NIRS como herramienta de apoyo en la toma de decisiones nutricionales en el sector pecuario.

Imelda Sánchez García
Humberto Ramírez Vega
Víctor Manuel Gómez Rodríguez
Centro Universitario de Los Altos-UDG.

EL SECTOR PECUARIO EN MÉXICO

El sector pecuario en México desempeña un papel fundamental en la economía y la seguridad alimentaria del país, esto se da a través de la producción de diversos alimentos para consumo humano: carne, leche, huevos y otros derivados (Gutiérrez, 2022). México es el onceavo productor mundial de productos pecuarios, y alrededor de 881,000 personas se dedican a la cría y explotación de especies ganaderas. La cría de animales no se limita solo al consumo de carne. También está relacionada con la fabricación de quesos, cremas, mantequillas, leche, huevos, grasa, pieles, cera, miel y abonos a base de excretas y utilizados como fertilizantes. Por ejemplo, Jalisco produjo un millón 631,703 toneladas de huevo en 2022 (Gutiérrez, 2022). En el tema de empleo y sostenibilidad, el sector agropecuario mantiene a 7 millones de personas empleadas y contribuye a la recuperación económica y a la producción de 280 millones de toneladas de alimentos (Forbes, 2021; SADER,2021).

Con base a las expectativas agroalimentarias 2024, el sector pecuario tendría una disminución en la producción de 1.9%, derivado de las condiciones climáticas adversas pronosticadas. La cría de animales no solo tiene la finalidad de producir carne, sino también, subproductos como lo es queso, crema, mantequilla, grasa, piel, cera, entre otros (SADER, 2021). En cuanto al aporte de proteína para consumo humano, por sector se tiene que el 38.3% se obtiene por la carne de pollo, el 18.8% por leche de vaca, el 16.9% de huevo para plato, el 16.1% de carne de res, el 8.7% de carne de cerdo (UNA, 2022). Los principales estados productores por subsector en el 2023 fueron: producción bovina, Veracruz con el 13% de la producción nacional; producción porcina, Jalisco con el 23%, y Veracruz en producción avícola con un 13.8% nacional (SIAP, 2023).

El resto de los subsectores del sistema agroalimentario mexicano, como lo es el agrícola, este, se compone de diversas actividades relacionadas con la generación de alimentos, el cual se enfoca en la producción de cultivos vegetales, donde se incluyen actividades como la siembra, la cosecha y comercialización de granos, frutas, hortalizas, cereales y oleaginosas. El sector pesquero se relaciona con la captura de peces y mariscos en aguas marinas y continentales, mientras que el acuícola se enfoca en la crianza de organismos acuáticos como camarones, tilapia y truchas (SADER, 2021). El subsector agroindustrial abarca las industrias de procesamiento y transformación de alimentos, dentro de éste se incluye la elaboración de productos lácteos, carnes procesadas, aceites, harinas, azúcares y bebidas (SADER, 2021). Cada uno de estos subsectores tiene sus cadenas productivas, que describen el proceso desde el origen hasta el destino final de los alimentos. Agricultores, ganaderos, pescadores, ingenieros agrónomos e investigadores contribuyen a la producción de alimentos en México.

El sector agroalimentario representa alrededor del 8.2% del PIB nacional y es reconocido como el 12° productor de alimentos a nivel mundial (SADER 2021, SADER 2016). Los análisis bromatológicos permiten determinar la cantidad de nutrientes presentes en los alimentos, incluidos proteínas, carbohidratos, grasas, vitaminas y minerales. Esta información es esencial para calcular la ingesta de nutrientes de los animales y ajustar las dietas según sus requisitos específicos que satisfagan sus necesidades nutricionales específicas de cada especie y etapa productiva (RumiNews, 2024).

Gráfica 1. Elaboración propia a partir de Paredes, 2024.

IMPORTANCIA DE LA NUTRICIÓN ANIMAL EN LOS SISTEMAS PRODUCTIVOS PECUARIOS

La nutrición animal es un campo crucial para garantizar la salud, el bienestar y el rendimiento óptimo de los animales en diversas industrias, como la ganadería, la avicultura y la acuicultura (Ramírez, adecuada lo que impacta en la condición corporal del animal y la rentabilidad de la explotación. En cuanto a los costos de producción, en la alimentación de los animales supera el 70% de éstos, por lo que, cualquier mejora que se haga en este aspecto, impacta de manera directa en el rubro de la producción y eficiencia de la unidad productiva (gráfica 1) (Paredes, 2024). 2020; Nutrinews, sf). Esta se centra en estudiar los procesos relacionados con la alimentación y la obtención de nutrientes por parte de los animales, para así optimizar la producción y el bienestar animal (Ramírez, 2020; Nutrinews, sf).

Dentro de la nutrición animal, uno de los conceptos clave son los nutrientes, considerados sustancias esenciales que los animales necesitan para crecer, reproducirse, mantenerse saludables y producir de manera eficiente carne, leche, huevo, lana, etc. Estos nutrientes se dividen en diferentes categorías, como macronutrientes (proteínas, carbohidratos, grasas) y micronutrientes (vitaminas y minerales). Con base a ello, es importante elaborar dietas balanceadas y adecuadas para cada tipo de animal, considerando factores como la edad, peso, nivel de actividad, condiciones ambientales, etapa productiva (Paredes, 2024). Dentro de los sistemas de producción la dieta balanceada garantiza un rendimiento óptimo en términos productivos, además, fortalece el sistema inmunológico de los animales, reduciendo con ello la incidencia de enfermedades y aumentando la resistencia a patógenos.

En cuanto a la conversión alimenticia (ésta se mejora a través de una dieta adecuada lo que impacta en la condición corporal del animal y la rentabilidad de la explotación. En cuanto a los costos de producción, en la alimentación de los animales supera el 70% de éstos, por lo que, cualquier mejora que se haga en este aspecto, impacta de manera directa en el rubro de la producción y eficiencia de la unidad productiva (gráfica 1) (Paredes, 2024).

LA NUEVA TECNOLOGIA EN EL ANÁLISIS DE GRANOS Y FORRAJES

La fuente primaria de la alimentación de los animales en producción son los alimentos balanceados y los forrajes, para el caso del ganado de carne y leche; y producción de granos para los sistemas avícolas y porcícolas, no obstante, éstos presentan variaciones en cantidad y calidad, los cuales están asociados a varios factores edafoclimáticos y/o de manejo.

Ante esto, el análisis de la composición nutrimental de estos forrajes y granos que serán empleados en las dietas de los animales siendo de suma importancia en la toma de decisiones; las metodologías tradicionales (vía húmeda) terminan siendo costosas y con altas demandas de tiempo, equipos y reactivos, además de la contaminación que se genera con los insumos (Rivera y Alba, 2017).

La tecnología NIRS (Espectroscopía del Infrarrojo Cercano) es una herramienta de vanguardia en el análisis de forrajes y alimentos balanceados para consumo animal, se basa en la quimiométrica, la cual se relaciona con la luz absorbida en una muestra de alimento y la composición química de ésta, con la cual se desarrollan ecuaciones de predicción (Brogna et al., 2009). Sus principales funciones:

1. EVALUACIÓN NUTRICIONAL RÁPIDA: El NIRS permite obtener rápidamente el valor nutricional real de los alimentos. Esto es crucial para seleccionar dietas adecuadas y tomar decisiones informadas sin demoras (Oyarzun, 2016).

2. SE PUEDE CONTAR CON UNA PREDICCIÓN DE PARÁMETROS NUTRICIONALES: Mediante el NIRS, se pueden cuantificar múltiples parámetros en los forrajes, como materia seca, proteína, fibra detergente ácida (FDA), fibra detergente neutra (FDN), extracto etéreo, cenizas, lignina, almidón, pH y energía (Oyarzun, 2016).

Esta capacidad de predicción precisa ayuda a optimizar el uso de los recursos alimenticios disponibles.

3. REDUCCIÓN DE COSTOS: Comparado con las metodologías tradicionales basadas en química húmeda, el NIRS es económico y disminuye los costos de análisis. Además, permite a los productores definir los suplementos nutricionales adecuados para los animales según la calidad del forraje (Contexto Ganadero, 2021).

La Espectroscopía del Infrarrojo Cercano (NIRS) es una técnica avanzada utilizada en el análisis de forrajes para consumo animal, en cuanto a su funcionamiento se tiene como:

1. 1. Principio Básico:
      • NIRS se basa en la absorción de energía infrarroja por parte de las moléculas presentes en una muestra.
      • La longitud de onda de la radiación infrarroja utilizada oscila entre 780 y 2,500 nanómetros (nm).
      • Las moléculas en la muestra (como enlaces -CH, -NH y -OH) absorben energía en función de su naturaleza química.
   2. Ley de Lambert-Beer:
      • La cantidad de energía absorbida por la muestra es directamente proporcional a la concentración de los componentes presentes.
      • La representación gráfica de la energía absorbida en diferentes longitudes de onda da lugar al espectro NIRS.
   3. Aplicación Cuantitativa:
      • NIRS permite obtener información cualitativa y cuantitativa.
      • El análisis más común es el cuantitativo, donde se correlacionan calibraciones con los valores espectrales con atributos de las muestras (por ejemplo, grasa, humedad, acidez).
      • Con estas calibraciones, podemos predecir los valores de atributos en muestras desconocidas.
   4. Componentes del Equipo NIRS:
      • Fuente de luz: Emite radiación infrarroja.
      • Lentes y Monocromador: Reflejan y descomponen la luz según su longitud de onda.
      • Detector: Registra la energía absorbida por la muestra.
   5. Ventajas de la NIRS:
      • No destructiva: No daña la muestra.
      • Puede analizar sólidos, líquidos y gaseosos.
      • No requiere disolventes, evitando residuos.
      • Permite obtener múltiples variables de calidad simultáneamente.
      • Es precisa y requiere escaso mantenimiento (NIRS Research, sf; Tecnilab, sf).

El análisis de forraje mediante el NIRS es de suma importancia en la producción animal y la gestión de recursos forrajeros; algunas razones clave incluyen (Rivera y Alba, 2017; Toledo, 2013, Eurofins, sf).

1. Evaluación Nutricional Precisa: 
   -El NIRS permite una evaluación rápida y no destructiva de la composición nutricional de los forrajes.
   -Proporciona información sobre proteínas, fibra, energía y otros nutrientes presentes en los alimentos para el ganado.
   -Esta precisión ayuda a formular dietas equilibradas y optimizar la alimentación.
2. Toma de Decisiones Informada:
   -Con el análisis NIRS, los productores pueden tomar decisiones basadas en información confiable con rapidez.
   -Pueden ajustar las raciones de acuerdo con la calidad del forraje disponible, evitando deficiencias o excesos nutricionales.
3. Eficiencia en la Producción:
   -El NIRS permite clasificar y seleccionar forrajes según su calidad.
   -Los productores pueden asignar los forrajes de alta calidad a los animales que más los necesitan, mejorando la eficiencia del contenido nutricional del alimento.
4. Reducción de Costos:
   -Comparado con los métodos tradicionales de laboratorio, el NIRS es más económico y rápido Los análisis frecuentes son más accesibles, lo que ayuda a mantener un control constante de la calidad del forraje.
5. Monitoreo Continuo:
   -El NIRS permite el monitoreo regular de la calidad del forraje a lo largo del tiempo.
   -Esto es esencial para ajustar las estrategias de alimentación según las estaciones, las condiciones climáticas y las necesidades de los animales.

Los parámetros nutricionales son indicadores clave que describen la composición química y el valor nutricional de los alimentos. En el contexto del análisis de forraje mediante la tecnología NIRS, estos parámetros son fundamentales para evaluar la calidad en los alimentos destinados al consumo animal, algunos de los parámetros más relevantes (Amaral, 2022, Agrosavia, sf):

1. Proteína: 
   -La proteína es esencial para el crecimiento, desarrollo y mantenimiento de los tejidos en los animales.
   -El contenido de proteína en el forraje afecta directamente la salud y la producción de los animales.
2. Fibra:
   -La fibra se divide en dos componentes principales:
   • Fibra Detergente Ácida (FDA): Representa la celulosa y la lignina. Es importante para la digestibilidad y la saciedad.
   • Fibra Detergente Neutra (FDN): Incluye la hemicelulosa y la celulosa. Afecta la ingestión y la fermentación ruminal.
3. Grasa (Extracto Etéreo):
   -La grasa proporciona energía concentrada y es vital para el metabolismo y la salud de la piel y el pelaje.
4. Ceniza:
   -La ceniza representa los minerales presentes en el forraje, como calcio, fósforo, magnesio y otros oligoelementos.
   Es fundamental para la salud ósea y la función metabólica.
5. Humedad:
   -La humedad es el contenido de agua en el forraje.
   -Un alto contenido de humedad puede afectar la conservación y la calidad del alimento.
6. Almidón:
   -El almidón es una fuente importante de energía para los animales.
   -Su digestibilidad influye en la eficiencia de la alimentación.
7. Otros Nutrientes:
   -Además de los mencionados, el NIRS también evalúa otros nutrientes como vitaminas, minerales específicos y compuestos antioxidantes.

Artículo publicado en “Entorno Ganadero Febrero Marzo 2025“