Uso de harinas de insectos en la alimentación de rumiantes: Valoración proteica y tratamiento con taninos

Autor: González Rosales, G.
Přispěvatelé: Frutos, Pilar, Toral, Pablo G., CSIC-ULE - Instituto de Ganadería de Montaña (IGM), Universidad de Zaragoza, Instituto Agronómico Mediterráneo de Zaragoza, Fundación Española para el Desarrollo de la Nutrición Animal, Toral, Pablo G. [0000-0002-1913-7707], Frutos, Pilar [0000-0002-4919-5094]
Rok vydání: 2019
Zdroj: Digital.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC
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Popis: Máster Internacional en Nutrición Animal.--Master of Science en Nutrición Animal del CIHEAM .-- Máster Universitario en Nutrición Animal de la Universidad de Zaragoza
[EN] Most intensive ruminant feeding systems are highly dependent on soybean meal as the source of protein, which encourages to search for alternatives. The use of insects has been suggested as one of these alternatives, but to date there are very few scientific reports characterizing this type of feeds. Protein evaluation would be among the first needs in this regard. However, concerns exist about the use of methodologies such as the in situ nylon bag technique or batch cultures of ruminal microorganisms, and other possibilities must be explored. Furthermore, and given that the extent of ruminal degradation of insect meals is still unknown, we considered the use of tannins to try to limit it, thus improving its digestive utilization. This master thesis was therefore performed with two main objectives: 1) to conduct a protein evaluation of several insect meals using different techniques (in vitro and in situ) and 2) to study if the use of tannins could reduce the ruminal degradation of insect meal protein without affecting its intestinal digestibility. On this basis, 2 trials were performed. In the first experiment, 4 insect meals were studied: 1) mealworm (Tenebrio molitor); 2) morioworm (Zophobas morio); 3) buffaloworm (Alphitobius diaperinus), and 4) domestic cricket (Acheta domesticus, adults). In addition, soybean meal was used as a reference feed. The protein evaluation of these meals was conducted using 3 different techniques. First, in vitro batch cultures of ruminal microorganisms were carried out with increasing levels of starch, and N degradation was estimated by linear regression (mL of gas vs. mg of ammonia-N). The second methodology consisted in estimating N disappearance by filtering the in vitro incubation residue, whereas the third approach involved the in situ nylon bag technique. In the second experiment, the effect of treating the 4 insect meals with 15% dry matter of commercial extracts of oak or quebracho tannins was evaluated and compared again with the effect on soybean meal. The ruminal degradation of the protein was studied using the nylon bag technique. Then, the intestinal digestibility of the non-degraded protein of each substrate was determined applying the in vitro method based on the incubation with pepsin and pancreatin. The analyses confirmed the potential of insect meals as alternative ingredients to traditional sources of protein. Among those examined, Z. morio showed the lowest content of crude protein (38%), but the greatest proportion of fat (49%). The highest protein percentage was found in A. domesticus (70%). Regardless of the protein evaluation method, all insect meals showed lower degradations than soybean meal, ranging from 0.406 in T. molitor to 0.778 in A. diaperinus. Results were relatively similar in estimations based on regression or in situ techniques, but a higher variation was observed in the in vitro assessment, even though the three methodologies seem to establish a similar ranking among feeds. Anyhow, further evaluations would be advisable. Regarding tannin treatment, both oak and quebracho reduced the ruminal degradation in all cases. Decreases varied between 10% in the domestic cricket (Acheta domesticus) and 19% in the morioworm (Zophobas morio) and no apparent relationship was observed between the magnitude of the response and the N content of each insect or its degradation in the control. Regarding the intestinal digestibility of the protein, high values were observed for all insects, being higher after the treatment with oak tannins than with quebracho tannins for all of them and, surprisingly, also than in the control for Z. morio and A. diaperinus. In any event, although our results suggest that the use of the oak extract could be more advantageous than that of quebracho, additional research must be conducted to confirm this observation, particularly in vivo. It would also be advisable to examine the possibility of obtaining similar effects with lower tannin doses, extracts of lower purity or from different origins, with the goal of reducing costs under practical conditions.
[ES] En la mayor parte de los sistemas intensivos de alimentación de rumiantes existe una gran dependencia de la torta de soja como fuente de proteína, lo que hace necesaria la búsqueda de alternativas. El empleo de insectos se ha sugerido como una de dichas alternativas, pero, hasta la fecha, existen muy pocos trabajos científicos que los caractericen. Una de las primeras necesidades al respecto es su valoración proteica. Sin embargo, el uso las técnicas in situ de las bolsas de nailon o in vitro de cultivos no renovados de microorganismos ruminales han sido cuestionadas, por lo que sería preciso explorar otras posibilidades. Por otro lado, y dado que se desconoce aún cuán elevada puede ser la degradación ruminal de las harinas de insectos, nos planteamos el uso de taninos para poder limitarla y mejorar así su utilización digestiva. Por lo tanto, esta tesis de máster se llevó a cabo con dos objetivos principales: 1) realizar una valoración proteica de varias harinas de insectos mediante diversas técnicas (in vitro e in situ) y 2) estudiar si el uso de taninos podría reducir la degradación ruminal de la proteína de harinas de insectos sin afectar a su digestibilidad intestinal. Para cumplirlos, se realizaron 2 ensayos. En el primero, se valoraron 4 harinas de insectos: 1) gusano de la harina (Tenebrio molitor); 2) gusano rey (Zophobas morio); 3) escarabajo de la cama (Alphitobius diaperinus), y 4) grillo doméstico (Acheta domesticus, adultos). Además, se utilizó torta de soja como alimento de referencia. Para la valoración proteica de estos alimentos se usaron 3 técnicas diferentes. En el primero, se siguió la metodología in vitro de cultivos no renovados de microorganismos ruminales con dosis crecientes de almidón y la degradación del N se estimó mediante regresión lineal (mL de gas vs. mg de N-amoniacal). El segundo consistió en la estimación de la degradación de N mediante el filtrado clásico tras la incubación in vitro y en el tercero se empleó la técnica in situ de las bolsas de nailon. En el segundo experimento se evaluó el efecto del tratamiento de las 4 harinas de insectos con un 15% MS de un extracto comercial de taninos de roble o de quebracho y se comparó nuevamente con el efecto en la torta de soja. La degradación ruminal de la proteína se estudió mediante la técnica de las bolsas de nailon. A continuación, la digestibilidad intestinal de la proteína no degradada en el rumen se determinó usando una técnica in vitro basada en la incubación con pepsina y pancreatina. Los análisis confirmaron el potencial de las harinas de insectos como ingredientes alternativos a las fuentes tradicionales de proteína. De los estudiados, Z. morio fue el que mostró una menor cantidad de PB (38%), aunque mayor proporción de grasa (49%). El que mayor contenido proteico presentó fue A. domesticus (70%). En cuanto a la valoración proteica, independientemente del método empleado, todos los insectos mostraron valores de degradación más bajos que la torta de soja, oscilando estos entre 0,406 en T. molitor y 0,778 en A. diaperinus. Las cifras fueron relativamente similares cuando se estimaron por regresión o in situ, pero más variables en la estimación in vitro, aunque los tres métodos parecen establecer un ranking similar entre alimentos. No obstante, sería conveniente realizar más valoraciones. En cuanto al tratamiento con taninos, tanto el roble como el quebracho redujeron la degradación ruminal en todos los casos. Los descensos variaron entre el 10% en el grillo doméstico (Acheta domesticus) y el 19% en las larvas de gusano rey (Zophobas morio) y no se observó una relación evidente entre la magnitud de la respuesta y los contenidos de N de cada insecto o de su degradación en el tratamiento control. En lo que se refiere a la digestibilidad intestinal de la proteína, alta en todos los insectos, los valores fueron siempre mayores en el tratamiento con el extracto de roble que en el del quebracho y, sorprendentemente, también superiores que los del control en Z. morio y A. diaperinus. En todo caso, aunque nuestros resultados sugieren que el uso de taninos de roble podría resultar más ventajoso que el de taninos de quebracho, sería necesario realizar más experimentos, incluidas pruebas in vivo, para poder ratificarlo. También sería recomendable examinar la posibilidad de obtener efectos similares utilizando dosis más bajas o con taninos de menor pureza o de diferente origen, con el objetivo final de reducir los costes en condiciones prácticas de explotación.
[FR] Dans la plupart des systèmes intensifs, l'alimentation des ruminants est fortement dépendante de l’utilisation du tourteau de soja comme source de protéines, ce qui rend nécessaire la recherche d’aliments protéinés alternatifs. L'utilisation de la farine d'insectes a été suggérée comme l'une de ces alternatives, mais à ce jour, très peu de travaux scientifiques ont caractérisé ces aliments. L’évaluation de la valeur des protéines serait l’un des premiers besoins à cet égard. Toutefois, l'emploi des techniques des sacs en nylon in situ ou des cultures discontinues de microorganismes ruminaux in vitro est remise en question. Par ailleurs, l'ampleur de la dégradation ruminale des farines d’insectes est inconnue. C’est pourquoi, l'utilisation de tanins a été envisagée dans ces travaux afin de la limiter, et ainsi, améliorer l’utilisation digestive. Par conséquent, deux principaux objectifs composent cette thèse de maîtrise: 1) évaluer la digestibilité de la protéine de certaines farines d’insectes à l’aide de differentes techniques (in vitro et in situ), et 2) évaluer l’efficacité des tanins à réduire la dégradation ruminale de la protéine sans affecter sa digestibilité intestinale. Pour ce faire, deux essais ont été réalisés. Dans le premier, la digestibilité de la protéine de quatre farines d'insectes a été étudiée en comparaison avec le tourteau de soya (aliment de référence), soit celle du 1) ver de farine (Tenebrio molitor), 2) ver morio (Zophobas morio) 3) ver buffalo (Alphitobius diaperinus) et 4) grillons domestiques (Acheta domesticus, adultes). Trois techniques d’analyses ont été utilisées. La première utilisait des cultures discontinues de microorganismes ruminaux in vitro en combinaison avec des doses croissantes d’amidon. Le N dégradé a par la suite été estimée à l’aide d’une régression linéaire (mL de gas vs. mg de N-amoniacal). La seconde consistait à estimer la disparition du N au moyen de la filtration classique suite à une incubation in vitro. Enfin la troisième technique utilisée était celle des sacs en nylon in situ. Pour la deuxième expérimentation, les cinq sources de protéines ont été traitées avec des extraits commerciaux de tanins de chêne (ROB) ou de quebracho (QUE) à 0 (témoin) ou 15% de la MS et ont été incubés in situ pendant 16 h. La dégradation de la protéine dans le rumen a été évaluée avec la technique des sacs en nylon, puis la digestibilité intestinale de la protéine non dégradée dans le rumen a été déterminée à l’aide de la technique d’incubation in vitro avec de la pepsine et de la pancréatine. Les résultats ont confirmé le potentiel des farines d’insectes à substituer les aliments protéinés traditionnels. Parmi les espèces étudiées, Z. morio était celle qui présentait la plus faible quantité en PB (38%), mais une proportion plus importante de matières grasses (49%). La plus haute teneur en protéines a été obtenue pour A. domesticus (70%). En ce qui concerne l’évaluation de la digestibilité des protéines, quelle que soit la méthode utilisée, toutes les farines d’insectes présentaient des valeurs de dégradation inférieures à celles du tourteau de soja, allant de 0,406 pour T. molitor à 0,778 pour A. diaperinus. Les valeurs estimées par régression ou bien in situ étaient similaires, tandis qu’il y avait davantage de variations dans les estimations in vitro. Néanmoins, les trois méthodes ont établi un classement similaire entre les aliments. D’autres recherches seraient requises pour confirmer ces résultats. En ce qui concerne le traitement avec les tanins, ROB et QUE ont tous deux réduit la dégradation ruminale de toutes les farines. Les diminutions ont varié de 10% pour A. domesticus à 19% pour Z. morio. Aucune relation n’a été observée entre l'amplitude de réponse et le contenu de N de chacune des farines d’insectes ou bien avec la dégradation dans le temoin. En ce qui concerne la digestibilité intestinale des protéines, elle fût élevée dans tous les traitements. Les valeurs étaient toujours plus grande pour le traitement ROB que QUE. De plus, il est intéressant de constater que pour les espèces Z. morio et A. diaperinus, ROB présentait une meilleure digestibilité même en comparaison avec les traitements sans tanins. Dans tous les cas, même si les résultats suggèrent que l'utilisation des tanins de chêne pourrait être plus avantageux que les tanins de quebracho, d’autres expérimentations sont nécessaires, particulièrement in vivo, afin de confirmer ces résultats. Il serait également pertinent d'examiner si des doses plus faibles, une qualité inférieure ou une origine différente des extraits de tanins permettent d'obtenir des effets similaires, avec l'objectif ultime de réduire les coûts d’alimentation dans des conditions pratiques.
Databáze: OpenAIRE
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