Proyecto LEME: tecnología e innovación para estimar las emisiones de metano de las vacas a partir del análisis de la leche

El proyecto LEME (leche-metano entérico) es el resultado de una investigación cooperativa dirigida por el Laboratorio Interprofesional Galego de Análise do Leite (LIGAL), cuyo principal objetivo es desarrollar y aplicar una nueva tecnología para la estimación de las emisiones de metano entérico en vacas mediante el análisis de muestras de leche. Hasta el momento, esta metodología innovadora se encuentra en vías de construcción. Actualmente, aunque no cumple con los estándares de calidad marcados por el LIGAL, los avances hechos permiten obtener aproximaciones a los niveles de emisiones a partir del análisis de una o varias muestras de leche.

Esta tecnología estará basada en técnicas de espectrometría y se tratará de un método rápido, fiable, de bajo coste y adaptado al manejo de grandes números de muestras. “Se utilizaron técnicas de espectrometría en la región del infrarrojo medio (MIR). Esta técnica se adaptará, una vez completado el proyecto, a las rutinas del LIGAL para prestar servicio a las explotaciones (monitorización de la alimentación para un manejo bajo en carbono) y para apoyo a los programas de mejora genética del ganado vacuno de leche en los procesos de identificación y selección de genotipos con bajo perfil de emisiones de metano y alta productividad”, señalan desde el LIGAL.

Además del Laboratorio Interprofesional, en la investigación han intervenido otro tres agentes: Capsa Food, empresa láctea que facilitó el acceso y toma de muestras de 50 explotaciones lecheras con diferentes tipos de producción, desde los basados en pastoreo hasta modelos plenamente estabulados; Ganadería Patalarga, una granja cooperante, productora de leche en ecológico, y el Centro de Investigaciones Agrarias de Mabegondo (CIAM), en cuyas instalaciones experimentales se realizó un estudio de alimentación controlada con vacas de leche.

Metodología y objetivos

Los diferentes actores de este grupo operativo liderado por el LIGAL hicieron diferentes aportes a la investigación permitiendo un estudio comparado de muestras de 53 ganaderías atendiendo a los diferentes sistemas productivos, dietas de los animales, y composición de la leche. De la misma manera, la aplicación de esta técnicas estadísticas multivariantes permitieron relacionar la respuesta productiva de las granjas comerciales con las obtenidas en el centro de investigación.

En el acceso a las granjas lecheras suministradoras de Capsa Food “se tomaron muestras de alimentos y de leche de tanque en cuatro visitas realizadas trimestralmente a lo largo de un año. La emisión entérica de metano se estimó a partir de la composición en ácidos grasos de las muestras de leche, determinada por métodos de referencia (cromatografía de gases)”, señalan desde el Laboratorio Interprofesional.

“En la Ganadería Patalarga se midió la emisión entérica de metano de forma directa (tecnología Laser-M) en un grupo de vacas del rebaño, en cuatro momentos del año, tomándose muestras de leche individual de cada vaca en dos ordeños consecutivas, así como muestras de alimentos. Además de la medida directa con el instrumento Laser-M, la determinación cromatográfica del perfil graso de las muestras de leche permitió estimar la emisión de metano entérico de cada vaca y comparar ambos métodos”, explican.

Finalmente, las instalaciones experimentales del CIAM permitieron el estudio de una alimentación controlada con vacas de leche alimentadas en grupos con 4 dietas de mezclas completas TMR, con diferente nivel de concentrado. “Se construyó una base de datos con los datos de producción entérica de metano y los espectros MIR de cada muestra, conteniendo además los registros de productividad de los animales (producción de leche, peso vivo, condición corporal e ingesta voluntaria)”, detallan desde el LIGAL.

Gráfica sobre el ensayo de alimentación con diferentes variables de concentrado. / Fuente: LIGAL

Esto permitió construir una amplia colección de muestras de leche recogidas en granjas colaboradoras y en la estación experimental, conteniendo el dato observado de producción de metanoentérico (variable a predecir) y la información espectral nir y mir (potenciales predictores).

Otro de los objetivos  propuestos en el proyecto es “obtener modelos de calibración nir y mir debidamente validados mediante técnicas quimiométricas, cuyo resultado potencial permitirá estimar la producción entérica de CH4 de forma rápida, precisa y a bajo costo a partir del análisis espectral de una muestra de leche”, amplían.

Asimismo, entre las metas más específicas también “está la comparativa de los métodos de medida directa de las emisiones mediante la tecnología láser con la predicción efectuada a través de la composición de los ácidos grasas de las muestras de la leche”, además de la “evaluación del efecto de la dieta sobre las emisiones de metano entérico para conocer los niveles de emisiones actuales y su variabilidad estacional”, concretan desde el LIGAL.

Resultados 

Uno de los aspectos más salientables que se observó, tanto en tener de valores de la intensidad de emisión entérica de metano entre las granjas de cada sistema de producción, como en la variación existente entre cada animal, fue la variabilidad. “Los valores de la intensidad de emisión entérica de metano (g CH4/kg leche) entre las granjas osciló entre 10 y 25 g CH4/kg leche; en el caso de los animales con alimentación controlada también se observaron amplias diferencias, en un rango de 5 a 28 g CH4/kg leche”, afirman desde lo LIGAL.

Gráfica sobre a estimación de las emisiones entéricas de metano en las 53 granjas de muestra. / Fuente: LIGAL

Aun así, uno de los avances destacados fue que “la aplicación de técnicas quimiométricas  permitió construir y validar modelos de predicción de la emisión de metano utilizando para ello las bases de datos obtenidas en las explotaciones de la cooperativa láctea, en la granja lechera agente cooperante y en el centro de investigación. Los resultados obtenidos hasta el momento indican que la tecnología de análisis espectral MIR de muestras de leche permite detectar diferencias en la emisión de metano y clasificar dichas muestras en rangos de emisión (alto, medio y bajo)”, señalan.

Hasta el momento, las calibraciones realizadas no cumplen con los estándares del Laboratorio Interprofesional Galego de Análise do Leite porque no permiten una predicción cuantitativa, segundo informan, pero “ponen la base para la mejora de esta metodología, con el fin de posibilitar la incorporación a las rutinas analíticas del LIGAL”, adelantan.

La aplicabilidad de la innovación que se persigue permitirá, una vez perfeccionada y transferida al LIGAL, contar con una herramienta de monitorización del manejo alimentario en las explotaciones de leche de vacuno en relación a su efecto sobre la principal componente de las emisiones de GEI en la producción de leche. A partir de esto, también se podrá llevar a cabo una antología más precisa en los futuros programas de selección, o incluso generar sinergias colaborativas con otras entidades en la lucha contra el cambio climático, entre otras cuestiones.