NIR Mouriscade

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El laboratorio de Mouriscade cuenta con más de veinte años de experiencia en análisis NIR. El análisis de miles de muestras nos ha permitido reunir una gran base de datos de muestras para desarrollar las calibraciones aplicables a ensilados de pradera, maíz y raciones unifeed.

La calidad de los resultados emitidos por el laboratorio de Mouriscade están asegurados mediante la participación en programas de garantía de calidad internos y externos. Internamente, las muestras de control y los estándares diarios se procesan en todas las áreas analíticas. Externamente, el laboratorio de Mouriscade participa voluntariamente en dos programas de comparación entre laboratorios (BIPEA y ASFAC). En la actualidad, está acreditado por la Entidad Nacional de Acreditación (ENAC) en cuatro determinaciones analíticas (humedad, cenizas, fibra bruta y proteína bruta). El resto de determinaciones analíticas no acreditadas siguen un programa de aseguramiento de la calidad análogo a las técnicas acreditadas.

Para desarrollar las calibraciones se han usado métodos fisicoquímicos de referencia. El laboratorio de Mouriscade emplea tecnología Foss NIRSystems (analizadores FOSS 6500 y DS2500 con software ISIScan NOVA y WinISI.) tanto para el desarrollo de las calibraciones como para el procesamiento NIR de las muestras de rutina.

En el desarrollo y mantenimiento de las calibraciones se aplica la norma ISO 12099.

  • ISO 12099:2017. Alimentos para animales, cereales y productos derivados de cereales. Directrices para la aplicación de espectrometría de infrarrojo cercano.

Diariamente, para cada una de las matrices analizadas vía NIR (ensilados de pradera, maíz y raciones unifeed) se comprueba la repetibilidad, la reproducibilidad y la exactitud de los resultados NIR. Para ello, las muestras se analizan por métodos de referencia de vía húmeda. Estas mismas muestras, junto con los outliers espectrales para cada tipo de muestra, se usan para enriquecer de forma continua las calibraciones NIR.

De este modo, se evalúa de forma continua el rendimiento de la calibración. Los resultados obtenidos a través de análisis mediante métodos de referencia por vía húmeda se grafican y se referencian frente a NIR, mientras que se verifican los residuos. Adicionalmente, tras cada actualización de las ecuaciones de predicción, se calcula el error estándar de predicción y el error sistemático medio para cada parámetro.

TRATAMIENTO DE LAS MUESTRAS PREVIO AL ANÁLISIS NIR

Una vez recibidas las muestras en nuestro laboratorio, estas se someten a un exhaustivo proceso de homogenización, tras el cual se realiza, en el caso de ensilados, la medición directa del pH. Para calcular la materia seca, las muestras se predesecan en cámara de secado y, a continuación, se acondicionan en molinos ciclónicos para su posterior análisis NIR.

PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS EMPLEADOS PARA EL DESARROLLO DE LAS CALIBRACIONES

Humedad y materia seca

Las necesidades nutricionales del ganado pueden expresarse como la muestra tal cual o como base de materia seca, pero es importante que estas y los resultados analíticos compartan la misma base. En general, la mayoría de las necesidades del ganado se expresan basándose en la materia seca; por lo tanto, los resultados del forraje también deben expresarse con base en la materia seca para que la ración esté equilibrada. Como ya se ha dicho, es crucial asegurarse de que las necesidades y los resultados se expresen usando la misma base.

El contenido en humedad de los ensilados y los forrajes varía mucho; al eliminarse el agua se pierde su efecto de dilución, lo que permite comparar directamente el contenido nutricional de los distintos forrajes.

Por ello, es muy importante conocer el contenido en materia seca de un alimento para establecer las tasas de alimentación y asegurarse de que el ganado ingiere lo suficiente como para satisfacer sus necesidades diarias.

Cuando los valores de los diferentes parámetros nutricionales se expresan en base de materia seca, se están expresando los resultados de los nutrientes de la muestra, sin el agua.

 

Humedad

El contenido en humedad de una muestra se corresponde con el porcentaje de agua presente en ella. Para determinarlo, la muestra se seca inicialmente a 103 °C durante 4 horas. Se determina la pérdida de peso de la muestra y se calcula la fracción de agua bruta.

  • Reglamento (CE) núm. 152/2009 de la Comisión, de 27 de enero de 2009, por el que se establecen los métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los piensos. Anexo III, Diario Oficial de la Unión Europea L54/1 del 26/02/2009
Materia seca

Equivale a (100 % - humedad) y representa todo lo que hay en la muestra que no sea agua: proteínas, fibra, carbohidratos, almidón, grasas, minerales, etc.

Para calcular la materia seca las muestras se someten a una predesecación en cámara de secado a 65 ºC durante 20 horas. A continuación, el valor de materia seca se calcula teniendo en cuenta el contenido en humedad obtenido durante la predesecación y el contenido en humedad residual de la muestra estimada mediante NIR.

Proteína

As proteínas son compostos orgánicos formados por aminoácidos, un compoñente fundamental dos órganos vitais, dos tecidos, dos músculos, do pelo, da pel, do leite e das enzimas. Ademais, é necesario consumilas todos os días para o mantemento, a lactación, o crecemento e a reprodución. As proteínas poden descompoñerse en máis fraccións nos ruminantes segundo o seu nivel de degradabilidade no rume.

Proteína bruta (PB).

El término proteína bruta abarca el contenido total de nitrógeno de la muestra multiplicado por un factor (6,25). Incluye la proteína verdadera y el nitrógeno no proteico.

Para determinarla, las muestras secas molidas se analizan mediante el método de determinación de nitrógeno por digestión ácida, conocido como método Kjeldahl.

  • Reglamento (CE) núm. 152/2009 de la Comisión, de 27 de enero de 2009, por el que se establecen los métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los piensos. Anexo III, Diario Oficial de la Unión Europea L54/1 del 26/02/2009
Proteína soluble (PS)

La proteína soluble está compuesta por proteínas y nitrógeno no proteico con una degradabilidad alta en el rumen. Se utiliza para la síntesis de proteína microbiana en el rumen.

Para determinarla se emplea el procedimiento de Cornell con tampón de borato de sodio y fosfato de sodio. Las muestras se incuban a temperatura ambiente. Los residuos que contienen proteínas insolubles se analizan con el método Kjeldahl.

Proteína ligada a la fibra ácido detergente (FAD)

También es conocida como proteína dañada por el calor o no disponible. Normalmente causada por el calentamiento durante la fermentación o el secado, una parte de la proteína reacciona con los carbohidratos para formar un complejo no digestible que hace que no esté disponible para la digestión. La proteína ligada a la FAD no se descompone en el rumen y representa la parte de la proteína no degradable que no está disponible para el animal.

El contenido en proteína bruta insoluble en detergente ácido se determina analizando el contenido en nitrógeno del residuo obtenido tras el ensayo de la FAD con el método Kjeldahl. De este modo se puede calcular la fracción de proteína unida a la FAD.

Proteína ligada a la fibra neutro detergente (FND)

Se define como la parte de la proteína no degradable que está disponible para el animal.

El contenido en proteína bruta insoluble en detergente neutro se determina analizando el contenido en nitrógeno del residuo obtenido tras el ensayo de la FND sin sulfito de sodio con el método Kjeldahl. De este modo se puede calcular la fracción de proteína unida a la FND.

Nitrógeno no proteico

Los procedimientos existentes para determinar este parámetro se basan en la precipitación del nitrógeno de origen proteico con un agente químico, la filtración y posterior determinación del nitrógeno insoluble en el residuo; los precipitantes más utilizados son el ácido tungsténico y el tricloroacético.

En ambos casos, a continuación, se determina el nitrógeno residual que queda en el papel de filtro mediante el método Kjeldahl; este nitrógeno se correspondería con la fracción proteica.

El nitrógeno no proteico se calcula por diferencia entre el nitrógeno residual (NP) y el nitrógeno total de la muestra.

Carbohidratos
Fibra neutro detergente (FND)

Porción de hemicelulosa, celulosa y lignina que representa la masa fibrosa del forraje. Estos tres componentes se conocen como pared celular o carbohidratos estructurales. Le confiere a la planta la rigidez necesaria para poder sostenerse a sí misma a medida que crece, como el esqueleto de los animales. La hemicelulosa y la celulosa pueden descomponerse gracias a los microbios del rumen para aportar energía al animal. La FND tiene una correlación negativa con la ingesta.

Las muestras con un alto contenido en proteínas o almidón pueden llevar a sobrestimar el valor de la FND. La solución de detergente neutro elimina la mayor parte de las proteínas y del almidón durante la fase de digestión del análisis. Este tipo de muestras también puede sobrecargar la extracción, con lo que no se eliminan todas las proteínas ni el almidón. Añadir sulfito de sodio y amilasa al procedimiento de la FND ayudará a eliminar la proteína y el almidón, respectivamente. Al eliminar la contaminación de estos se medirá mejor la fibra verdadera. La "a" indica que el análisis se realizó añadiendo sulfito de sodio y amilasa.

Las muestras secas y molidas se digieren en solución de FND en la unidad de digestión ANKOM 2000 en presencia de alfa amilasa y sulfito de sodio al inicio de la digestión.

  • Las disoluciones se realizan siguiendo el procedimiento de Van Soest, P. J., J. B. Robertson y B. A. Lewis. 1991. “Methods for Dietary Fiber, Neutral Detergent Fiber, and Nonstarch Polysaccharides in Relation to Animal Nutrition”. Journal of Dairy Science 74:3583-3597.
  • ANKOM Technology Method 13 – Neutral Detergent Fiber in Feeds – Filter Bag Technique (for A2000).
Fibra ácido detergente (FAD)

Fracción fibrosa compuesta por celulosa y lignina. La digestibilidad de la celulosa varía y se ve afectada negativamente por el contenido de lignina. A medida que este aumenta, la digestibilidad de la celulosa disminuye. La FAD tiene una correlación negativa con la digestibilidad general. Para determinarla, las muestras se pesan individualmente a razón de 0,5 g en bolsas de filtro y se digieren en solución de FAD en la unidad de digestión ANKOM DELTA 2000. Las disoluciones utilizadas son las mismas que las recogidas en la AOAC 973.18 - Fibra (detergente ácido) y lignina (H2SO4) en piensos.

ANKOM Technology Method 12 – Acid Detergent Fiber in Feeds – Filter Bag Technique (for A2000).

Lignina ácido detergente (LAD)

Componente vegetal no digestible. La lignina afecta negativamente a la digestibilidad de la celulosa. A medida que su contenido aumenta, la digestibilidad de la celulosa disminuye, con lo que se reduce la cantidad de energía que podría estar disponible para el animal.

La disolución se realiza siguiendo el mismo procedimiento recogido en la AOAC 973.18 - Fibra (detergente ácido) y lignina (H2SO4) en piensos. La FAD se realiza como se indica más arriba y el residuo se digiere en grupos de 24 al 72 % p/p de ácido sulfúrico durante 3 horas en la incubadora Daisy de ANKOM a temperatura ambiente.

ANKOM Technology Method 9 – Method for Determining Acid Detergent Lignin in the Daisy II Incubator.

Almidón

Es un polisacárido que se encuentra en la mayoría de los vegetales como carbohidrato de reserva y es muy abundante en las semillas, frutos, tubérculos y raíces. Se presenta en forma de gránulos, cuyo tamaño y forma son distintos según la planta de que se trate.
El contenido en almidón se determina siguiendo el método polarimétrico de Ewers. La primera determinación de la rotación óptica se realiza una vez tratada la muestra con ácido clorhídrico diluido a una temperatura de ebullición. En la segunda determinación se extrae la muestra con etanol al 40 % y, a continuación, con ácido clorhídrico. Para obtener el contenido en almidón, la diferencia entre las dos determinaciones se multiplica por un factor determinado.

  • Reglamento (CE) núm. 152/2009 de la Comisión, de 27 de enero de 2009, por el que se establecen los métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los piensos. Anexo III, Diario Oficial de la Unión Europea L54/1 del 26/02/2009.
Grasas
Materia grasa

Normalmente se extrae usando éter. Además, con este método también se pueden solubilizar pigmentos vegetales, ésteres y aldehídos. Por ello, la medición se denomina grasa bruta. La grasa es un nutriente de gran densidad energética y contiene entre 2,25 y 2,8 veces la energía presente en los carbohidratos. La grasa se añade a las raciones para aumentar los niveles de energía cuando esta es insuficiente.
Para la determinación de grasas y los lípidos, estos se extraen de forma continua con éter de petróleo mediante el método Soxhlet. Tras evaporarse el disolvente, el residuo restante constituye la fracción de extracto etéreo (EE).

  • Reglamento (CE) núm. 152/2009 de la Comisión, de 27 de enero de 2009, por el que se establecen los métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los piensos. Anexo III, Diario Oficial de la Unión Europea L54/1 del 26/02/2009.
Minerales
Cenizas

El contenido en cenizas es una medida del contenido total en minerales. Las muestras se pesan y se calcinan para quemar toda la materia orgánica (proteína, fibra, grasas, etc.) y dejar únicamente los minerales. A continuación, el peso del residuo de cenizas se divide entre el peso original para determinar el porcentaje de cenizas. Para calcular el contenido en cenizas la muestra se calienta a 550 °C durante al menos 4 horas para eliminar el carbono presente en ella; es decir, se eliminan todos los compuestos orgánicos. Al calcular la pérdida de peso de la muestra se determina de forma matemática la fracción de materia orgánica.

  • Reglamento (CE) núm. 152/2009 de la Comisión, de 27 de enero de 2009, por el que se establecen los métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los piensos. Anexo III, Diario Oficial de la Unión Europea L54/1 del 26/02/2009.
Índices calculados
Ensilado de pradera

ENL = 2,302 – 0,0289 * FAD

PDIE = A + (0,01 * (430 + B – C))

A = 0,15 * PB

B = (15,15 * PB) – (0,37 * PB2)

C = (0,119 * (0,87 * FAD – 1,52) 2)

PDIN = 0,582 * PB

UFL = (1,008 – 0,011*FAD) + (0,013 * PB)

VALOR RELATIVO DEL FORRAJE = ((88,9 – (0,779*FAD)) * (120 / FND)) / 1,29

 

Ensilado de maíz

PDIN = 0,615 * PB

PDIE = (0,218 * PB) + (0,009 * (560 – (0,28 * PB)))

UFL = 1,186 – 0,0064 * FND

EQUIVALENTE EN GRANOS = % de amidón / 0,70