Cálculo de la energía en la alimentación de rumiantes y caballos

Cálculo de la Energía en la Alimentación Animal

Definiciones y Fórmulas

La energía bruta (EB) representa el total de la energía contenida en un alimento. Sin embargo, no toda esta energía es aprovechable por el animal. A continuación, se detallan las diferentes fracciones energéticas y sus relaciones:

• Energía Bruta (EB) = Energía Digestible (ED) + Energía Fecal (EF)
• Energía Digestible (ED) = Energía Metabolizable (EM) + Energía de Orina (EO) + Energía de Gases (EG)
• Energía Metabolizable (EM) = Energía Neta (EN) + Calor
• Energía Neta (EN) = Energía de Mantenimiento (ENm) + Energía de Producción (ENp)

Ejemplo en Rumiantes

En rumiantes, la distribución energética se puede representar de la siguiente manera:

EB (100) = ED (70) + EF (30)

ED = EM (57) + EG (8) + EO (5)

La eficiencia de utilización de la EM para diferentes funciones es variable:

• k mantenimiento (km) ≈ 70 %
• k producción de leche (kl) ≈ 60 %
• k ganancia de peso (kg) ≈ 45 %
• k gestación (kf) ≈ 13 %

Las hembras poseen más grasa, que contiene menos agua que el músculo, necesitando más energía para un mismo aumento de peso.

Vacuno de Leche

• Mantenimiento: ENm (kcal/día) = 73 kcal x PV^0,75
• Producción: EN leche (kcal/kg leche) = (92,27 x G) + 49 x SNG – 56,4
• G: % de grasa
• SNG: % sólidos no grasos

Vacuno en Crecimiento y Cebo

• Mantenimiento: ENm (kcal/día) = 77 kcal x PV^0,75
• Producción (machos): ENc (kcal /día) = [(52,72 x c ) + (6,48 x 2c)] x [kg PV^0,75]

Caso Práctico: Vaca Lechera

Cálculo de las Necesidades Energéticas Totales

Se desea calcular las necesidades energéticas totales de una vaca de 500 kg de PV, que produce 20 litros de leche/día, con un porcentaje de grasa del 3,7.

Datos:

• Gasto muscular para ingerir ración de mantenimiento: EN mantenimiento x 1,1
• Eficiencia de utilización de EM (km), varía según el alimento utilizado. km = 0,554 + 0,287 . q
• q = 0,60
• q = EM / ED
• Calor de combustión de la leche 795 kcal / kg
• Eficiencia de utilización de EM para producción de leche (kl) = 0,62

a) Mantenimiento

Peso metabólico = 500^0,75 = 105,7 kg

Metabolismo de ayuno = 70 kcal / kg^0,75 / día x 105,7 kg^0,75 = 7.400 kcal

ENm (mantenimiento) = 7.400 x 1,1 = 8.140 kcal / día

EM necesaria para mantenimiento, depende de km, la cual varía con el alimento. Nos interesa conocerla, pues disponemos de la información de EM de muchos alimentos, pero no de EN.

EMm x km = ENm

km = 0,554 + 0,287 x 0,60 (q) = 0,713

EMm = 8.140 / 0,713 = 11.417 kcal

b) Producción de Leche

EN l = 20 kg leche / día x 795 kcal / kg = 15.900 kcal / día

Como kl es igual a 0,62 → EM l = 15.900 / 0,62 = 25.645 kcal / día

c) Energía Total

EM total = 11.417 + 25.645 = 37.062 kcal /día

Necesidades de Mantenimiento en Rumiantes

Necesidades de mantenimiento (PNm). Las principales pérdidas de aminoácidos (aa) en mantenimiento se deben a que un 20% de los aa procedentes de la renovación proteica no se reutilizan para sintetizar nuevas proteínas, sino que son destruidos y su N excretado por la orina, por ello, deben de ser repuestos.

Necesidades nitrogenadas de mantenimiento ≈ 1,25 g proteína neta por kg de peso metabólico (PV^0,75)

Caso Práctico: Caballos

Se desea calcular la ED, EM y EN que aporta una ración de caballos que contiene 18 MJ EN/kg MS.

1MJ (megajulio) = 10⁶ julios

1cal = 4,184 J

1MJ ≈ 239 kcal

Alimentación: A un caballo de 500 kg, se le suministran 8 kg de MS por día de esta ración.

Energía Digestible

Recogida de datos:

• El caballo produce 5 kg de heces/día con un contenido en MS del 65%.
• La EB de las heces hallada en un calorímetro es 17 MJ EB/kg MS.

Cálculos:

• ED de la ración: EB ingerida: 8 x 18 = 144 MJ, EB en heces: 5 x 0.65 x 17 = 55 MJ, ED = 144 - 55 = 89 MJ ED
• Concentración energética de la ración: 89 MJ ED/8 kg MS = 11.1 MJ ED/kg MS
• Digestibilidad de la EB de ración: 89 MJ ED/144 MJ EB = 62 %

Análisis del Contenido Energético de la Carne

El contenido energético medio de las proteínas es de 23,5 kJ/g y el de las grasas 39,5 kJ/g. Deducir porqué el contenido energético de la carne oscila entre 10 – 15 MJ / kg, aceptando que:

• La carne posee 60 – 80 % de músculo y 20 – 40 % de grasa.
• El músculo está formado por 20 – 25 % de aa y 75 – 80 % de agua.
• La grasa posee 80 – 85 % de triglicéridos y 15 – 20 % de agua.

1kg carne posee 700 g de músculo → (22,5 x 700) / 100 = 157,5 g aa

1kg carne posee 300 g de grasa → (82,5 x 300) / 100 = 247,5 g grasa

157,5 g aa x 23,5 kJ /g proteína = 3.701,2 kJ / kg carne, debida a proteína

247,5 g grasa x 39,5 kj/ g grasa = 9.776,2 kj / kg carne, debida a grasa

3.701,2 + 9.776,2 = 13.477,4 kj/ kg carne = 13,4 MJ /kg carne

1 kcal = 4,18 kJ → 13.477 kj/ kg carne = 3.224 kcal / kg carne

Cálculo de la Energía Metabólica de Mantenimiento en un Novillo

Calcular la energía metabólica de mantenimiento para un novillo de 350 kg, raza AA, sabiendo que su ENm = 6,53 Mcal / día, con dietas de distinta calidad: dieta de calidad media (km = 65 %), dieta de calidad alta (km = 70 %).

ENm = EMm x km

EMm = 6,53 / 0,65 = 10 Mcal; EMm = 6,53 / 0,70 = 9,3 Mcal

Estimación de la Calidad de la Dieta para Rumiantes

Partiendo de la digestibilidad (D) in vitro de la MS.

Supuestas una EB = 4,4 Mcal / kg MS y una EM = ED x 0,82

• El 18 % de la ED se pierde como energía en gases y orina.
• ED = EB x D; ED = 4,4 x D; EM = 4,4 x D x 0,82

Calcular la EM (Mcal / día) de un novillo raza AA de 350 kg, que consume una dieta con una D del 65 %. Datos: Metabolismo de ayuno = 77 kcal EN / kg peso vacío^0,75

E para actividad = 20 % del metabolismo de ayuno. km = 70 %