El paso de la digesta desde los preestómagos al intestino llevará esta proteína (MP) como constituyente de las células microbianas para ser digerida en el intestino. La proteína no degradable (RUP) en el rumen pasará intacta al intestino para ser también digerida allí. Suele haber una pequeña fracción (proteína dañada por el calor) que no puede ser digerida y pasará intacta por el tracto digestivo, terminando en el estiércol

Proteínas no degradables en el rumen

Tenemos que pensar en las proteínas en términos de 2 macropoblaciones, la población del rumen y el huésped. Concentrémonos en la importancia de la proteína que escapa del rumen y se digiere en el intestino de la vaca. A menudo llamamos a esta proteína bypass o proteína no degradable en el rumen (RUP).

Para que las proteínas sean degradadas por microorganismos o enzimas animales deben estar en solución acuosa. Por lo tanto, es fácil entender por qué la solubilidad de las proteínas está asociada a la degradabilidad. Algunos piensos tienen más RUP debido a su estructura inherente, que los hace relativamente insolubles. Un ejemplo es la proteína prolamina (zeína) en el grano de maíz que tiene una menor degradabilidad en el rumen debido a su hidrofobicidad. Otros casos de degradabilidad reducida inherente son los polímeros polifenólicos, como los taninos, que inhiben las enzimas reduciendo la tasa de degradación y desaminación de las proteínas en el rumen. Otros factores son, por ejemplo, el tratamiento térmico de la proteína, ya sea involuntario (calentamiento durante la conservación) o intencionado durante el secado, que provoca una reacción química entre los aminoácidos y los azúcares reductores (reacción de Maillard), que hace que ambos nutrientes no estén disponibles para la digestión. Centrémonos en el calentamiento, ya que ha sido ampliamente adoptado por la industria de los piensos como método para proteger la proteína vegetal de la degradación ruminal.

Cuando la calefacción es demasiado

Cuando los alimentos se calientan en presencia de humedad, a una temperatura suficientemente alta y durante el tiempo suficiente, se produce una reacción denominada reacción de Maillard (M. Maillard. 1925). En términos simplificados, la reacción comienza cuando el grupo amino de un aminoácido (frecuentemente la lisina) reacciona con el grupo carbonilo de un carbohidrato reductor formando una glucosamina. En la reacción de Maillard no sólo se pueden ligar los azúcares, sino también la hemicelulosa, lo que reduce aún más la disponibilidad de otros carbohidratos altamente digeribles en los rumiantes y otras especies ganaderas. A continuación, la glucosamina sufre lo que se denomina un «reordenamiento de Amadori», que químicamente consiste en la conversión de la N-glucosamina en la correspondiente ceto-amina. La cetoamina forma entonces melanoidinas y otros polímeros nitrogenados de color marrón que confieren el color marrón característico a los alimentos dañados por el calor. El resultado final son compuestos que no pueden ser digeridos y que, por tanto, reducen el suministro de proteínas, carbohidratos y energía al animal. Sin embargo, la etapa inicial de esta cadena de acontecimientos (la producción de glucosamina) es reversible, y se convierte en irreversible una vez que la reacción avanza más allá de la conversión de la cetoamina. El reto para la industria de la alimentación animal es, pues, determinar el punto en el que la proteína es menos degradable (etapas iniciales de la reacción) en el rumen, pero sigue siendo digerida en el intestino

Granos secos de destilería (DDG)

Es bien sabido que los DDG son una buena fuente de RUP. Dado que la degradabilidad de la proteína del maíz es de aproximadamente el 50%, cualquier proteína bruta (PC) no degradable por encima de ese valor será normalmente el resultado del calentamiento durante el procesamiento. Es importante determinar qué cantidad de esta proteína está todavía disponible desde el punto de vista nutricional. El sistema de análisis del detergente mide la fibra detergente neutra (FDN) y la fibra detergente ácida (FAD). Los cambios en la degradabilidad de la proteína que se producen durante el procesado pueden medirse analizando el nitrógeno (o la proteína) recuperado en la fracción NDF (CP insoluble en detergente neutro; NDICP). Este análisis incluye la proteína tanto en las etapas iniciales de la reacción de Maillard, como la que ha sido dañada irreversiblemente (más allá de la formación de ceto-aminas). El análisis del ADICP (CP insoluble en detergente ácido; ADICP), en cambio, determina la proteína que no está disponible al 100% para el animal. La predicción de la digestibilidad ileal de los aminoácidos para el ganado porcino, por ejemplo, fue mejor en las ecuaciones que incluían la concentración de proteína bruta insoluble en detergente ácido en el modelo (r2 = 0,76 y 0,84, respectivamente; Nielsen Almeida et al. 2013). Según P. J. Van Soest, la diferencia entre la NDICP y la ADICP dará una idea de la proteína que, tratada térmicamente, puede seguir considerándose proteína de derivación «biodegradable». Como resultado del daño a la proteína durante el calentamiento, la ADICP también se recuperará en la fracción de lignina Klason aumentando su valor

Fracciones proteicas en los granos de destilería

Para evaluar los efectos del secado en la proteína, examinamos miles de muestras de maíz desgranado y de granos de destilería húmedos y secos analizados por el laboratorio Dairy One (NY) entre 2004 y 2020(Tabla 1). El maíz desgranado suele someterse a una etapa de cocción antes de añadir la levadura para la fermentación, por lo que cabe esperar cambios en la degradabilidad de la proteína en los granos de destilería húmedos. Del mismo modo, para obtener DDG el producto húmedo ya destilado se seca en general con calor (algunas tecnologías no lo hacen), por lo que también se esperan algunos cambios en la proteína entre el producto húmedo y el seco.

La tabla 1 muestra la variabilidad observada en las fracciones proteicas entre el grano de maíz, los granos de destilería húmedos y los granos de destilería secos. Lo primero que se observa es la variación de la proteína soluble, que desciende entre el grano de maíz y ambos coproductos. Esto es de esperar ya que parte de esta proteína es precisamente la que pasará a formar parte del RUP resultado de los tratamientos térmicos, la cocción primero y el secado después. Esto se refleja en la segunda fila, que también muestra una reducción paralela de la proteína degradable del 36,9% en el grano de maíz al 31,7% en el DDG. Como era de esperar, los tratamientos térmicos provocaron también cambios en el ADICP%. El aumento de esta fracción entre el grano de maíz y los granos de destilería húmedos fue de sólo 3,3 unidades porcentuales, y de un insignificante 0,1 unidades porcentuales entre éste y el producto seco

Es probable que los azúcares y los aminoácidos hayan pasado por diferentes etapas de la reacción de Maillard, especialmente durante la etapa de cocción. Sin embargo, como el secado se produce después de la fermentación, es probable que no haya azúcares disponibles para reaccionar con los aminoácidos y aumentar aún más el ADICP. El NDICP aumentó casi 7 puntos porcentuales como resultado de la cocción del maíz molido (recuerde que el ADICP está contenido en el NDICP). La diferencia entre el NDICP y el ADICP es la proteína que se encuentra sólo en los pasos iniciales de la reacción de Maillard y que probablemente aún está disponible para la digestión. El NDICP aumentó sólo 0,6 unidades porcentuales como resultado del secado del producto, lo que demuestra de nuevo que el daño a la proteína se ha minimizado en este último paso. La lignina reflejó los cambios observados en el PC en las fracciones de fibra y mostró que la mayor parte del cambio en la proteína se produjo durante la cocción (4,8 – 1,1), y fue casi nula como resultado del secado (5,0 – 4,8)

Los resultados independientes comunicados por Dairy One Laboratories muestran cómo la tecnología utilizada en la industria del etanol durante el siglo XXI ha convertido los granos de destilería en un producto altamente fiable y estable. Algunas de las preocupaciones del pasado con el calentamiento del producto durante el secado casi han desaparecido. Los cambios observados entre el grano de maíz y los coproductos húmedos y secos probablemente mejoran su digestibilidad, lo que da lugar a una fuente de energía muy deseable y a una proteína de derivación biodegradable