REVISTA BIO CIENCIAS

PALABRAS CLAVE

KEY WORDS

RESUMEN

ABSTRACT

Se diseñó un doble cuadrado latino 3 x 3 para estudiar el balance de nitrogeno (N) en cerdos Mong Cai en crecimiento con un peso promedio de 15 kg, alimentados con niveles variables (0, 15 y 30 % respectivamente de la dieta en base seca) de harina de follaje de moringa (Moringa oleifera). El follaje estuvo constituído por ramas terminales (30 cm) de hojas y tallos de moringas cortadas periódicamente dentro de un sistema integrado de producción porcina, en el que las plantas se fertilizaban periódicamente con efluentes de biodigestores cargados con excretas de ganado porcino. La harina de follaje de moringa determinó una ligera tendencia (p<0.10) hacia un descenso significativo en los índices digestivos medidos, particularmente en la materia seca (MS) y materia orgánica, pero no en la digestibilidad rectal de la fibra cruda ni del N (promedio de los tres tratamientos, 43.0 y 72.7 %, respectivamente). El balance de N de los animales pareció tener una influencia positiva por el hecho de introducir harina de follaje de moringa en la dieta de los cerdos. El valor promedio de la retención de N fue de 9.23 g/animal por día, y la retención como por ciento del consumo fue de 41.0 a 47.4 %, mientras que, como por ciento de la digestión, fue de 55.7 a 65.8 % (en ambos casos p<0.05). De acuerdo con los resultados expuestos aquí, la harina de follaje de moringa puede constituir un ingrediente importante en la dieta de cerdos en crecimiento, como fuente proveedora de proteína para el animal.

A double 3 x 3 Latin square was designed to study the balance of nitrogen (N) in growing Mong Cai pigs with a live weight averaging 15 kg, fed with graded levels (0, 15 and 30 % respectively in the diet, in dry basis) of moringa (Moringa oleifera) foliage meal. The foliage was composed of terminal branches (30 cm) including leaves and stems of moringa trees periodically cut within an integrated system of pig production, where the plants were periodically fertilized with effluents from biodigesters charged with pig excreta. Moringa foliage meal determined a slight trend (p<0.10) towards a reduction in some measured digestive indexes, particularly in DM and organic matter, but not in rectal digestibility of crude fiber and N (average of three treatments, 43.0 and 72.7 % respectively). The N balance seemed to have a positive influence of the introduction of moringa foliage meal in the diet of pigs. Average value of N retention was 9.23 g/animal per day, and retention as percentage of intake was from 41.0 to 47.4 % and as percentage of digestion, from 55.7 to 65.8 % (in both cases, p<0.05). According to the herein showed data, moringa foliage meal may constitute an important ingredient in the diet of growing pigs, as a protein source for the animal.

Introducción

Introduction

El uso de forrajes arbóreos y arbustivos, particularmente los de aquellos que no son leguminosos, que sean destinados a la alimentación del ganado porcino, ha sido tema de interés en los últimos tiempos, sobre todo debido al hecho de no poseer factores antinutricionales de importancia, y a que pueden ser integrados a sistemas de producción animal, donde las excretas tratadas mediante biodigestores, pueden ser fuentes valiosas de fertilizantes para plantaciones de estas especies (Ly, 2009; Ly y Samkol, 2014; Phiny, 2012). Por otra parte, es importante conocer el valor nutritivo de estos forrajes (Carvajal, 2010), que como otros de naturaleza tropical, tienen la ventaja de ser localmente disponibles y de agronomía bien conocida en sus sitios de cultivo.

Una de las características de los forrajes arbóreos y arbustivos es que, junto con su relativa abundancia en compuestos nitrogenados, también son de naturaleza fibrosa, lo cual pudiera ser una limitante para su uso en la alimentación porcina, sobre todo en animales jóvenes (Degen, 2010). No obstante, las fuentes fibrosas de N como las arbóreas y arbustivas, aparentemente son lo suficientemente atractivas como para evaluar su uso en especies monogástricas y así investigar cuáles son los niveles adecuados para ser usadas con éxito en animales como los cerdos (Martens et al., 2012; Lindberg, 2014).

El objetivo de este experimento fue establecer el balance de N en cerdos en crecimiento alimentados con niveles variables de harina de follaje de moringa (Moringa oleífera).

The use of arboreal and bushy fodders, particularly those that are not leguminous, being designated to feed porcine cattle, has been a topic of interest in the last times, especially due to the fact that it does not possess antinutricional factors of importance, and the fact that they can be integrated to animal production systems, where excreta treated by biodigesters can be valuable sources of fertilizers for plantations of these species (Ly, 2009; Ly and Samkol, 2014; Phiny, 2012). On the other hand, it is important to know the nutritional value of these forages (Carvajal, 2010), which as others of tropical nature, they possess the advantage of being locally available and of well-known agronomy in their cultivation sites.

One of the characteristics of arboreal and bushy fodders is that along with their relative abundance in nitrogen composes, they are also of fiber nature, which could be a limiting factor for their use in porcine feeding, especially in young animals (Degen, 2010). Nevertheless, fiber sources of N as the arboreal and bushy ones are apparently attractive enough to evaluate their use in monogastric species and so investigate which are the adequate levels to be used successfully in animals such as pigs (Martens et al., 2012; Lindberg, 2014).

The objective of this experiment was to establish N balance in growing pigs fed with variable levels of moringa (Moringa oleífera) foliage meal.

Materiales y Métodos

Materials and Methods

El experimento que aquí se describe fue aprobado en su momento por una comisión ad hoc de la Universidad Real de Agricultura, Camboya. Se diseñó un doble cuadrado latino 3 x 3 para estudiar el balance de N en seis cerdos Mong Cai, machos castrados, con un peso promedio de 15 kg, alimentados con niveles variables, 0, 15 y 30 % respectivamente de la dieta en base seca, de harina de follaje de moringa (Moringa oleifera).

El follaje estuvo constituído por ramas terminales (30 cm) con hojas y tallos secundarios de moringas cortadas periódicamente, cada 60 días, dentro de un sistema integrado de producción porcina, en el que las plantas se fertilizaban periódicamente con efluentes de biodigestores cargados con excretas de ganado porcino. El follaje cosechado fue secado al sol durante tres días consecutivos y posteriormente se molió en un molino de martillo. Las características del follaje de moringa se presentan en la Tabla 1.

El follaje de moringa usado en el experimento se caracterizó por poseer un bajo nivel de fibra cruda, mientras que el de pared celular, o fibra insoluble en detergente neutro (FDN), fue alto en comparación con otros follajes arbóreos (Ly 2009). Por otra parte, el por ciento de N ligado a la pared celular, tal como ha sido definido (Licitra et al., 1996), fue relativamente bajo, un 35 % del total. Los detalles de las características de las dietas usadas en la prueba se muestran en la Tabla 2.

Cada período experimental estuvo constituido por nueve días consecutivos de acostumbramiento a la dieta y otros cinco en los que se registró cuantitativamente los sobrantes de alimentos, así como la emisión de orinas y excretas. Los animales fueron pesados al inicio y al final de cada período experimental, para hacer los ajustes necesarios al nivel diario de consumo de alimento, que fue de 0.10 kg MS/kg0.75, servido en una sola comida diaria. Durante todo el experimento los animales tuvieron libre acceso al agua, que fue suministrada mediante bebederos del tipo de tetina.

El alojamiento de los animales fueron jaulas de metabolismo hechas de bambú y otros materiales localmente disponibles, que permitían la separación del material fecal de las orinas. Las jaulas fueron instaladas en un establo abierto, sin paredes.

Las heces fueron pesadas diariamente y conservadas en congelación hasta el momento de efectuar los análisis, cuando se mezclaron adecuadamente de forma manual los cinco materiales fecales correspondientes a cada animal en cada período. La orina fue recogida en recipientes en los que se añadió 30 mL de H2SO4 10 N para prevenir la fuga de N en forma de amoníaco. Diariamente se registró el volumen urinario emitido por los animales y se tomó una alícuota igual al 10 % del volumen total. En el momento de la preparación de materiales para su análisis, se procedió a descongelar las muestras de orina para mezclar las cinco emisiones de cada animal en cada período, con vistas de obtener una muestra representativa.

En los alimentos y en las muestras frescas fecales se determinó el contenido de MS y N según procedimientos reconocidos (AOAC, 2007). La misma técnica analítica de determinar N fue la usada para establecer la concentración urinaria de N. En un segundo momento, las excretas fueron secadas en una estufa a 60 ºC con circulación de aire y molidas con el fin de determinar el contenido de cenizas, materia orgánica (100 – por ciento de cenizas) y fibra cruda, por las mismas técnicas analíticas aplicadas a los alimentos (AOAC, 2007). El cálculo de la digestibilidad rectal y el balance de N se determinó de acuerdo con el método directo, tal como ha sido descrito en otro lugar (Adeola, 2001). La salida fecal de materiales fue calculada por métodos informados  por nuestro laboratorio (Ly et al., 1998).

Las medias por tratamiento fueron comparadas por la técnica del análisis de varianza (Steel et al., 1997) y cuando se hallaron diferencias significativas (p<0.05), estas medias fueron separadas mediante una dócima de comparación múltiple como la de Tukey. Los datos fueron manipulados mediante el uso de un paquete estadístico adecuado (Minitab, 2009).

The experiment here described was approved at time by a commission ad hoc at the Royal University of Agriculture, Cambodia. A double 3 x 3 Latin square was designed to study the balance of N in six Mong Cai pigs castrated males, with average weight of 15 kg, fed with variable levels 0, 15 and 30 %, respectively on the dry basis diet, of moringa (Moringa oleifera) foliage meal.

Foliage was constituted by terminal branches (30 cm) with secondary leaves and stems of moringa cut periodically, every 60 days, within an integrated system of porcine production, in which plants fertilized periodically with biodigesters of effluents, charged with porcine cattle excreta. Harvested foliage was sundry during three consecutive days, and posteriorly ground in a hammer mill. Foliage characteristics of moringa are introduced in Table 1.

Moringa foliage used in the experiment was characterized for having a low level of crude fiber, while the one on the cellular wall, or insoluble fiber in neutral detergent (FND) was high in comparison to other arboreal foliage (Ly, 2009). On the other hand, the percentage of N linked to the cellular wall, as it has been defined (Licitra et al., 1996) was relatively low, 35 % total. Details on the characteristics of the diets used in this test are shown in Table 2.

Each experimental period was constituted by nine consecutive days of use of diet and other five where the leftovers were recorded quantitative, as well as the emission of urine and excreta. Animals were weighed at the start and ending of each experimental period in order to perform the necessary adjustments to the daily levels of feed, which was of 0.10 kg MS/kg0.75, served in one daily meal. During all the experiment animals had free access to water, which was given by nipple troughs.
Animals housing was given in metabolism cages made of bamboo and other local materials, which allowed the separation of fecal material from urine. Cages were installed in an open stable, with no walls.

Feces were daily weighed and conserved frozen until analysis were performed, when they were adequately manually mixed, the five materials corresponding to each animal in each period. Urine was collected in recipients added with 30 mL of H2SO4 10 N to prevent N drain in ammonium form. The urinary volume emitted by the animals was recorded daily and an aliquot of 10 % from the total volume was taken. At the moment of the preparation of materials for analysis, the defrosting of urine samples to mix the five emissions of each animal in each period was made to obtain a representative sample.

In food and fresh fecal samples the content of DM and N was determined according to known procedures (AOAC, 2007). Same analytical technique in determining N was used to establish the urinary concentration of N. At a second moment, excreta were dried in a stove at 60 °C with air circulation and ground in order to determined ash content, organic matter (100 – per cent of ashes) and crude fiber, by the same analytical techniques applied to food (AOAC, 2007). Rectal digestibility calculus and N balance was determined in accordance to the direct method, as it has been described in another place (Adeola, 2001). Fecal leakage material was calculated by methods informed by our laboratory (Ly et al., 1998).

The means for treatment were compared by the technique of variance analysis (Steel et al., 1997) and when significant differences were found (p<0.05), these means were separated by a multiple comparison test as Tukey. Data were manipulated by the use of an adequate statistical package (Minitab, 2009).

Composition, %

Value, %

DM in natura

24.42

DM residual

88.85

In dry basis

Ashes

8.00

Organic matter

92.00

Crude fiber

10.92

FDN¹

50.30

N

3.75

FDN-N¹

1.31

Ingredients

Moringa foliage meal

-

15

30

Cut rice

49.00

41.65

34.30

Rice bran

17.57

14.78

12.00

Fish flour

32.43

27.57

22.70

Moringa meal

-

15.00

30.00

NaCl

0.50

0.50

0.50

Premixture¹

0.50

0.50

0.50

Analysis

Dry matter

89.67

89.54

89.43

Ashes

12.59

11.90

9.05

Organic matter

87.41

88.10

90.95

Crude fiber

5.09

5.97

6.84

N

2.88

3.00

3.14

CRA², g water/g DM

0.50

0.73

0.95

Resultados y Discusión

Results and Discussion

Durante el transcurso del trabajo experimental, los animales no mostraron ningún síntoma de malestar ni clínico que sugiriera el transcurso de algún proceso patológico. Todos los cerdos que fueron utilizados en esta evaluación consumieron toda la ración asignada en pocos minutos, y sin dejar sobrante alguno. Los índices de digestibilidad rectal de nutrientes y de la salida fecal de materiales se presentan en la Tabla 3.

Se encontró que la harina de follaje de moringa determinó una ligera tendencia (p<0.10) hacia un descenso significativo en los índices digestivos medidos, particularmente en la MS y materia orgánica, pero no en la digestibilidad rectal de la fibra cruda ni del N (promedio, 43.0 y 72.7 %, respectivamente). Estos resultados concuerdan con los de otros estudios en los que se ha encontrado que la fracción fibrosa del alimento influye negativamente en la digestibilidad rectal de la dieta (Jorgensen et al., 1996; Zhang et al., 2013) en el ganado porcino, sin excluir de ello las fuentes arbóreas y arbustivas de fibras (Ly, 2006), lo que generalmente se atribuye a que el tiempo de retención de digesta en el tracto gastrointestinal, no es lo suficientemente extenso como para permitir un aprovechamiento digestivo máximo del alimento (Wilfart et al., 2007; Kim et al., 2007). En este sentido, las dietas contentivas de harina de follaje de moringa no son una excepción, incluídas aquellas consumidas por cerdos Mong Cai (Ngoc et al., 2012), aunque el efecto encontrado fue muy bajo. En animales alimentados con niveles crecientes de harina de follaje de morera, al igual que en esta prueba, no se halló efecto de tratamiento en la digestibilidad del N, mientras que la de la materia orgánica fue mejor cuando los cerdos comieron harina de morera (Phiny, 2012).

En lo que respecta a la digestibilidad del N, en estudios anteriores en condiciones in vitro, se encontró que la fracción nitrogenada del follaje de moringa mostraba un aprovechamiento digestivo más bien alto, cuando se simulaba la digestibilidad ileal de las muestras (Ly et al., 2001; Samkol et al., 2005). Sobre ello, se ha observado que la digestibilidad ileal, in vitro, de la MS y del N de las hojas, es muy alta, e igual a 75.3 y 74.2 %, en ese orden (Ly et al., 2001). Esos resultados  parecen estar confirmados con los que se informan aquí, en condiciones in vivo. De hecho, una alta digestibilidad ileal de los compuestos nitrogenados es una ventaja importante en la estrategia digestiva de los cerdos, puesto que como se sabe, el N desaparecido en el ciego y colon de esta especie no tiene valor nutricional (Zebrowska, 1973). El patrón de salida fecal de materiales que se halló se correspondió con el descrito para el de cerdos alimentados con niveles de fibra en la dieta (Hansen, 2007), lo que también se ha observado como cierto en cerdos Mong Cai (Ly y Samkol, 2008; Samkol y Ly, 2008).

En la Tabla 4 se muestra el balance de N de los cerdos alimentados con harina de follaje de moringa.

Vale la pena mencionar que, aunque hubo diferencias numéricas entre tratamientos para el consumo diario de N, el análisis de varianza no reveló diferencias significativas entre tratamientos, por lo que los datos no fueron ajustados por análisis de covarianza, con el consumo de N como covariable.

En este experimento se hizo evidente que el balance de N de los animales pareció tener una influencia positiva por el hecho de introducir harina de follaje de moringa en la dieta de los cerdos. El valor promedio de la retención de N fue de 9.23 g/animal por día, y la retención como por ciento del consumo fue de 41.0 a 47.4 %, mientras que como  por ciento de la digestión fue de 55.7 a 65.8 % (en ambos casos, p<0.05). El balance de N en cerdos alimentados con otra especie arbórea no leguminosa, la morera, también ha sido muy positivo, de acuerdo con los datos informados a propósito (Phiny, 2012). ; Caro et al., 2013; Ly y Samkol, 2014). La harina de follaje de moringa, como la de otros follajes arbóreos o arbustivos no leguminosos tales como los de morera y tricantera determinó un buen balance de N, según lo observado en la presente investigación. En contraste, se ha hallado que los follajes arbóreos leguminosos tienden a mostrar un aprovechamiento deficiente del N en esta especie animal (Ly et al., 1998; Carvajal, 2010), probablemente debido a la alta proporción mostrada del N ligado a la pared celular (Licitra et al.,1996), que hace que la proteína, y entre los péptidos, los ricos en lisina, sean inaccesibles a las enzimas digestivas del animal. En este experimento, el N ligado a la pared celular fue más bien poco, solamente el 35 % del total, cifra que está por debajo de las cantidades de esta entidad en otros recursos alimentarios de naturaleza arbustiva o arbórea (Ly, 2009). Esta cifra permite asumir que en principio aproximadamente dos terceras partes del N de la harina de follaje de moringa sería susceptible de convertirse en compuestos nitrogenados ilealmente digestibles para los cerdos, en condiciones in vivo. Estos compuestos serían obviamente mayoritariamente aminoácidos.

During the process of the experimental work, animals did not show any symptom of distress or agitation that would suggest a pathological process. All pigs used in this evaluation consumed all assigned portion in a few minutes and left nothing. Rectal digestibility indexes of nutrients and fecal material leakage are presented in Table 3.

It was found that moringa foliage meal determined a light tendency (p<0.10) towards a significant decrease in the measured digestive indexes, particularly DM and organic matter, but not in the rectal digestibility of crude fiber nor N (average 43.0 and 72.7 %, respectively). These results agree with the other studies in which it has been found that the fiber fraction of feed influences negatively in the rectal digestibility of the diet (Jorgensen et al., 1996; Zhang et al., 2013) in porcine cattle, without excluding arboreal and bushy fiber sources (Ly, 2006), which is generally attributed to the fact that retention time of digest in the gastrointestinal tract is not extended enough to allow a maximum digestive utilization of food (Wilfart et al., 2007; Kim et al., 2007). In such regarding, diets containing moringa foliage are no exception, including those consumed by Mong Cai pigs (Ngoc et al., 2012), even though the effect found was very low. In animals fed with growing levels of morera foliage meal, just like in this test, there was no effect in digestibility treatment of N, while the one of organic matter was better when pigs ate morera meal (Phiny, 2012).

Regarfing N digestibility, in previous studies in in vitro conditions, it was found that the nitrogen fraction of moringa foliage showed a rather high digestive utilization when ileal digestibility was simulated in the samples (Ly et al., 2001; Samkol et al., 2005). On that it has been observed that ileal digestibility, in vitro, of DM and N in leaves is very high, and equals 75.3 and 74.2 %, in that order (Ly et al., 2001). Those results seem to be confirmed with those informed here, in vivo conditions. In fact, a high ileal digestibility of nitrogen composes is an important advantage in the digestive strategy in pigs, since disappeared N in the blind and colon of this species has no nutritional value (Zebrowska, 1973). Fecal materials leakage pattern that was found corresponded to the one described for pigs fed with fiber levels in the diet (Hansen, 2007) which has also been observed as true in Mong Cai pigs (Ly and Samkol, 2008; Samkol and Ly, 2008).
N balance of pigs fed with moringa foliage meal is shown in Table 4.

It is worth mentioning that, even though there were numeric differences between treatments for the daily consumption of N, variance analysis did not reveal significant differences between treatments, so data were not adjusted by covariance analysis, with the consumption of N as co-variable.

It was evident in this experiment that balance of N in animals seemed to have a positive influence for having introduced moringa foliage meal in the diet of pigs. Average value of retention of N was 9.23 g/animal per day, and retention as per cent of digestion was 55.7 to 65.8 % (in both cases, p<0.05). N balance in pigs fed with other non-leguminous species, morera, has also been positive, according to data obtained for that purpose (Phiny, 2012; Caro et al., 2013; Ly and Samkol, 2014). Moringa foliage meal, as other arboreal or bushy foliage non-legominous as morera and tricanter, determined good N balance, according to what was observed in this investigation. In contrast, it has been found that leguminous arboreal foliage tend to show a deficient utilization of N in this animal species (Ly et al., 1998; Carvajal, 2010), probably due to showing a high proportion of N linked to the cellular wall (Licitra et al.,1996), which makes protein, between peptides rich in lysine, become inaccessible to digestive enzymes of animals. In this experiment, N linked to cellular wall was low, only 35 % from the total, number that is below quantities of this entity in other food resources of arboreal or bushy nature (Ly, 2009). This number allows to assume that first, approximately two thirds of N in moringa foliage meal would be susceptible to convert into nitrogen composes ileally digestible for pigs, in vivo conditions. These composes would obviously be mostly amino acids.

Digestibility, %

Moringa foliage meal %

EE ±

-

15

30

n

6

6

6

-

Dry matter

80.4

78.1

77.7

2.5⁺

Ashes

55.4

53.5

53.7

4.5

Organic matter

82.2

81.4

79.5

1.5⁺

Crude fiber

45.5

43.5

40.0

4.4

N

73.5

72.5

72.0

4.5

Fecal DM, %

42.2^a

34.5^b

32.0^b

3.5*

Leakage, g/kg ingested DM

Fresh material

465^a

635^ab

696^b

100*

Dry material

196^a

219^ab

223^b

15*

Water

269^a

416^ab

473^b

95*

N balance, g

Moringa foliage meal, %

EE ±

-

15

30

n

6

6

6

-

Consumption

19.76

20.58

21.54

1.51

Fecal excretion

5.24

5.66

6.03

0.45

Digestion

14.52

14.92

15.51

0.54

Urinary excretion

6.42

5.54

5.30

0.56

Total excretion

11.66

11.20

11.33

0.76

Retention

8.10

9.38

10.21

1.00⁺

Retention, % of consumption

41.0^a

45.6^b

47.4^b

2.95*

Retention, % of digestion

55.7^a

62.9^b

65.8^b

3.03*