El pH del medio ruminal no es constante, sino que fluctúa durante el día en función del tipo de dieta, la frecuencia de administración, el nivel de ingestión, etc. Estas fluctuaciones pueden afectar a la flora microbiana del rumen y la fermentación. El «Grup de Recerca en Nutrició, Maneig i Benestar Animal» ha estudiado los efectos del pH del rumen y sus fluctuaciones sobre la fermentación microbiana ruminal. Los datos obtenidos se utilizaron para desarrollar un modelo matemático para la predicción de estos efectos. Se observó que el impacto del pH sobre la fermentación ruminal depende del pH medio, del tiempo total que el pH se mantiene per debajo de 6,0 y de su magnitud de descenso.

La producción media de leche por vaca y año ha aumentado notablemente los últimos 30 años en Europa y América del Norte, gracias tanto a los avances en genética y reproducción como a los cambios en la nutrición y el manejo de los animales. Por ejemplo, en España, el rendimiento medio por vaca ha aumentado de 3.558 litros por vaca y año en 1990 a 5.577 en 2003 (MAPA, 2004). El aumento de producción de leche comporta un incremento de las necesidades nutritivas de los animales, especialmente de energía. Para satisfacer estas necesidades, y dado que la capacidad de ingestión de los animales es limitada, se han incorporado proporciones elevadas de concentrados en las raciones alimentos de alto valor energético por su elevado contenido en almidón.

En el rumen, hay una compleja población microbiana que fermenta la materia vegetal para obtener energía formanco ácidos grasos volátiles (AGV), substancias que reducen el pH del rumen. A su vez, las raciones ricas en concentrados promueven el crecimiento de bacterias que degradan el almidón y la producción de ácidos. Esto provoca una disminución del pH ruminal y puede ocasionar alteraciones en la fermentación ruminal. En los últimos años, muchos estudios han evaluado los efectos del pH sobre la fermentación ruminal. No obstante, la mayoría han considerado un pH constante, aunque el pH del rumen varía durante el día.

Diversos autores (Pitt y Pell, 1997; de Veth and Kolver, 2001, Calsamiglia y col., 2002) reconocen la necesidad de estudiar los efectos de las fluctuaciones del pH sobre la fermentación microbiana ruminal, lo que fue el objetivo del presente estudio. Los datos obtenidos, junto con los datos de otros experimentos realizados en el laboratorio, se utilizaron para desarrollar un modelo matemático para la predicción de estos efectos. Se realizaron cuatro experimentos en un sistema de fermentación in vitro (Servicio de Digestión y Fermentación Ruminal). Este sistema consta de ocho fermentadores que se inoculan con líquido ruminal de vaca y simulan las condiciones de un rumen natural. El sistema se alimentaba con una misma dieta, tres veces al día. Después de cinco días de adaptación de las bacterias al sistema, se tomaron muestras para el análisis durante tres días más. El sistema permitía controlar el pH y estudiar el efecto de diferentes factores sobre la fermentación: horas (0, 4, 8, 12, 16, 20 y 24) de permanencia a pH bajo (5,5); número de ciclos diarios (1, 2 ó 3) y su duración (12, 6 y 4, respectivamente); magnitud de descenso del pH (5,1 versus 5,5).

En general, la reducció del pH por debajo de 6,0, afectó negativamente a la fermentación ruminal: disminución de la digestión de la materia orgánica y de la fibra, y cambios en el tipo de AGV producidos (aumento de la producción de ácido propiónico, precursor de glucosa y disminución de la producción de ácido acético, precursor de lípidos). En el metabolismo del nitrógeno, los resultados fueron diferentes según la variable incluída en el modelo, excepto la eficiencia de síntesis de proteína microbiana, que no se afectó por la reducción del pH. No obstante, se observó que el impacto del pH sobre la fermentación ruminal depende del pH medio, del tiempo total que el pH se mantiene por debajo de 6,0 y de la magnitud de descenso del pH. Además, los efectos negativos debidos al mantenimiento del fermentador a un pH por debajo de 6,0 dependen del tiempo total que el pH es bajo y no se reducen al dividirlo en 2 ó 3 ciclos de menor duración.

El modelo descrito contribuye a mejorar los conocimientos sobre los efectos de las fluctuaciones del pH ruminal e identificar las áreas en las que es necesario seguir investigando i supone un paso esencial hacia el desarrollo de un modelo aplicable en la formulación práctica de raciones. Un modelo más desarrollado permitirá mejorar la precisión de la formulación de raciones y, en consecuencia, la calidad de la alimentación y la productividad de los animales.

Montserrat Cerrato

Departamento de Ciencia Animal y de los Alimentos