Pasado, presente y futuro del concepto ALPA.pptx

Análisis histórico del concepto de Fibra en nutrición animal y de los métodos de cuantificación

1. Héctor Jairo Correa Cardona Ztc ., MSc., PhD Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín Pasado, presente y futuro del concepto de fibra en nutrición y alimentación de rumiantes https://www.agweek.com/news/policy/partnerships-for-climate-smart-commodities-aim-for-big-greenhouse-gas-reductions-through-agriculture

2. FIBRA Término universalmente utilizado en nutrición y alimentación tanto animal como humana El concepto, sin embargo, es poco claro y sigue siendo objeto de debate ( Jaimes et al, 2018; Kolderup y Svihus , 2019; Tejeda y Kim, 2021) Jaimes et al, 2018 : http://www.lrrd.org/lrrd30/7/hjco30126.html Kolderup y Svihus , 2019 : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6360548/pdf/JNME2019-4983657.pdf Tejeda y Kim, 2021: https://www.researchgate.net/publication/349217247_Review_Role_of_Dietary_Fiber_in_Poultry_Nutrition

3. ORIGEN ETIMOLÓGICO

4. La palabra FIBRA es muy antigua Viene del latín fibra que significa filamento ; A su vez, fibra se deriva de fillum (hebra, hilo, borde finísimo) En textos antiguos se utilizaba para describir cualquier objeto delgado y alargado; Albio Tibulo - s I AC. Elegías: intestinos Anónimo s III a II AC. Historia Augusta: cabellos Diccionario Latín (LATIX LEXICON): https://www.latinlexicon.org/definition.php?p1=2022231&p2=f Raimundo, M. 2003. Nuevo Diccionario Latino –Español Etimológico. P 375.

5. DEFINICIONES

6. “ La fibra vegetal no se disuelve en ácidos, sales de lejía, agua y alcohol y, así mismo, se resiste a la fermentación ”. Einhof y Thaer (1808) Definiciones de FIBRA DIETARIA en rumiantes https://books.google.com.co/books?id=6BhjSPUpswEC&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v= onepage&q =Pflanzenfaser&f=false Van Soest (1963)

7. Van Soest (1994) Fiber is a nutritional entity, not a chemical one. For ruminants, fiber is the indigestible or slowly digesting fraction of a feed or diet that occupies space in the gastrointestinal tract . Mertens (2015)

8. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK223587/pdf/Bookshelf_NBK223587.pdf https://sci-hub.se/10.1016/j.foodres.2009.03.010 Goñi et al., (2009) Definiciones de FIBRA DIETARIA en no-rumiantes

9. McDonald et al (2012) La definición de DF ha resultado difícil, con definiciones que van desde lo fisiológico/botánico (derivado de las paredes celulares de las plantas, que se digieren mal); químico/botánico (polisacáridos no amiláceos (NSP) de las paredes celulares de las plantas); químico (NSP y lignina); y nutricional/fisiológico (NSP no digerido en el intestino delgado). Capacidad de intercambió iónico, capacidad de retención de humedad, solubilidad, viscosidad, capacidad de estimular la rumia, capacidad de estimular el peristaltiasmo , etc.

10. Probablemente varias de esas características no sean propias ni exclusivas de lo que se pueda denominar “FIBRA…DIETARIA…ALIMENTARIA” y, quizá, sea necesario construir nuevos términos y conceptos que discriminen de manera racional tales características.

11. ANTECEDENTES HISTÓRICOS

12. Análisis químico Valor nutricional Composición proximal

13. 1716 Fibras vegetales equivalentes a venas sanguíneas: transporte de jugos nobles Fibras o nervios Fibras musculares Fibras aluminosas Por analogía, cualquier estructura delgada y alargada recibía el nombre de FIBRA https://books.google.com.co/books?id=vtQCAAAAYAAJ&printsec=frontcover&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false

14. Philosophical Transactions , 1729 , 36: 97-109 https://www.jstor.org/stable/pdf/103557.pdf?refreqid=fastly-default%3Af573b4f43fd9d44a6d25a14c220f3aa1&ab_segments=&initiator=&acceptTC=1

15. 1751 https://books.google.com.co/books?id=l_hBAAAAcAAJ&printsec=frontcover&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false https://books.google.com.co/books/about/HISTOIRE_GENERALE_DES_DROGUES.html?id=RKGevaaCOtcC&redir_esc=y Tricobezoares

16. La FIBRA VEGETAL hacía referencia a características físicas (estructuras delgadas y alargadas), anatómicas ( limfeductos , esqueleto vegetal), funcionales (transporte de jugos nobles) y nutricionales (difícil de digerir) Sobre las FIBRAS ANIMALES existe muy poca referencia en los textos antiguos y, aún hoy, en los textos modernos sobre nutrición y alimentación animal: queratina, colágeno, elastina, fibroína, etc.

17. 1773 “ Es fácil notar en las patatas, de las que se ha extraído el jugo mediante la prensa, dos sustancias muy distintas; un polvo, blanco y pesado; el otro fibroso , gris, claro, que se puede obtener en forma de puré solo reduciéndolo a polvo ”. https://books.google.com.co/books?id=jLZZ-cxnUR8C&hl=es&source=gbs_navlinks_s Análisis proximal

18. https://books.google.com.co/books?id=PMCKsKVeZzcC&printsec=frontcover&redir_esc=y#v=onepage&q=terre&f=false Discute la diferencia entre análisis elemental y análisis proximal Nicolas Le Fèvre , 1669

19. Nicolas Le Fèvre , 1669 Describe métodos detallados para obtener componentes proximales : Destilación, maceración, filtración, trituración, infusión, evaporación, digestión ácida (vinagre), etc. El objetivo no era separar y cuantificar los distintos componentes de la planta, sino obtener extractos que los boticarios pudieran utilizar inmediatamente para elaborar remedios y tratar males https://books.google.com.co/books?id=Q--xtUdezNAC&hl=es&source=gbs_navlinks_s

20. 1787 https://archive.org/details/b2803806x/page/244/mode/2up No aparece la “ FIBRA” ya que no se le atribuía ninguna propiedad medicinal

21. https://books.google.com.co/books?id=X_1YAAAAYAAJ&source=gbs_navlinks_s

22. https://books.google.com.co/books?id=X_1YAAAAYAAJ&source=gbs_navlinks_s

23. “… pues incluso la fibra de la patata es, sin duda, tan fácilmente digerible y tan nutritiva como el almidón de la patata y del centeno, ya que se comporta químicamente exactamente como ellos ….” Heinrich Einhof 1805 Aísla la fibra de la papa mediante maceración y lavados sucesivos con agua https://books.google.com.co/books?id=tSZBAAAAYAAJ&source=gbs_navlinks_s

24. 1806 Aísla por primera vez la lignina https://books.google.com.co/books?id=9lFdM5erazAC&printsec=frontcover&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q=ligneux&f=false

25. 1811 https://books.google.com.br/books?id=zOITAAAAQAAJ&hl=es&source=gbs_navlinks_s Finalmente, el azúcar, la goma, el almidón, el azúcar de la leche, la fibra lignolítica , estarán formados únicamente de carbono y agua , y sólo se diferenciarán por las mayores o menores cantidades que contendrán . Sin Nitrógeno

26. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/86/Elements_of_agricultural_chemistry%2C_in_a_course_of_lectures_for_the_Board_of_Agriculture_%28IA_b22014858%29.pdf Sin Nitrógeno

27. https://books.google.com.co/books?id=OTQJAAAAIAAJ&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false 1818

28. Woody fibre . The principal body of the root , stem , and branches of trees , is designated by the appellation of wood . But the term is too general for the purpose of analytical distinction , as the part designated by it often includes the greater part of the substances that have been already enumerated . It remains , therefore , to be ascertained whether there exists in the plant any individual substance different from those already described , and constituting more immediately the fabric of the wood . 1825

29. Descubre, aísla y nombra la celulosa 1838

30. “… de esto probablemente podamos sacar la conclusión de que las ovejas digieren parte de la fibra vegetal ”. 1839 https://books.google.com.co/books?id=3Xk1AAAAMAAJ&printsec=frontcover&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false

31. … sin embargo, como la fibra vegetal de los excrementos de oveja está triturada más finamente que la de los excrementos de ganado vacuno, también puede retener más agua en sus intersticios sin que esto se haga visible .

32. https://books.google.com.pe/books?id=9Fo4AAAAMAAJ&hl=es&source=gbs_navlinks_s

33. https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/14786444608645526?redirect=1 1846

34. “Pero aunque la materia leñosa no es asimilable, no es del todo inútil. Sirve como un estímulo mecánico para los intestinos, cuya acción promueve” 1851 Propiedad fisiológica

35. https://books.google.com.co/books?id=JJYZAQAAIAAJ&pg=RA1-PA215&lpg=RA1-PA215&dq=1850+woody+fibre&source=bl&ots=rrmqngb7VJ&sig=ACfU3U2lkzuMXKiVO2KsqGFXtLNEz_-iLA&hl=es-419&sa=X&ved=2ahUKEwjplfrSldDsAhWluFkKHRQuAYsQ6AEwEXoECAgQAg#v=onepage&q=woody%20fibre&f=false 1853

36. “ Cuanto más lignificadas estén las partes de las plantas utilizadas como forraje, es decir, cuanto mayor sea el porcentaje de fibra de madera , mayor será la cantidad de nutrientes que pasan sin digerir por el cuerpo del animal… ” 1854 https://books.google.com.co/books?id=5jo99g96q9AC&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false

37. 1856 “ Aproximadamente 3 gr de la muestra se mezclan con 60 gr de ácido sulfúrico muy diluido (1:19) en dos veces su volumen con agua y se pone a hervir durante una hora luego de lo cual el líquido se vierte y el residuo se lava dos veces con 200 cc de agua; el residuo aún húmedo se hierve con 60 gr de potasa cáustica en dos veces el volumen de agua durante una hora y media, se lava dos veces con agua pura, se lava con agua caliente en un filtro pesado, se seca y se pesa después de la quema de las cenizas”. 5,26%

38. 1859 https://books.google.com.co/books?id=Vs0yLea4dj4C&printsec=frontcover&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false

39. “ Aproximadamente 3 gramos de sustancia seca y finamente dividida ó 5 a 6 gramos en pulpa de remolacha, frijoles o canola, son puestos en ebullición con 50 cc de ácido sulfúrico al 5% y 150 cc de agua por 30 minutos ; después de que la sustancia se ha asentado, se elimina el líquido ácido y el residuo se hierve dos veces sucesivas con 200 cc de agua durante media hora. El residuo es nuevamente puesto en ebullición por media hora con 50 cc de lejía de potasa al 5% y 150 cc de agua; luego de remover el líquido alcalino, el residuo es puesto en ebullición dos veces con agua. Todos los líquidos de la cocción con ácido sulfúrico se mezclan con los de la ebullición con solución de hidróxido de potasio. Lo que queda se lleva sobre un filtro, y se lava con agua. El contenido de cenizas se determina por la combustión de la totalidad o de una parte del contenido del filtro ”. 1860 El acido sulfúrico y el hidróxido de potasio son más diluidos que en el método del Wolff 2,5%

40. “… Cuanto más lignificadas estén las partes de las plantas utilizadas como forraje, es decir, cuanto mayor sea el porcentaje de fibra de madera, mayor será la cantidad de nutrientes que pasan sin digerir por el cuerpo del animal… ” Wolff (1856) “…no hay duda de que la supuesta influencia del contenido de fibra de madera sobre la digestibilidad de los nutrientes, al menos con los forrajes de mantenimiento, no existe realmente…” Henneberg y Stohmann (1860)

41. 1861 https://books.google.com.co/books?id=IU7OAAAAMAAJ&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false

42. “… lo que hemos llamado fibra de madera en lo anterior, según la notación convencional, presumiblemente ni siquiera es el mismo cuerpo sólido, incluso si proviene de un mismo forraje con diferente trituración mecánica del mismo … …nos sentimos obligados a proponer el nombre de fibra bruta para el residuo en cuestión y de ahora en adelante lo usaremos hasta que hayamos logrado encontrar un método para determinar el contenido real de fibra de madera de los materiales de revestimiento” . https://books.google.com.co/books?id=3zFEAAAAYAAJ&pg=PA17&lpg=PA17&dq=F%C3%BCtterungsversuche+mit+zwei+vollj%C3%A4hrigen+Ochsen+vom+December+1860+bis+September+1861&source=bl&ots=K6WR93J s_K&sig =ACfU3U2H26s3upyzGtMQT4Non1RNI7PgXg&hl=es-419&sa= X&ved =2ahUKEwiX7-uv7dDsAhXI1FkKHVYnCH0Q6AEwAXoECA0QAg#v= onepage&q = rohfaser&f =false 1864

43. Fibra maderable: Lowthorp 1716; Reid y Gray 1733; Cook 1765; Henneberg y Stohmann 1860 Fibra vegetal: Johnson 1858: Thaer 1809 Fibra: Link 1807 Celulosa: Link 1807; Peligot 1850; Walker y Seaton 1880 Fibra lignolítica : Peligot 1850 Cuerpo lignificado: Braconnot 1819 Pulpa: Bischoff et al 1836 Madera: Peligot y Decainse 1839 Material fibroso: Towers 1850 Material celular: Lawes y Gilbert 1859 Fibra cruda: Guillaumin 1839; Morren 1856; Voelcker 1860; Henneberg y Stohmann 1864 Medulina : Wagner 1854 Lignina: Wagner 1854 Materia incrustada: Voelcker 1861 Fibra celular: Dougall 1956 Términos utilizados para hacer referencia a la FIBRA

44. Ocasionalmente la digestibilidad de la FC es superior a la del ELN Atwater 1878

45. 1879 https://pdfslide.net/documents/xv-beitraege-zur-naeheren-kenntniss-der-chemischen-und-physikalischen-beschaffenheit.html “ Se podría suponer que además de la celulosa, también había cuerpos proteicos en el subsuelo intercelular ”

46. Descubre y analiza la composición de la hemicelulosa https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/bchm1.1895.19.1.38/pdf

47. 1915 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/56/Productive_feeding_of_farm_animals_%28IA_cu31924002967655%29.pdf

48. “Un paso importante en el desarrollo de nuestro conocimiento de la lignina fue su completo aislamiento de la madera, que descubrí que podía efectuarse mediante ácido sulfúrico al 70% H 2 SO 4 . De hecho, se obtiene así aproximadamente un 30% de lignina con una composición de 66,67% de carbono y 5,49% de hidrógeno, por lo tanto poco diferente del análisis anterior” (Contenía 64,86% de carbono y 5,66% de hidrógeno: Klason 1892) 1915 http://runeberg.org/svkemtid/1917/0009.html

49. https://archive.org/details/sim_biochemische-zeitschrift-beitraege-zur-chemischen_1931-06-25_236_1-3/page/n3/mode/2up “ Uno de los campos más controvertidos de la investigación en fisiología nutricional y química de los alimentos es el problema de la fibra cruda , cuya solución se ha intentado varias veces con un éxito parcialmente satisfactorio. La dificultad de una elucidación química y fisiológicamente completamente satisfactoria de esta cuestión, tan importante para la nutrición de los hombres y de los animales, se debe principalmente a la cambiante composición de la fibra cruda de nuestros vegetales , que nunca representa una sustancia uniforme en el sentido químico ”

50. “ Por ello, desde hace tiempo el objetivo de numerosos investigadores ha sido abandonar el término " fibra cruda " y crear una forma más precisa de estos tipos de carbohidratos mediante la determinación cuantitativa de los componentes individuales de la fibra cruda ”.

51. https://archive.org/details/sim_biochemische-zeitschrift-beitraege-zur-chemischen_1931-06-25_236_1-3/page/n3/mode/2up “ Sin embargo, el problema de la fibra cruda no debe entenderse en un sentido puramente químico, como es el caso de los métodos mencionados anteriormente, sino que debe resolverse desde una perspectiva bioquímica o biológica …. Esto requiere métodos fermentativos (enzimáticos) “ 3 g de muestra seca  HCl/pepsina (pH de 1.6) X 48h  + NaOH + Diastasa + HCl (pH de 4.5) x 48h  + NaHCO3 + NaCl + pancreatina (pH de 7.8) X 96h  Determinar MS

52. “ El efecto fermentativo de las soluciones de fermentación aplicadas consiste por tanto casi exclusivamente en una hidrólisis de las sustancias proteicas y polisacáridos (almidón y sus parientes más cercanos) contenidos en las células, es decir, en la práctica, en una disolución del contenido celular. En la fibra cruda siempre queda una pequeña cantidad de nitrógeno, cuya naturaleza química debe ser diferente a la de los polipéptidos presentes en el contenido celular ”.

53. 1935 https://sci-hub.se/10.1017/S002185960001964X

54. https://sci-hub.se/10.1021/jf60036a004 1954

55. 1963

56. 1963

57. C en celulosa = 43,5% vs 44.4% C en lignina = 71,5% vs 63.3% Brauns 1952 Análisis incorrecto !!!!

58. 1970

59. p- coumaric acid (PCA), ferulic acid (FA), vanillin (V) 1972 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jsfa.2740231110

60. 1981 https://www.jstor.org/stable/3808101?seq=1

61. https://sci-hub.se/10.1007/978-1-4684-5784-1_28

62. https://sci-hub.se/10.1016/j.talanta.2011.07.044 2011 FDN sobreestima el contenido de celulosa entre 11 y 22% FDN estima el contenido de hemicelulosa con un error que oscila entre -32 y 28%

63. https://academicjournals.org/journal/AJAR/article-full-text-pdf/BEC08A864016 2017

64. Antecedentes de ADIN y NDIN 1969 https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-agricultural-science/article/some-observations-on-the-distribution-and-origin-of-nitrogen-in-sheep-faeces/3FBC9643C88B0A994F86918F00A67CE9

65. 1970

66. 1978 https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4684-2481-2_1

67. 1982 https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S0022030282821802?token=71822AA148B34F500561965B60B84F724F7A70A9463F0F1EC027DB22A61A335BF460C71A7B611450E68D19E88898F38D

68. ADF ADFseq HC HCseq KLig Slig ADL ADICP ADIN NDFD NDFD30 NDFD48 IVOMTDxx IVtdOMxx iNDF iNDFOM eNDF peNDF NFC NSC pef Fndf nfNDF NDICP NDICP aNDICP NDF NDR aNDF aNDFOM NDS aNDS TNC WSC NDSF aNDSOM IVaNDFOMDxx IVdaNDFOMxx IVuaNDFOMxx IVDMDxx IVdDMxx VDMTDxx IVtdDMxx IVOMDxx IVdOMxx Acrónimos asociados con el sistema de Van Soest et al para el análisis de alimentos para animales https://ecommons.cornell.edu/bitstream/handle/1813/41228/CNC2015_13-Mertens_manu.pdf;sequence=2 https://www.journalofdairyscience.org/action/showPdf?pii=S0022-0302%2897%2976075-2 Mertens (1997, 2015)

69. Futuro del concepto de fibra en nutrición y alimentación de rumiantes

70. Continuar con el estado actual del concepto y métodos para análisis de la FIBRA significa mantener el estado de confusión sobre estos Revisar y depurar el concepto de FIBRA en alimentos como un concepto universalmente válido Ajustar la metodología para el análisis de FIBRA bajo un nuevo concepto: necesariamente debe incluir pruebas de digestibilidad y de fermentabilidad Revisar los métodos para el análisis proximal de los alimentos retomando las propuestas de la primera mitad del siglo XX para el análisis de carbohidratos individuales OPCIONES

71. https://www.lifeasible.com/custom-solutions/food-and-feed/food-testing/chemical-and-nutritional-analysis/dietary-fiber-analysis/

72. https://www.researchgate.net/publication/292391065_The_application_of_dietary_fibre_in_food_industry_Structural_features_effects_on_health_and_definition_obtaining_and_analysis_of_dietary_fibre_A_review/figures?lo=1

73. https://sci-hub.se/10.1016/j.foodres.2009.03.010

74. Materia Seca  MS potencialmente digerible por enzimas endógenas MS potencialmente indigerible por enzimas endógenas: FIBRA POSRUMINAL FERMENTACIÓN POSRUMINAL MS potencialmente digerible por enzimas endógenas MS potencialmente indigerible por enzimas endógenas FIBRA ALIMENTARIA FIBRA NO FERMENTABLE FIBRA POSRUMINAL FERMENTABLE RUMIA/FERMENTACIÓN RUMINAL Solubilidad Fermentabilidad Composición qca .

75. FIBRA FERMENTABLE FIBRA NO FERMENTABLE MS total MS digerible por enzimas endógenas MS fermentable MS no digerible por enzimas endógenas: FIBRA MS no fermentable

76. GRACIAS!