Efecto de la suplementación de la dieta con taninos y aceite de pescado sobre la biohidrogenación de los ácidos grasos y la fermentación ruminal in vitro

La suplementación de la dieta de los rumiantes con lípidos de origen marino permite aumentar el contenido en la leche y la carne de algunos compuestos potencialmente beneficiosos para la salud, como los ácidos grasos (AG) poliinsaturados n-3. Además, gracias a su capacidad para modular la biohidrogenación (BH) ruminal, estos suplementos pueden mejorar la concentración del isómero cis-9 trans-11 del ácido linoleico conjugado (CLA) en los productos finales. De acuerdo con la literatura, también los taninos pueden modificar de forma positiva la BH, pero se desconoce si el uso combinado de ambos tipos de compuestos podría dar lugar a efectos aditivos, sinérgicos o incluso antagónicos. Este trabajo de tesis de máster se planteó, por lo tanto, para investigar los efectos de la suplementación de la dieta con aceite de pescado y taninos sobre la BH de los AG, así como sus consecuencias sobre la fermentación en el rumen (con vistas a su posible aplicación práctica). Para ello, se llevó a cabo un ensayo in vitro mediante cultivos discontinuos de microorganismos ruminales y la técnica de producción de gas, en el que se evaluaron los siguientes tratamientos: Control, Pescado (que incluía un 1% de aceite de pescado), Roble (que incluía un 2% de un extracto comercial de taninos de roble), Uva (que incluía un 2% de un extracto comercial de taninos de uva), Pescado+Roble y Pescado+Uva (combinaciones de los tratamientos previos). Como donantes del inóculo ruminal para las incubaciones se utilizaron ovejas canuladas en el rumen. De acuerdo con los análisis del perfil lipídico, las dietas suplementadas con aceite de pescado aumentaron notablemente las concentraciones de 20:5n-3, 22:5n-3 y 22:6n-3 e inhibieron el último paso de la BH, reduciendo la formación de 18:0 e incrementando la de algunos isómeros trans 18:1, pero no la del trans-11 18:1. La mayor concentración de trans-11 trans-15 18:2 sugiere que el aceite de pescado también podría inhibir etapas previas de la BH, si bien esto no afectó a la acumulación de los isómeros del CLA. Por el contrario, en las condiciones estudiadas, la administración de taninos de roble o uva no tuvo efectos significativos sobre la BH ruminal y su uso combinado con el aceite de pescado tampoco causó variaciones en el perfil de AG más allá de las observadas con el suplemento lipídico. Las únicas excepciones se observaron con el tratamiento Pescado+Uva y consistieron en una mayor acumulación de cis-11 18:1, atribuible a una inhibición de su saturación a 18:0, y un pequeño aumento en la concentración de 17:0. En cambio, las proporciones de otros AG impares y ramificados, los cuales se han empleado como biomarcadores microbianos, permanecieron inalteradas, lo que parece sugerir que las poblaciones bacterianas del rumen se vieron poco afectadas por los tratamientos experimentales. En cuanto a los parámetros indicativos de la fermentación ruminal, no se detectaron diferencias significativas en el pH, las concentraciones de amoniaco, ácido láctico o AG volátiles, la producción de gas o la desaparición de materia seca a las 24 h. Tan solo la digestibilidad verdadera in vitro y la proporción molar de isoácidos mostraron una tendencia a ser menores con algunos tratamientos (i. e., con el roble en el primer caso y con las combinaciones de aceite de pescado más taninos en ambos). Por lo tanto, la fermentación ruminal no se habría visto perjudicada de forma notable por los suplementos estudiados. En conjunto, los resultados obtenidos en este trabajo no permiten recomendar la utilización conjunta de aceite de pescado y extractos de taninos como una estrategia nutricional efectiva para modular la BH ruminal y favorecer la acumulación de AG con efectos potencialmente saludables para los consumidores

Effects of a tannin-rich legume (Onobrychis viciifolia) on in vitro ruminal biohydrogenation and fermentation

There is still controversy surrounding the ability of tannins to modulate the ruminal biohydrogenation (BH) of fatty acids (FA) and improve the lipid profile of milk or meat without conferring a negative response in the digestive utilization of the diet. Based on this, an in vitro trial using batch cultures of rumen microorganisms was performed to compare the effects of two legume hays with similar chemical composition but different tannin content, alfalfa and sainfoin (Onobrychis viciifolia), on the BH of dietary unsaturated FA and on the ruminal fermentation. The first incubation substrate, alfalfa, was practically free of tannins, while the second, sainfoin, contained 3.5% (expressed as tannic acid equivalents). Both hays were enriched with sunflower oil as a source of unsaturated FA. Most results of the lipid composition analysis (e.g., greater concentrations of 18:2n-6, cis-9 18:1 or total polyunsaturated FA in sainfoin incubations) showed the ability of this tannin-containing legume to inhibit the BH process. However, no significant differences were detected in the accumulation of cis-9 trans-11 conjugated linoleic acid, and variations in trans-11 18:1 and trans-11 cis-15 18:2 did not follow a regular pattern. Regarding the rumen fermentation, gas production, ammonia concentration and volatile FA production were lower in the incubations with sainfoin (‒17, ‒23 and ‒11%, respectively). Thus, although this legume was able to modify the ruminal BH, which might result in improvements in the meat or milk lipid profile, the present results were not as promising as expected or as obtained before with other nutritional strategies

Efecto de la suplementación de la dieta con taninos y aceite de pescado sobre la biohidrogenación de los ácidos grasos y la fermentación ruminal in vitro

Tesis de máster del Instituto de Ganadería de Montaña (IGM-CSIC-ULE). Departamento de Nutrición y Producción de Herbívoros; Centro Internacional de Altos Estudios Agronómicos Mediterráneos (CIHEAM); Instituto Agronómico Mediterráneo de Zaragoza (IAMZ).-- Octubre 2015.[EN] Supplementation of ruminant diets with marine lipids enables to increase the milk and meat content of some potentially health promoting metabolites, such as n-3 polyunsaturated fatty acids (FA). Furthermore, due to their ability to modulate the ruminal biohydrogenation (BH), these supplements may improve the concentration of the cis-9 trans-11 conjugated linoleic acid (CLA) isomer in ruminant-derived products. According to the literature, tannins also seem to be able to favourably modify the BH process, although it is unknown whether the combined use of both types of compounds might result in additive, synergistic or even antagonistic effects. This master thesis was therefore proposed to investigate the impact of diet supplementation with fish oil and tannins on the ruminal BH, as well as on the fermentation (with a view on their possible practical application). To this end, an in vitro assay using batch cultures of rumen microorganisms and the gas production technique was carried out and the following treatments were evaluated: Control, Fish (containing 1% fish oil), Oak (containing 2% of a commercial extract of oak tannins), Grape (containing 2% of a commercial extract of grape tannins), Fish+Oak and Fish+Grape (combinations of previous treatments). Cannulated sheep were used as donors of rumen inocula for the incubations. The lipid profile analysis revealed that fish oil-supplemented diets increased considerably the concentrations of 20:5n-3, 22:5n-3 and 22:6n-3 and inhibited the last step of ruminal BH, reducing the formation of 18:0 and enhancing some trans 18:1 isomers, but not trans-11 18:1. A greater concentration of trans-11 trans-15 18:2 suggests that fish oil could also inhibit previous stages of BH, although this did not affect the accumulation of CLA isomers. Conversely, in the studied conditions, the administration of oak or grape tannins did not exert significant effects on ruminal BH, and their combination with fish oil did not cause variations in the FA profile other than those observed with the lipid supplement. The only exceptions were observed with the treatment Fish+Grape and comprised a higher accumulation of cis-11 18:1, which might be due to an inhibition of its saturation to 18:0, and a small increase in the concentration of 17:0. In contrast, the proportions of other odd- and branched-chain FA, which have been used as microbial biomarkers, remained unaltered, probably suggesting that rumen bacterial populations were hardly affected by the experimental treatments. Regarding the rumen fermentation parameters, no significant differences were detected in the pH, ammonia, lactic acid or volatile FA concentrations, the gas production or the dry matter disappearance at 24h. Only the in vitro true digestibility and the molar proportion of isoacids showed a trend to be lower with some treatments (i.e., with oak in the former case and with the combination of fish oil and tannins in both). Hence, ruminal fermentation would not have been substantially impaired by the studied supplements. Overall, the results obtained in this work do not allow to recommend the combined use of fish oil and tannin extracts as an effective nutritional strategy to modulate ruminal BH and favour the accumulation of FA with potential benefits to consumer’s health.[ES] La suplementación de la dieta de los rumiantes con lípidos de origen marino permite aumentar el contenido en la leche y la carne de algunos compuestos potencialmente beneficiosos para la salud, como los ácidos grasos (AG) poliinsaturados n-3. Además, gracias a su capacidad para modular la biohidrogenación (BH) ruminal, estos suplementos pueden mejorar la concentración del isómero cis-9 trans-11 del ácido linoleico conjugado (CLA) en los productos finales. De acuerdo con la literatura, también los taninos pueden modificar de forma positiva la BH, pero se desconoce si el uso combinado de ambos tipos de compuestos podría dar lugar a efectos aditivos, sinérgicos o incluso antagónicos. Este trabajo de tesis de máster se planteó, por lo tanto, para investigar los efectos de la suplementación de la dieta con aceite de pescado y taninos sobre la BH de los AG, así como sus consecuencias sobre la fermentación en el rumen (con vistas a su posible aplicación práctica). Para ello, se llevó a cabo un ensayo in vitro mediante cultivos discontinuos de microorganismos ruminales y la técnica de producción de gas, en el que se evaluaron los siguientes tratamientos: Control, Pescado (que incluía un 1% de aceite de pescado), Roble (que incluía un 2% de un extracto comercial de taninos de roble), Uva (que incluía un 2% de un extracto comercial de taninos de uva), Pescado+Roble y Pescado+Uva (combinaciones de los tratamientos previos). Como donantes del inóculo ruminal para las incubaciones se utilizaron ovejas canuladas en el rumen. De acuerdo con los análisis del perfil lipídico, las dietas suplementadas con aceite de pescado aumentaron notablemente las concentraciones de 20:5n-3, 22:5n-3 y 22:6n-3 e inhibieron el último paso de la BH, reduciendo la formación de 18:0 e incrementando la de algunos isómeros trans 18:1, pero no la del trans-11 18:1. La mayor concentración de trans-11 trans-15 18:2 sugiere que el aceite de pescado también podría inhibir etapas previas de la BH, si bien esto no afectó a la acumulación de los isómeros del CLA. Por el contrario, en las condiciones estudiadas, la administración de taninos de roble o uva no tuvo efectos significativos sobre la BH ruminal y su uso combinado con el aceite de pescado tampoco causó variaciones en el perfil de AG más allá de las observadas con el suplemento lipídico. Las únicas excepciones se observaron con el tratamiento Pescado+Uva y consistieron en una mayor acumulación de cis-11 18:1, atribuible a una inhibición de su saturación a 18:0, y un pequeño aumento en la concentración de 17:0. En cambio, las proporciones de otros AG impares y ramificados, los cuales se han empleado como biomarcadores microbianos, permanecieron inalteradas, lo que parece sugerir que las poblaciones bacterianas del rumen se vieron poco afectadas por los tratamientos experimentales. En cuanto a los parámetros indicativos de la fermentación ruminal, no se detectaron diferencias significativas en el pH, las concentraciones de amoniaco, ácido láctico o AG volátiles, la producción de gas o la desaparición de materia seca a las 24 h. Tan solo la digestibilidad verdadera in vitro y la proporción molar de isoácidos mostraron una tendencia a ser menores con algunos tratamientos (i. e., con el roble en el primer caso y con las combinaciones de aceite de pescado más taninos en ambos). Por lo tanto, la fermentación ruminal no se habría visto perjudicada de forma notable por los suplementos estudiados. En conjunto, los resultados obtenidos en este trabajo no permiten recomendar la utilización conjunta de aceite de pescado y extractos de taninos como una estrategia nutricional efectiva para modular la BH ruminal y favorecer la acumulación de AG con efectos potencialmente saludables para los consumidores.Peer reviewe