Modificación de las emisiones de metano en la fermentación ruminal a través de la acción de saponinas de quinua

Abstract

El principal problema ambiental del sector ganadero es la búsqueda de alternativas sostenibles para reducir las emisiones de metano generadas por la fermentación entérica. Las saponinas de origen vegetal han sido identificadas como metabolitos secundarios con el potencial de causar decrecimiento en la producción de metano. En este contexto, el presente estudio evaluó extractos de saponinas obtenidos del subproducto del proceso de escarificación de tres variedades de quinua (Altiplano, Salcedo y Quillahuaman), con el objetivo de analizar sus efectos sobre las emisiones de metano, los ácidos grasos de cadena corta y la digestibilidad de la materia seca en dietas para rumiantes. La cuantificación de estos parámetros se ejecutó en un sistema de fermentación in vitro hasta las 24 h de incubación, utilizando dos sustratos basales con perfiles de producción de gas contrastantes: heno de alfalfa (HA) y una mezcla de maíz-afrecho (MA) en una relación equitativa de a uno a uno. La preparación del sistema de fermentación, incluyó dosis de extractos de saponinas de 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 y 1.0 mg/ml por cada variedad de extracto y el medio de fermentación se obtuvo del rumen de dos ovinos fistulados de la raza Junín. La inclusión de extractos de saponinas de quinua mostró diferencias estadísticamente significativas (p<0.05) en la reducción de las emisiones de metano, independientemente del tipo de sustrato. Las emisiones disminuyeron con niveles de inclusión de 0.8mg/ml de extractos de saponina Altiplano (SA) y Salcedo (SS), y 0.6mg/ml de extracto de saponina Quillahuaman (SQ). Asimismo, se registraron variaciones significativas (p<0.05) en los ácidos grasos de cadena corta producidos por la interacción entre el sustrato y el nivel de inclusión. Con una inclusión de 0.8mg/ml de extracto de saponina SA y 1.0mg/ml de SQ en HA, la concentración de ácido acético disminuyó. En contraste, la concentración de ácido propiónico aumentó en todas las variedades, mientras que el ácido butírico mostró una reducción con la inclusión de SQ y SS en MA. Debido al factor nivel de inclusión, la variable digestibilidad de la materia seca verdadera evidenció un aumento significativo (p<0.05) con una inclusión de 0.8mg/ml de los extractos SA y SQ. Las saponinas extraídas de la quinua pueden ser utilizadas como suplemento en la alimentación de rumiantes para disminuir la producción de metano, lo que resulta beneficioso tanto en la producción ganadera como para la sostenibilidad ambiental.The primary environmental challenge of the livestock sector is identifying sustainable solutions to reduce methane emissions produced by enteric fermentation. Plant-derived saponins are recognized as secondary metabolites with the potential to decrease methane production. In this context, the present study evaluated saponin extracts derived from the by products of the scarification process of three quinoa varieties (Altiplano, Salcedo, and Quillahuaman) to analyze their effects on methane emissions, short-chain fatty acids, and dry matter digestibility in ruminant diets. The quantification of these parameters was conducted in an in vitro fermentation system up to 24 hours of incubation, using two basal substrates with contrasting gas production profiles: alfalfa hay (HA) and a maize-bran mixture (MA) in an equal ratio of one to one. The preparation of the fermentation system included doses of saponin extracts of 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, and 1.0 mg/ml for each extract variety, and the fermentation medium was derived from the rumen fluid of two fistulated Junín sheep. The inclusion of quinoa saponin extracts showed a statistically significant effect (p<0.05) on reducing methane emissions, irrespective of substrates. Emissions decreased at 0.8 mg/ml inclusion levels for Altiplano (SA) and Salcedo (SS) saponin extracts, and 0.6 mg/ml for Quillahuaman (SQ) saponin extract. Additionally, significant variations were (p< 0.05) were recorded in short-chain fatty acids produced by the interaction between the substrate and the inclusion level. At an inclusion level of 0.8 mg/ml of SA extract and 1.0 mg/ml of SQ extract in HA, acetic acid concentration decreased. In contrast, propionic acid concentration increased across all varieties, while butyric acid concentration decreased with the inclusion of SQ and SS in MA. Due to the inclusion level factor, the true dry matter digestibility variable exhibited a significant increase (p< 0.05) at 0.8 mg/ml inclusion level for SA and SQ extracts. Quinoa saponins can be used as supplements in ruminant feeding to reduce methane production, providing benefits for both livestock production and environmental sustainability.