vez más.

- Realice el mismo procedimiento de lavado que el anterior, pero utilizando Acetona P.A.

- Colocar las bolsas sobre papel absorbente y secar bien. Pasarlos a un crisol de porcelana, mantener en horno a 105°C durante cuatro horas.

- Retirar del horno, enfriar en un desecador y luego pesar el conjunto crisol-bolsa-extracto (C)

- Colocar en la mufla durante 1 hora a 550°C y enfriar en un desecador, pesando posteriormente el conjunto crisol-ceniza (D).

Cálculo:

Donde:

A = Masa de la bolsa vacía (g)

B = Masa de la muestra (g)

C = Masa del conjunto crisol-bolsa-extracto (g)

D = Masa del conjunto crisol-cenizas (g)

Para los análisis FDA y NDF, solo se utiliza la solución correspondiente a 100°C durante 1 hora, a diferencia de FB, donde hay dos soluciones (ácida y básica) durante 30 minutos cada una. El resto del procedimiento (lavado, secado, etc.) es el mismo. Dependiendo del tipo de muestra, la calcinación en mufla es opcional y el usuario debe definir previamente si el resultado del análisis tendrá en cuenta o no la masa de cenizas.

CONSIDERACIONES FINALES

El fraccionamiento de los constituyentes fibrosos representó un gran avance en el campo de la nutrición animal para rumiantes, ya que permitió el conocimiento real de su contenido, proporcionando la formulación de dietas más precisas y eficientes, teniendo en cuenta el contenido de fibra de los ingredientes utilizados en la dieta. Se han utilizado varias adaptaciones de la metodología original, haciendo uso de equipos como el determinador de fibra, modelo TE-149, que buscan reproducir de manera óptima los procedimientos oficiales, aportando practicidad y precisión al método de análisis.

SOLUCIONES

Solución detergente neutro para FDN

1. Pesar 18,61g de EDTA disódico y 6,81g de borato de sodio, transferir para un vaso de precipitado de 500 mL conteniendo cerca de 300 mL de agua destilada; calentar hasta disolver; adicionar 30g de Lauril Sulfato de Sodio y 10 mL de trietilenoglicol (a).

2. Pesar 4,56g de fosfato disódico y transferir para otro vaso de precipitado de 500 mL, conteniendo cerca de 300 mL de agua destilada, calentar hasta disolver (b)

3. En un balón volumétrico de 1000 mL, mezclar “a” y “b”, completar el volumen con agua destilada y homogeneizar.

Utilizar un medidor de pH, para verificar se el pH está entre 6,9 y 7,1. Si es necesario corregir con solución de HCl 10% o de NaOH 10%.

Solución detergente ácido para FDA

1. Pesar 20g de CTAB (C19H42BrN) y adicionar a 1 litro de solución de H2SO4 1N. Agitar hasta disolver completamente.

2. Solución de sulfúrico 1N: medir 30 mL de H2SO4 P.A y transferir para un balón volumétrico de 1000 mL contenido aproximadamente 500 mL de agua destilada. Enfriar, completar el volumen y homogeneizar. Si es necesario, corregir la normalidad.

Soluciones para FB

1. Solución ácida: Ácido Sulfúrico 1,25% (0,255N)

Medir 7 mL de Ácido Sulfúrico P.A. y transferir para balón volumétrico de 1000 mL, conteniendo aproximadamente 500 mL de agua destilada. Enfriar, completar el volumen y homogeneizar. Estandarizar esta solución con NaOH 0,2N y considerar adecuada si está entre 0,252N y 0,258N.

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REFERENCIAS

AOAC. Official methods of analysis of AOAC International. 21^th ed. Gaithersburg (MD); 2019.

Compêndio Brasileiro de Alimentação Animal: Guia de Métodos Analíticos. 4.ed. São Paulo: ANFAR, 2013.