miércoles, 23 de mayo de 2012

Esterilización




Es conveniente, al tratar este tema, dar una definición clara del término y de otros relacionados, ya que a veces suelen producirse confusiones.
  • Esterilización significa la eliminación de toda forma de vida de un medio o material, lo que se lleva a cabo generalmente por medios físicos, por ejemplo, filtración, o por muerte de los organismos por calor, productos químicos u otra vía. Esta definición excluye por lo tanto cualquier técnica que resulte solamente en un daño a los microorganismos o atenuación de la actividad de cualquier tipo.

  • La palabra desinfección se aplica a la remoción o destrucción por cualquier vía de organismos vivos que pueden causar daño particular o infección. No significa por lo tanto la destrucción de todos los microorganismos, sino solamente de aquellos que pueden producir un resultado no deseado.

  • Un antiséptico es un desinfectante, o sea un agente químico usado para destruir microorganismos dañinos. Se utiliza en general para agentes a ser aplicados en animales o humanos.

  • Asepsia es la exclusión continuada de microorganismos contaminantes. Así por ejemplo el cultivo de microorganismos en el laboratorio es llevado a cabo asépticamente como en muchas fermentaciones industriales. El medio de cultivo es esterilizado para remover toda forma de vida y luego inoculado con el cultivo requerido. Se dice entonces que el sistema se mantiene en condiciones asépticas.

  • Pasteurización es el término aplicado al proceso que se utiliza para la destrucciónde algunos de los microorganismos posiblemente presentes en materiales sensibles al calor como la leche y cerveza. Consiste en calentar la leche, por ejemplo a 62 °C, mantenerla a esta temperatura 30 minutos y después enfriarla lo más rápidamente posible. Esta técnica no es de ninguna manera un procedimiento de esterilización. Es solamente un método para destruir organismos patógenosy al mismo tiempo disminuir el nivel de aquellos organismos que más pueden deteriorar la leche.
La razón fundamental para efectuar la esterilización en Microbiología Industrial es para evitar la competición por los nutrientes en medios de cultivo y permitir así que el cultivo de microorganismos específicos que se utilizan en un proceso de fermentación de los rendimientos esperados en biomasa y/o metabolitos específicos.


Los métodos de esterilización pueden ser de 3 tipos: 

-   Por destrucción total de microorganismos.
-   Por muerte o in activación.
-   Por eliminación con medios físicos.

Por destrucción total se entiende un proceso muy violento, que casi siempre implica calentamiento apreciable del material, como ocurre con la aplicación de una llama, que es lo que hacemos en el laboratorio cuando flameamos un ansa de platino o las bocas de tubo de ensayo o erlenmeyers. Otra manera de destruir contaminantes es con el uso de poderosos agentes oxidantes. Por supuesto ésta metodología, aunque es efectiva, está muy restringida en su empleo.

La muerte o inactivación significa la eliminación de microorganismos sin que exista necesariamente desintegración de las células. Se puede efectuar por calentamiento, seco o húmedo, por radiaciones o por agentes químicos. El calor húmedo, generalmente en forma de vapor bajo presión, es muy útil y de gran valor en la esterilización en el laboratorio, que se efectúa en autoclave, o en la industria cuando se esterilizan los medios de cultivo y los equipos de fermentación. En el caso de los autoclaves, se pueden alcanzar presiones de 1 a 3 atmósferas. En escala grande el equipo de producción es esterilizado con vapor saturado bajo presión, y la presión requerida debe ser alcanzada en todas las partes del equipo y el aire debe ser purgado totalmente del sistema (como ocurre también en el caso de los autoclaves) porque la transferencia de calor disminuye mucho en ese caso. Después de la esterilización se mantienen las condiciones asépticas, haciendo pasar vapor por las válvulas y sellos.

La eliminación física está restringida a la esterilización de gases líquidos, y es fundamentalmente llevada a cabo por filtración mediante filtros absolutos o filtros fibrosos.
Los filtros absolutos son de materiales cerámicos, de vidrio o de metal sinterizado con poros tan pequeños que la penetración de los microorganismos no es posible.
Los filtros fibrosos no son absolutos y el material filtrante puede ser lana de vidrio, amianto y esteres de celulosa, siendo las fibras de un diámetro variable de 0.5 a 15 micrones.


La cinética de la esterilización por calor húmedo, que es la única que consideraremos en ésta monografía por su aplicación a la esterilización de medios de fermentación, está caracterizada bastante aproximadamente por una reacción cinética de primer orden. 
Si No es el número de organismos viables presentes inicialmente y N es número viable al final tendremos que la ecuación de velocidad de muerte será:      



es la fracción de organismos viables que sobreviven después del tratamiento por calor durante el tiempo t y K = constante de velocidad de destrucción, que depende de la temperatura según la clásica ecuación de Arrhenius:

 
donde                            A = constante
                                       E = energía de activación
                                       R = Constante general de los gases
                                       T = Temperatura en grados Kelvin

Si se gráfica el In k en función de 1/T se obtendrá una línea recta, siendo la inclinación igual a -E/R y la intersección de la recta con la ordenada, el valor de la constante de Arrtherius.

La ecuación de velocidad de muerte necesita una aclaración, ya que la misma no admite una disminución del número de organismos a cero, porque si N es cero, t debería ser infinito. Para resolver este problema supongamos que N = 0.1 y calculemos el valor correspondiente de t. No podemos decir que después de ese tiempo sobrevivirá una décima parte de un microorganismo, pero si podemos decir que habrá sólo una probabilidad de 1 en 10 de que sobreviva un microorganismo. Ya veremos que por razones de seguridad podemos fijar el valor de N = 0.001 o sea fijar una probabilidad de 1 en 1000 de sobrevivencia.



La figura  muestra una curva típica de la esterilización en "batch" de un medio en un fermentador. La curva AB represen ta la etapa de calentamiento, la parte BC  corresponde a la etapa de mantenimiento y CD es la etapa de enfriamiento. Durante la primera y última etapa ocurre parte de la destrucción térmica de organismos presentes en el medio debido a que se alcanza temperatura elevada sobre todo en la última parte de la curva AB y la primera parte de la curva CD. Se considera que la temperatura a partir de la cual se produce destrucción de esporos es 100 °C. Por lo tanto tendremos eliminación de esporos de 100 a 120 °C durante la etapa de calentamiento y  de 120 a 100 °C durante la correspondienteal enfriamiento. Los tiempos de calentamiento y enfriamiento varían de acuerdo al volumen del equipo. En fermentadores industriales de 60.000 1 por ejemplo esos tiempos están en el orden de 28-30 min. y 11-14 min. para los períodos de calentamiento y enfriamiento respectivamente.

En la práctica de la esterilización es necesario tener presente que la calidad nutriente del medio debe ser preservada todo lo posible, razón por la cual, es imprescindiblediseñar un ciclo de esterilización lo más efectivo posible pero al mismo tiempo lo más corto posible.


Podremos definir un término (V) que representa la magnitud de la 
disminución del número de organismos viables de manera que:


para el período de calentamiento y de enfriamiento con el fin de calcular la cantidad de esporos que se eliminan durante ambos períodos. Conociendo el valor inicial de esporos presentes en el volumen de medio considerado es posible calcular el tiempo de mantenimiento a 120 °C para la esterilización completa del mismo.

Existen datos, en bibliografía, de cálculo de tiempo de mantenimiento para la esterilización de 45.000 l de medio (con un valor de No = 2 x 107 esp/ml) que demuestra que son necesarios solamente 8.8 min como tiempo de mantenimiento a 120 °C.

Debe tenerse en cuenta que estas consideraciones son válidas para el cálculo del tiempo de esterilización mínimo, a 120 °C, en fermentadores industriales del volumen considerado. En el caso del laboratorio cuando utilizamos un autoclave y deseamos esterilizar distintos recipientes con volúmenes diversos de medio, el tiempo de calentamiento y de enfriamiento no son generalmente considerados, salvo en el caso de equipos que tengan un período de calentamiento y de enfriamiento prolongado, los que por otra parte no son recomendados para su uso en el laboratorio. Lo que es importante en este caso es el tipo de recipiente, su geometría y el volumen de medio a esterilizar.

El tiempo de esterilización (o sea el tiempo de mantenimiento a 120 °C) requerido por ejemplo para tubos de ensayo de 18 x 50 mm es de 12-14 min y para tubos de 38 x 200 mm, de 15-20 min. Erlenmeyers de 2000 ml requieren de 30-35 min mientras que si son de 125 ml el tiempo es de 12-14 min. En cambio un frasco pyrex cuadrado de 1000 ml requiere 30-35 min y una botella de suero de 9000 ml 50-55 min. Estos tiempos aseguran la eliminación de esporos bacterianos de las especies más resistentes.


Como ya dijimos anteriormente, los medios de fermentación utilizados en la industria son casi siempre complejos y a menudo con sólidos en suspensión, de manera tal que los cambios que se producen durante la esterilización pueden ser importantes. A veces puede haber modificaciones beneficiosas o perjudiciales dependiendo del tiempo de esterilización.

Existen casos en los cuales si se prolonga la esterilización 50 a 60 min se producen pérdidas de rendimiento que llegan hasta el 65% con respecto al medio normal. En ciertos casos cuando el tiempo es solamente de 15-20 min se puede producir un efecto beneficioso.

La naturaleza de las interacciones que tienen lugar entre los componentes de un medio, durante la esterilización por calor, dependerá no solamente de la naturaleza de los componentes sino también de la temperatura, duración del calentamiento, pH del medio, y de la agitación. Un ejemplo típico de interacción es la reacción de Maillard que tiene lugar entre los grupos carbonilos de los azúcares con los grupos amino de proteínas, aminoácidos, etc. Se forman así productos de condensación con lo cual se inactivan significativas cantidades de carbohidratos y nitrógeno amínico. Por ese motivo es necesario que los carbohidratos se esterilicen por separado de los compuestos nitrogenados orgánicos.

Las sales de NH4+ se deben autoclavar a pH 7 o menor, si no el amonio se volatiliza.
En medios químicamente definidos se puede observar pérdida importante de magnesio, potasio, amonio, sodio y fosfatos por precipitación de sales poco solubles como MgNH4PO4 , MgKP04 y MgNaP04. Es importante por lo tanto autoclavar las sales de calcio y magnesio aparte de los fosfatos.

Los aminoácidos y factores de crecimiento son muy lábiles al calor. Entre los aminoácidos, el triptofano, glutamina, asparagina, y entre las vitaminas hidrosolubles, la tiamina, riboflavina y piridoxina son las más susceptibles de sufrir descomposición. En todos estos casos es aconsejable disolverlas separadamente en pequeños volúmenes de H2O y luego esterilizarlas por filtración.

Como ya dijimos es fundamental, además de esterilizar correctamente los medios, conservar al máximo la calidad nutriente de los mismos. En la misma forma que la inactivación de microorganismos puede ser considerada una reacción cinética de primer orden, también la destrucción de algunos compuestos sensibles al calor puede ser tratada en la misma forma.

La energía de activación de tales reacciones está generalmente en el rango de 10.000-30.000 cal.mol-1 mientras que la correspondiente a la destrucción térmica de esporos es superior (65.000-85.000 cal.mol-1 ). Una representación gráfica daría una línea recta para ambos casos con valores distintos de pendientes según se aprecia en la Figura
La figura muestra que a medida que la temperatura aumenta, el valor de k para la reacción con baja E (curva A) aumenta más lentamente que en el otro caso.

Esto significa que un aumento de la temperatura acelera la destrucción de esporos más que la degradación de nutrientes. Recordando la ecuación anterior:


vemos que el tiempo requerido para la destrucción de esporos decrece en proporción al aumento de k. Por lo tanto si se emplea alta temperatura para la esterilización se requiere un tiempo menor, por lo cual se concluye que la esterilización llamada de alta temperatura-corto tiempo favorece la conservación de la calidad nutriente al mismo tiempo que produce la destrucción efectiva de los esporos.

Es necesario aclarar que el uso de alta temperatura con tiempos cortos en escala grande implica necesariamente el empleo de un sistema de calentamiento y enfriamiento continuo en lugar de proceso de esterilización en batch.

Veneno en las carnes envasadas en atmósfera modificada


La carne podrida es tratada con monóxido de carbono para que tenga la apariencia de fresca en el mercado.
La mayoría de los comedores de carne pueden no ser conscientes de que más del 70% de toda la carne y pollo en los Estados Unidos, Canadá y otros países Europeos están siendo tratados con un gas venenoso, el monóxido de carbono. Se puede hacer ver como fresca carne deteriorada desde hace semanas. 

La industria de la carne sigue permitiendo la inyección de gases tóxicos en muchos de los productos cárnicos que consume la gente como alimentos cotidianos. La pregunta es, ¿Cuántas personas han enfermado por esta carne químicamente alterada que se vende a las familias de todo el mundo?

El monóxido de carbono (a menudo denominado como CO) es un gas incoloro, inodoro, insípido, una mísera molécula de oxígeno lejos del dióxido de carbono que todos exhalamos. Pero esta molécula, hace una gran diferencia en cosas muy muy malas para el cuerpo humano a concentraciones muy muy bajas!

El CO es tóxico porque se adhiere a la hemoglobina, una molécula en la sangre que transporta generalmente el oxígeno. Cuando las personas están expuestas a niveles más altos de CO, el gas ocupa el lugar del oxígeno en el torrente sanguíneo y causa estragos. Exposiciones leves significa dolores de cabeza, confusión y cansancio. Exposiciones más altas significa inconsciencia y la muerte, e incluso aquellos que sobreviven a la intoxicación por CO pueden sufrir graves consecuencias neurológicas a largo plazo.

Diversos estudios recomiendan que la temperatura interna de la carne no supere los 4 grados centígrados. Que también ha sido definida por otros reguladores internacionales de la carne como la mejor temperatura de almacenamiento de la carne. Incluso un pequeño aumento de uno o dos grados puede causar un gran aumento del crecimiento bacteriano. Por ejemplo, un aumento de la temperatura de 1,5 a 2 grados C, reduciría la vida útil de la carne a la mitad.

Sin embargo, mantener la carne a estas temperaturas es muy difícil para los minoristas de comestibles. La temperatura de la superficie real de la carne fresca a menudo es mucho más alta de lo que muestra el termómetro de la vitrina, debido a la radiación UV de la iluminación de la vitrina que penetra en el envasado de la carne y calienta la superficie al igual que el sol puede causar una quemadura en un frío día de invierno. Varios estudios han encontrado que la temperatura interna de la carne en las vitrinas es superior a 14 grados Centígrados, que es 10 grados más alta que la temperatura recomendada.
La carne por lo tanto se descompone muy rápidamente, por lo que la industria de la carne invierte mucho en el envasado en atmósfera modificada utilizando el gas de monóxido de carbono para prolongar la vida útil y resistencia al deterioro.
En un sistema de monóxido de carbono, con niveles bajos de oxígeno, el monóxido de carbono reacciona con la mioglobina y da a la carne un color rojo brillante. La mezcla con bajo oxígeno limita artificialmente el crecimiento de los organismos de descomposición que son comúnmente causados por el aumento de los niveles de calor en las vitrinas.

Así que, aunque el monóxido de carbono es un gas que puede ser fatal si se inhala en grandes cantidades, la industria de la carne insiste en que no es perjudicial para la salud humana cuando se ingiere a través de envases atmosféricos.

Esto no es cierto, puesto que la bacteria Clostridium perfringens, es la tercera causa más común de enfermedades transmitidas por alimentos, se ha comprobado que se desarrolla en lo que se considera “carne fresca” en los supermercados aun cuando está dentro de las fechas de caducidad de las etiquetas. Marissa Cattoi técnico de laboratorio que analiza muestras de carne para una agencia de seguridad y salud dice que las bacterias se encuentran comúnmente en la carne fresca comestible. “Comúnmente las pruebas de bacterias C. perfringens aproximadamente la mitad de los productos cárnicos frescos que llegan dan positivo a pesar de que están dentro del plazo de caducidad. El 100% de estos casos provienen de los empaquetadores que adoptaron métodos atmosféricos de embalaje, tales como la utilización de gas de monóxido de carbono”, afirmó.
Los Estados Unidos, Canadá, Australia, Reino Unido y la mayoría de países europeos utilizan en la actualidad las prácticas de envasado atmosférico para evitar que la carne se eche a perder.

Fuente:
http://www.apenb.org/web/index.php/blog/item/veneno-en-las-carnes-envasadas-en-atmosfera-modificada

Desinfectantes


Factores que influyen en la eficacia desinfectante

Generalmente las bacterias Gram positivas son más sensibles que las Gram negativas.
Los esporulados son más resistentes que los no esporulados.
Los virus con cápside son más sensibles de los sin cápside.

Efecto del pH: Cada compuesto tiene un pH óptimo en el cual actúa mejor. Hay que tener en cuenta el pH resultante una vez diluido el producto. Aguas duras en general son básicas lo que puede influir en el pH resultante.

Efecto de la temperatura: Generalmente actúan mejor a temperaturas altas por ejemplo formaldehido en forma de gas. El cloro se evapora a temperaturas elevadas.
El tiempo de contacto necesario para la acción de los desinfectantes puede variar. Productos a base de cloro por ejemplo actúan rápidamente pero son poco estables, es decir pierden su poder desinfectante rápidamente, mientras otros actúan más lentamente.

Efecto corrosivo: Productos ácidos u oxidantes pueden interaccionar con equipos de plástico o metálicos. Es de gran impacto en sistemas tales como tetinas, en lo que el Virkon -S (por ejemplo) ataca el plástico estropeando su mecánismo.

Toxicidad ambiental: El uso de los fenoles se restringe en la C.E.E por su deficiente biodegradabilidad
Preparados a base de Cloro (Hipocloritos y cloraminas).

Ventajas:
Eficaz frente a bacterias y virus.
Se puede añadir a agua de bebida.
Se pueden utilizar en alimentación humana.
Actúa rápidamente.
Poco corrosivo.

Desventajas:
Inactivo en presencia de materia orgánica.
Inactivo en agua dura.
Inactivado por la luz solar. Aunque funciona mejor ya que hay mayor liberación de radicales libres.
Se volatiliza rápidamente.
Se inactiva rápidamente diluido, no sirve para sistemas de pediluvio.
Ineficaz frente a esporas.
Mezclado con formaldehido da compuestos cancerígenos.
Yodo:

Ventajas:
Activo frente a bacterias, virus y hongos.
Algo activo frente a esporas.
Poco influenciado por el pH

Desventajas:
Inactivo en presencia de materia orgánica.
Corrosivo a metales.
Puede causar reacciones a nivel de la piel.
Mancha.
Se volatiliza.
Amonios cuaternarios:

Ventajas:
Amplio espectro, más activos frente a Gram positivos que Gram negativos y virus.
Funcionan también como detergentes.
Poco tóxicos para animales.

Desventajas:
No activo frente a esporas.
Inactivo en presencia de materia orgánica. (Excepción: el Bardac 22).
Inactivo en aguas duras. (Excepción: el Bardac 22).
Ácidos orgánicos:

Ventajas:
Actúan bien a temperaturas bajas.

Desventajas:
Pueden causar quemaduras.
Corrosivo de metales.
Formaldehido:

Ventajas:
Amplio espectro
Activo en amplio rango de temperaturas 24-37 0 C.
Muy activo frente a Salmonellas.
Activo en presencia de materia orgánica.

Desventajas:
Irritante y cancerígeno en forma de gas
Su uso en algunos países europeos esta restringido.
Gluteraldehidos:
No son derivados de formaldehido.

Ventajas:
Amplio espectro
No tóxico
Efectivo en presencia de agua dura
Efectivo en presencia de materia orgánica
No influenciado por la temperatura
Actúa rápidamente
No corrosivo para metales o plástico

Desventajas:
Irritante
Estabilidad limitada
Fenoles:
Biosoak (Cenavisa), Biosal (Iteve), Finvirus (Uriach), Desiprafen (Hipra)

Ventajas:
Activo en presencia de agua dura

Desventajas:
Irritante
No efectivo frente de esporas de bacteria
No efectivo frente a virus sin cápside
Muy tóxico para gatos, tóxico para animales y el hombre.
Su actividad en presencia de materia orgánica puede estar reducida
Se absorbe por goma y plástico
Poco estable una vez diluido
Toxicidad ambiental- Su uso se restringe en la C.E.E por su baja biodegradabilidad
Peróxidos:

Ventajas:
Amplio espectro
Poco tóxico

Desventajas:
Agente oxidante muy fuerte, irritante para la piel, ojos, superficies mucosas.
Se inactiva rápidamente en materia orgánica
Poco efectivo frente a esporas de bacterias
Muy corrosivo a metales y plástico
Efecto sinérgico del Despadac

El efecto sinérgico entre los diferentes componentes de Despadac permite al gluteraldehido la penetración en el microorganismo y la inactivación a nivel del núcleo. Los aldehídos tienen un elevado potencial bactericida y virucida pero su capacidad de penetración en el microorganismo no es óptima pero el Bardac 22 al ser surfactante, facilita la penetración del aldehído.

lunes, 21 de mayo de 2012

Aparato digestivo de los rumiantes




ÓRGANOS DIGESTIVOS Y DIGESTIÓN
Boca:
La importancia relativa de la boca y sus componentes (lengua, dientes, mandíbulas y glándulas salivales) varían según la especie animal. En la mayoría de estos las funciones de la boca son ingerir alimentos, desmenuzarlos en forma mecánica y mezclarlos con la saliva que actúa como lubricante para facilitar la deglución.
En los rumiantes la hierba se corta por la presión de los incisivos inferiores contra la encía ya que los incisivos superiores faltan. Los incisivos inferiores presentan un filo adecuado para cortar hierba, los molares tienen crestas que permiten una eficaz trituración.
Durante la rumia los molares trituran muy finamente al alimento que ha vuelto a la boca.

Grado de Masticación:
Los rumiantes no muelen finamente el pasto o forraje en el momento en que lo comen; la mayor parte de este proceso sucede en la rumia cuando el bolo es regurgitado y masticado nuevamente.
En los rumiantes la cantidad de saliva secretada varia  de 2 a 3 litros por día en las ovejas y de 130 a 180 litros en el ganado bovino.
La saliva tiene otras funciones además de la lubricación. Disuelve los componentes del alimento solubles en el agua y permite que estos componentes lleguen a las papilas gustativas.
En los rumiantes la saliva puede ser una fuente de buffer de bicarbonato fosfato para el rumen y provee un mecanismo para reciclar urea.

Esófago:
Es un tubo largo, delgado y musculoso que une la boca con el rumen. El alimento pasa de la boca al primer pre-estomago por el esófago.

 

Órganos digestivos especiales del Rumiante

La parte más destacable del sistema digestivo del rumiante está compuesta por cuatro unidades interdependientes sí que conforman el sistema primario para el aprovechamiento de los distintos ingredientes que conforman la dieta de estos herbívoros.

Retículo (Bonete o redecilla) y rumen (panza)

El retículo y rumen son los primeros pre-estómagos de los rumiantes. El contenido del retículo es mezclado con el del rumen casi continuamente (una vez por minuto). Ambos estómagos comparten una población densa de microorganismos (bacterias, protozoos y hongos) y frecuentemente son llamados el "retículo-rumen", considerándolos una unidad funcional.
El rumen es un recipiente de fermentación grande que puede contener de 100 a 120 kg de materia en digestión. Las partículas de fibra se quedan en el rumen de 20 a 48 horas porque la fermentación bacteriana es un proceso lento.
El retículo es una intersección de caminos donde las partículas que entran o salen del rumen son separadas. Solo las partículas que tienen un tamaño pequeño (<1.2 mm) o son densos (>1.2 g/ml) pueden continuar al tercer pre-estómago, el omaso.


















Omaso (librillo o salterio)

El tercer pre-estómago u omaso se parece en forma y tamaño a una pelota de fútbol y tiene una capacidad de aproximadamente 10 kg. El omaso es un órgano pequeño que tiene una alta capacidad de absorción. Permite el reciclaje del agua y minerales tales como sodio y fósforo, que luego de pasar a la sangre pueden retornar al rumen a través de la saliva. El omaso no es esencial, pero es un órgano de transición importante  entre el rumen y el abomaso, que tienen modos muy diferentes de digestión.

 

Abomaso (cuajar o estómago verdadero)

El cuarto estómago es el abomaso. Se parece en sus funciones al estómago de los animales monogástricos. Secreta ácidos fuertes y muchas enzimas digestivas. Normalmente los alimentos mezclados que entran al abomaso son compuestos principalmente de partículas no fermentadas de alimentos, algunos productos finales de la fermentación microbiana y los microbios que crecieron en el rumen. En los animales con dieta baja en fibra, gran parte de los alimentos (granos) son digeridos en el abomaso.

Microflora y Microfauna Ruminal
El rumen provee un ambiente apropiado, con un suministro generoso de alimentos, para el crecimiento y reproducción de los microorganismos. La ausencia de aire (oxígeno) en el rumen favorece el crecimiento de grupos especiales de bacterias, entre ellos las que pueden digerir las paredes de las células de plantas (celulosa) para producir azúcares sencillos (glucosa). Los microbios fermentan glucosa para obtener la energía necesaria para vivir y reproducirse y producen ácidos grasos volátiles (AGV) como productos finales de la fermentación. Los AGV cruzan las paredes del rumen para pasar a la sangre y una vez distribuidos por todo el organismo sirven como fuente de energía para el rumiante.
Mientras que crecen los microbios del rumen, estos producen aminoácidos, que son los precursores fundamentales de las proteínas. Las bacterias pueden utilizar amoníaco o urea como fuente de nitrógeno para producir aminoácidos. Sin la conversión bacteriana, el amoníaco y la urea son inútiles para la vaca. Sin embargo, las proteínas bacterianas producidas en el rumen son digeridas en el intestino delgado y constituyen la fuente principal de aminoácidos para la vaca.

Funciones de los órganos del tracto digestivo de los rumiantes.

La rumia (destrucción de partículas) y producción de saliva (amortiguadores):

  • La rumia reduce el tamaño de las partículas de fibra y expone los azúcares a la fermentación microbiana.
  • Cuando un vacuno mastica de 6 a 8 horas por día (dieta rica en fibras) produce de 160 a 180 litros de saliva, pero menos de 30-50 litros si la rumia no es estimulada (demasiado concentrado en la dieta).
  • Los amortiguadores en la saliva (bicarbonato y fosfato) neutralizan los ácidos producidos por la fermentación microbiana, manteniendo un pH neutral que favorece la digestión de la fibra y el crecimiento de microorganismos en el rumen.

Retículo- Rumen (fermentación)

  • Retención de partículas largas de forrajes que estimulan la rumia.
  • La fermentación microbiana produce:
1)    ácidos grasos volátiles (AGV) como producto final de la fermentación de la celulosa y hemicelulosa y otros azúcares
2)    una masa de microbios con alta calidad de proteína.
3)    Absorción de AGV a través de pared del rumen.
4)    Los AGV son utilizados como la fuente principal de energía para la vaca y como precursores de la grasa de la leche (triglicéridos) y azúcares en la leche (lactosa).
5)    Producción de hasta 1000 litros de gases cada día, que son eructados.


Omaso (reciclaje de algunos nutrientes)

  • Absorción de agua, sodio, fósforo y AGV (residuos).

Abomaso (digestión ácida)

  • Secreción de ácidos y enzimas digestivas.
  • Digestión de alimentos no fermentados en el rumen (algunas proteínas y lípidos).
  • Digestión de proteínas bacterianas producidas en el rumen (0.5 a 2.5 kg por día).


Intestino delgado (digestión y absorción)

  • Secreción de enzimas digestivas por el intestino delgado, hígado y páncreas.
  • Digestión enzimática de carbohidratos, proteínas y lípidos.
  • Absorción de agua, minerales y productos de digestión: glucosa, aminoácidos y ácidos grasos.

Intestino Grueso

  • Ciego (fermentación): Una población pequeña de microorganismos fermentan los productos de digestión no absorbidos.
  • Colon: Absorción de agua y minerales y formación de heces.

Tiempo de Pasaje
El nivel de pasaje más rápido ocurre con dietas altamente digeribles y compuestas con partículas de tamaño pequeño. Las dietas altas en fibra (pasto, rollo por ejemplo) tienen un nivel lento de pasaje. Normalmente pasan de 12 a 24 horas para que el alimento sin digerir aparezca en los excrementos (aproximadamente un diez por ciento del total). El 80 por ciento será excretado en las siguientes 70 a 90 horas después de su ingestión, y el paso de todas las partículas por el tracto intestinal se completa finalmente en siete a diez días.

Fermentación retículo-rumen
En el rumen y en el retículo existe una población muy grande de microorganismos (bacterias, protozoos y hongos) que viven en un ambiente regulado. La ingestión constante de alimentos y la devolución sistemática de la masa en de-gradación ocurre aquí conjuntamente con la absorción de los productos finales de la fermentación que salen fuera del retículo-rumen con destino al torrente sanguíneo. El proceso de la rumia es importante para aumentar al máximo la exposición de los alimentos ingeridos a los microorganismos. La función principal de los microorganismos es la de digerir los componentes fibrosos de los alimentos. Durante la fermentación en el rumen, las proteínas y los carbohidratos del alimento se degradan completamente y son usados por los microorganismos antes de ser digeridas por el abomaso y absorbidas por el intestino delgado.

Procesos digestivos y de absorción post-ruminales
Después que los alimentos pasan a través del rumen y el retículo entran en contacto con las secreciones de ácidos fuertes producidas en el abomaso. Estos ácidos desnaturalizan las proteínas para que las enzimas puedan trabajar sobre ellas. La digestión en esta área es de capital importancia y permite a los animales usar las proteínas para sus funciones productivas.
La digestión de la grasa tiene lugar en el intestino delgado cuando los lípidos entran en contacto con la bilis del hígado. Las lipasas digieren entonces los lípidos. Los ácidos grasos se absorben a través de la pared intestinal, y son convertidos en triglicéridos, siendo luego transportados a lo largo del cuerpo.