EVALUACION DE ENSILAJE A PARTIR DE DOS SUBPRODUCTOS AGROINDUSTRIALES (CASCARA DE NARANJA Y PLÁTANO DE

RECHAZO) PARA ALIMENTACIÓN DE GANADO BOVINO

Edna Triana* 1, Flor Leal 1, Yesenia Campo1, Henrry Lizcano1.

1 Universidad Francisco de Paula Santander – Cúcuta. Norte de Santander, Colombia

*edna264@hotmail.com.

RESUMEN

Se realizó una investigación aplicada y de carácter experimental, puesto que se evaluaron dos subproductos agroindustriales: cascara de naranja y plátano de rechazo, sometiéndolos a un bioproceso para la obtención de ensilados mediante inoculación del microorganismo Lactobacillus bucheneri, proveniente del lactosuero. Se comprobó la eficiencia de los sustratos y del inoculante en la reducción del tiempo de fermentación, estabilización de las variables temperatura, pH, incremento del porcentaje de ácido láctico, crecimiento de bacterias acido lácticas y determinación de calidad microbiológica y palatabilidad.

Palabras clave: ensilado, subproducto agroindustrial, ácido láctico, cascara de naranja, plátano de rechazo.

ABSTRACT

An applied and experimental research was conducted, since two agroindustrial byproducts were evaluated orange peel and banana rejection, subjecting them to a bioprocess for the production of silage by inoculating the microorganism Lactobacillus bucheneri, from whey. The efficiency of the inoculant substrates and reducing fermentation time was checked, stabilization of the temperature variables, pH, increasing the percentage of lactic acid, growth of lactic acid bacteria and determining nutritional quality by physicochemical analysis, microbiological quality and palatability.

Keywords: silage, agroindustrial subproduct, lactic acid, orange peel, banana rejection.

INTRODUCCION El uso de los subproductos

agroindustriales en la alimentación o suplementación de bovinos ha originado un

proceso que permite dar una opción de manejo a los desechos productivos. Este uso de los desechos o remanentes agroindustriales ha resultado ser una

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excelente opción como alternativa de solución, y se han generado muchos estudios para la búsqueda de fuentes de alimentación alternativa.

En el presente trabajo investigativo, se

evaluaron dos subproductos agroindustriales (Cáscara de naranja y plátano de rechazo). Se conformaron cinco tratamientos y tres réplicas de cada uno de ellos en cuatro períodos de fermentación (0, 15, 30 y 45 días). para un total de 15 unidades experimentales de 20 kg cada uno, los cuales fueron identificados como: 1(Ensilaje de platano100% + inoculo BAL), 2(Ensilaje de plátano + pasto 50% + inoculo BAL), 3(Ensilaje de cascara de naranja 100%+ inoculo BAL), 4(Ensilaje de Cascara de naranja y pasto 50%+ inoculo BAL), 5 (Tratamiento testigo pasto 100% sin inoculo), previamente a esto se realizó el triturado de los subproductos y se mezclaron con melaza de caña ( relacion1:1 al 10%), harina de arroz (6%) y como aditivo conservante metabisulfito de sodio (0,4%) para silos de capacidad de 50 kg en bolsa hermética calibre 7 y se realizó un adecuado mezclado y compactación, creando óptimas condiciones de anaerobiosis al extraerse la mayor cantidad posible de aire.

La fermentación de los ensilados se llevó

a cabo en un lapso de 45 días, dando resultados exitosos en cuanto a medición de los parámetros de control (temperatura, pH y determinación del porcentaje de ácido láctico a nivel laboratorio) para todos los tratamientos a base de subproductos con inoculación. Esta investigación presento una alternativa innovadora para el aprovechamiento de los residuos agroindustriales utilizados, a través de la producción de alimentos ensilados, los cuales constituye una opción alimentaria sana y muy nutritiva, entre otras grandes

ventajas de diversos ámbitos como la generación de bioproductos para animales y humanos.

MATERIALES Y METODOS La investigación se realizó en el Centro

Experimental Agrario Finca San Pablo ubicado en el Corregimiento el Diamante, perteneciente a los municipios de Chinacota y Pamplonita, departamento Norte de Santander. Los análisis de calidad nutricional se realizaron en el laboratorio bromatológico y el laboratorio de microbiología perteneciente al centro de Investigaciones Agrarias y Ambientales sede Campos Eliseos .Municipio los patios, Universidad Francisco de paula Santander.

Se utilizaron un total de 10 animales

reses bovinas: (5 hembras lecheras y 5 novillos). Cabe resaltar, que no se tuvieron en cuenta las constantes: edad y raza de los animales, puesto que no se evaluó la digestibilidad y efecto nutricional en la dieta.

En la Figura 1, se ilustra el diseño

experimental establecido para el montaje de cada uno de los tratamientos. Los silos en color naranja indican los tratamientos a base de subproductos agroindustriales (cascara de naranja, plátano de rechazo) con capacidad de 50 kg de masa ensilada, tal como se indica en las ciclas de la parte inferior en donde se describe el nombre correspondiente a cada tratamiento.

En color rosado se identifican las

réplicas referentes a cada tratamiento con subproductos, con una capacidad de ensilaje de 20 kg, los cuales se utilizaron para tomar las muestras de control de las variables analizadas (Temperatura, pH y porcentaje de ácido láctico) durante el tiempo de fermentación

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El tratamiento testigo (50 kg de pasto

ensilado) se identifica en color verde; igualmente sus réplicas de 20 kg de peso

en donde se analizaron las mismas variables descritas en los ensilados con subproductos (Cuadro 1).

Figura 1. Diseño experimental

. Cuadro 1. Formulaciones de los diferentes tratamientos

En el Cuadro 1, se muestra la formulación para producir ensilajes a base de subproductos agroindustriales indicando cada material en kilogramos (Plátano, cáscara de naranja, pasto, melaza, harina

de arroz, metabisulfito de sodio e inoculo) que se requieren para ensilar 50 kg total en cada uno de los silos.

En el Cuadro 2, se observan los análisis que se realizaron como parámetros de

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control para el monitoreo de la eficiencia de la fase fermentativa. En color gris se muestra el tiempo de proceso indicando los días de toma de lectura de cada variable (Temperatura, pH, porcentaje de ácido láctico). Los análisis fisicoquímicos o

bromatológicos (color amarillo) se realizaron al inicio y final del proceso, mientras que los análisis microbiológicos (color curaba) y análisis de palatabilidad (color gris oscuro) se realizaron solo al final.

Cuadro 2. Variables de control de calidad de los tratamientos.

Consecución de Subproductos y Materias Primas

Las Cáscaras de naranja y el plátano de

rechazo este subproducto se adquirió en los puntos de ventas de zumos en la ciudad y central de abastos de Cúcuta, En cuanto a la Melaza caña de azúcar se obtuvo en agropecuarias siendo empleado para aportar azucares y mejorar la palatabilidad de los ensilajes, como aditivo se empleó el conservante Meta bisulfito de sodio adquirido en puntos de ventas de insumos químicos, La harina de arroz se consiguió en la agropecuaria empleada para compactar la humedad de los ensilajes y aumentar los valores de fibra, El Inoculo Lactobacillus b. Se adquirió en el laboratorio de Microbiología de alimentos de la Universidad de Pamplona, mediante un aislamiento del inoculo presente en el lactosuero o suero de leche, El Forraje

picado. El forraje empleado corresponde a la variedad (Brachiaria dictyoneura) adquirido en la Finca San Pablo de la UFPS.

Adecuación de los silos

Se adecuan cada uno de silos en la finca

san pablo de la UFPS detallando la señalización de cada uno de ellos donde fueron ubicados los tratamientos de la investigación se realiza una limpieza previa de acuerdo a los parámetros de control que prevengan el acceso de plagas y roedores, además de la ubicación de la bitácora donde se ubicaron los registros de toma de lectura de datos de temperatura, pH y observaciones durante el monitoreo.

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Producción de ensilajes El ensilaje fue preparado empleando el

sistema de pequeña escala de fermentación donde se empacaron en bolsas plásticas calibre 7 de dimensiones 12” x 18”, aproximadamente 50 Kg de cada material picado para el llenado de silos grandes y para las réplicas o unidades experimentales silos de 20 kg. Se realizó una mezcla de los materiales ya adecuados mediante un bioproceso agroindustrial que incluyo adicionar microorganismos eficientes en este caso: Lactobacillus buchneri como acelerador de fermentación. El proceso de elaboración de los ensilajes y se clasifica de acuerdo a las siguientes etapas:

Adecuación y trituración de los subproductos (Cascara de naranja, plátano de rechazo y pasto). Se realiza el picado de las materias primas (subproductos) empleando una maquina guadañadora T 48, que permitió la trituración de los residuos a una longitud inferior a 2 cm, para la trituración del pasto se utilizó una maquina pica pasto de 3 caballos de fuerza con motor eléctrico industrial, permitiendo una longitud inferior a los 3 cm para el forraje.

Pesaje de los materiales. Se efectúa el pesaje de cada uno de los subproductos ya triturados y demás materias primas (harina de arroz, meta bisulfito de sodio y melaza).

Llenado de silos para cada una unidad experimental- inoculación: Se adiciona en la bolsa de silo los subproductos ya triturados seguidamente la mezcla de la solución liquida del meta bisulfito de sodio y melaza sobre los subproductos realizando un mezclado para distribuir uniformemente estos aditivos sobre la

masa, posteriormente se adicionaba la harina de arroz y la inoculación de 10 ml de Lactobaciillus b.

Toma de lectura de condiciones iniciales de los tratamientos ensilados. Antes de sellar las bolsas con se procedió a medir las variables de pH y temperatura en cada uno de los ensilados.

Compactación y des-aireado de los silos. Se creó un ambiente totalmente anaeróbico en todas las bolsas adecuado para la buena fermentación extrayendo manualmente por presión mecánica la máxima cantidad de aire.

Sellado de los silos e identificación de cada unidad experimental. Finalmente, se observa cada uno de los tratamientos sellados y se identificaron en color naranja los correspondiente al subproducto (cascara cítrica) y en color verde los ensilados de plátano y tratamiento testigo se identificó con un color verde oliva.

ANALISIS Y RESULTADOS

Resultados producción de ensilajes El tratamiento 1 obtuvo un ensilaje

de buena calidad debido a su color verde amarillento y café claro, un olor a fruta madura ligeramente ácido y una textura firme sin deformarse al presionar con los dedo, lo cual indica el comportamiento del plátano como sustrato adecuado para el desarrollo de BAC que estabilizaron y aumentaron las propiedades nutritivas y organolépticas del alimento.

El tratamiento 2 presento

comportamiento óptimo de ensilado con inclusión de forraje, logrando una

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compactación uniforme que permitió un proceso totalmente anaerobio, dando como resultado un producto de textura firme, con olor aromático propio al ácido láctico, que en relación con el tratamiento 1 presento similitud en los indicadores de calidad como color verde amarillento y textura uniforme. En los tratamientos 1 y 2, el subproducto plátano presento cambios similares de color, olor y textura de la masa ensilada que podrían estar relacionados con la conversión de celulosa y hemicelulosa en almidón durante la fermentación, la mayoría de las células de la pulpa se hidrolizan en protopectinas, actuando como material aglutinante que dieron textura uniforme.

Con el tratamiento número 3 se

obtuvo un excelente producto, por lo cual se consideró el mejor tratamiento ensilado. Los resultados reportados en el presente estudio son similares a los de (Ramírez et al, 1997), quienes trabajaron con subproductos cítricos, apreciando color marrón claro y mostaza claro a través de los tiempos de fermentación. El producto cumple con las características organolépticas asociadas con ensilajes de alta calidad, en este caso un olor a vino fermentado aromático, dulzón, agradable, que caracteriza al ácido láctico. Esto podría atribuirse a que las cáscaras de naranja además de la fragancia natural de los aceites esenciales, poseen ácidos que generan un olor agradable que acompañado del aumento de bacterias lácticas en el proceso de fermentación, le confirieron al ensilaje un olor ligeramente agradable. (Benítez, 2011).

El tratamiento 4 al final del proceso

mostro condiciones de forraje seco con desecamiento del material ensilado en la parte superior del silo, este factor pudo ser

debido al bajo contenido de humedad o perdidas de nutrientes por lixiviación o generación de fluidos, (Martínez, 2011). Esta capa superior es pobre en nutrientes y se ve afectada por el crecimiento de mohos y levaduras. En relación el tratamiento 3, se observó similitud de olor y color del subproducto, pero presento variación en textura al ser más suelto, ya que en el ensilado de naranja este fue más compacto. En cuanto a olor, presento avinagrado agradable propio al generado por las bacterias ácido lácticas, textura firme y color verde oliva como indicador de alimento de buena calidad, (Bertoina, 2005).

Con el tratamiento 5 se obtuvo un

producto con un color verde oliva, un ligero olor a vinagre y en cuanto a textura se apreciaron contornos definidos y firmes, no humedeció las manos al ser comprimido con el puño, con una presión normal se mantuvo suelto el ensilaje, con estos indicadores obtenidos se podría catalogar el producto, según Osorno (2012) como un ensilado de buena calidad.

Análisis de la variable temperatura durante el tiempo de fermentación.

Durante los tiempos de fermentación

(1, 2, 15, 30 y 45 días), se tomaron lecturas de temperatura en cada tratamiento como una variable importante de la eficiencia de los microorganismos en la transformación de los sustratos y el aumento de los nutrientes a través del metabolismo anaerobio. La Figura 2 las variaciones de temperatura que presentaron cada uno de los tratamientos en función del tiempo, lo cual nos permitió identificar el rango máximo y mínimo de fermentación óptima de acuerdo al comportamiento de cada subproducto evaluado.

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Figura 2. Variación de la temperatura de los tratamientos en función del tiempo

Es posible concluir que el tratamiento 3

en comparación a los demás tratamientos presento una mayor elevación de temperatura debido a comienzos de fermentación aeróbica que presento la cascara de naranja por condiciones normales que no afecto la calidad del proceso en las etapas siguientes. El tratamiento 3, mostro el mejor comportamiento en la variación de la temperatura en función del tiempo, seguido del tratamiento 1, lo cual demuestra que la fermentación fue más eficiente en los ensilajes a base de subproductos (cascara de naranja y plátano de rechazo), este factor estaría relacionado con la mayor cantidad de carbohidratos solubles y mayor cantidad de azucares en las pectinas, (Martínez, 2011).

Análisis de la variación de pH del ensilado en función del tiempo.

Se realizó monitorio del pH, durante los

días de la fermentación (1, 2, 15, 30 y 45

días), la Figura 3, indica la variación del pH en los tratamientos en función del tiempo, clasificado en base a cada subproducto evaluado frente al tratamiento testigo. Las curvas presentan un comportamiento inversamente proporcional entre el pH y el tiempo, esto es a medida que avanza el proceso de fermentación en el tiempo el pH disminuye, fenómeno que principalmente se debe a la presencia de ácidos orgánicos (ácido láctico), (Mazza et at, 2007).

En cuanto a la variación total de pH en

todos los tratamientos en función del tiempo, se observó que el descenso de esta variable fue representativa para los tratamientos (T1, T2, T3 yT4) al final del día 45, en comparación al testigo cuyo pH no logro ubicarse dentro del rango optimo, sin embargo un ensilaje puede conservar su calidad cuando su pH es inferior a 4,2; aunque, valores hasta 5.0 son aceptables, siempre y cuando exista una proporción elevada de MS, de no lograrse la acidez adecuada se desarrollan organismos que,

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además de acentuar la proteólisis, transforman el ácido láctico, producen ácido butírico y presentan putrefacción. (Jiménez, 2000). Se presume que al momento de ensilar, hubo cantidad suficiente de azúcares fermentables en ausencia de oxígeno, logrando que estos azúcares se

convirtieran en ácidos orgánicos (ácido fórmico, ácido acético, ácido láctico) (Wattiaux, 2011); siendo estos ácidos los responsables por la disminución temprana del pH en los ensilajes; condición que se cumplió satisfactoriamente en este estudio.

Figura 3. Variación del pH de los tratamientos en función del tiempo de fermentación

Análisis de mediciones del porcentaje de ácido láctico en función del tiempo de fermentación.

El ácido láctico es el principal

responsable del correcto proceso de fermentación de un ensilaje y va estrechamente relacionado con el descenso de pH, esto quiere decir que es inversamente proporcional el uno del otro; si la curva de ácido láctico sube el pH debe descender. (Trillos et al, 2007).

En la Figura 4, se observó que en

los tratamientos con adición de inoculante, se produjo una eficiente tasa de incremento de ácido láctico durante el tiempo fermentativo, alcanzando en tan solo 30 días el rango óptimo de (5-9%) en ácido láctico y el nivel máximo para el día 45 que indica un ensilado de buena calidad.( Giraldo, 1994). Mientras que en el testigo

se registraron tasas bajas de ácido láctico que puede indicar que no alcanzo el desarrollo de bacterias eficientes y que se requiere de mayor tiempo de fermentación para alcanzar un buen índice de calidad, esto posiblemente por ser el tratamiento sin inoculación de BAL.

El tratamiento 1 (ensilado de

plátano) mostro el mejor % de ácido láctico, seguido de los tratamientos 3 y 4 a base cascara de naranja, esto nos permitiría confirmar que los subproductos evaluados siguen siendo superiores en calidad. Este efecto puede atribuirse a que los lactobacilos vivos que componen el inoculo adicionado producen ácido láctico, que además de incrementar este ácido orgánico desde las primeras 48 horas del proceso de fermentación, generan prebióticos naturales que inhiben la proliferación de microorganismos indeseables, evitando

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pérdidas y mejorando la estabilidad y la calidad de los silos, además al aumentarse el ácido láctico se restringe el crecimiento de levaduras y hongos productores de

micotoxinas, y por lo tanto, la conservación de forrajes de buena calidad.

Figura 4. Variación del porcentaje de ácido láctico en cada tratamiento

Resultado análisis microbiológico.

Para el recuento y expresión de los

resultados se evaluó el criterio microbiológico C.E (Conteo estimado) a nivel sanitario público (Ministerio de Salud) en alimentos procesados para animales.

Según los resultados del análisis

microbiológico (Cuadro 3), se pudo

observar un alto recuento de bacterias acido lácticas (BAL) correspondientes al género (Lactobacillus spp) en todos los tratamientos de subproductos a excepción del tratamiento testigo, lo cual podría indicar que el desarrollo de este microorganismo se debe a la inclusión del inoculante que estimulo en la masa de los ensilajes sustratos favorables para el crecimiento de colonias acido lácticas. (Nuñez, 2007).

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Cuadro 3. Resultados do análisis microbiológico.

Al relacionar los resultados del

porcentaje de ácido láctico con los análisis microbiológicos se comprobó que existe relación en el aumento de ambos parámetros a través del tiempo de fermentación, ya que en el día 45 todos los tratamientos a base de subproductos registraron rangos de ácido láctico entre (8-9%) y en calidad microbiológica recuento superiores al índice permisible (>1,0 X 104ufc/g), con lo cual se podría explicar que las bacterias ácido lácticas obtuvieron en los subproductos un sustrato rico en hemicelulosa y azucares digeribles para su desarrollo .

Se podría deducir que todos los

tratamientos presentan excelente calidad microbiológica por presentar ausencia de coliformes totales y fecales, esto indica que el alimento ensilado se encuentra libre de agentes patógenos peligrosos como la E.coli y Salmonella spp, causantes de graves enfermedades digestivas en los bovinos. Por lo tanto, todos los ensilajes incluyendo el tratamiento testigo son aptos para el consumo de animales bovinos.

Identificación del consumo y aceptación de los productos

Resultados de análisis de

palatabilidad en ganado bovino. Para llevar a cabo esta prueba de aceptabilidad de los alimentos (ensilados terminados a base de subproductos: Cascara de naranja y plátano), se manejaron dos tiempos de alimentación, ya que por recomendación de los profesionales pecuarios del Centro experimental se pueden obtener resultados más confiables y no se alteraría la rutina de alimentación y ordeño a la cual los animales están acostumbrados. Se alimentó al ganado en horas de la mañana, después del proceso de ordeño y en horas de la tarde 5 pm antes del encierro en establos. El tiempo promedio de consumo se estimó para 60 minutos.

La prueba fue aplicada a un total de

10 animales bovinos, (5 machos y 5 hembras lecheras). Cabe resaltar, que este estudio no se tiene en cuenta las variables edad y raza, puesto que la palatabilidad no

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determina la digestibilidad y efecto en la dieta y respuesta nutricional de las reses,

siguiéndose la metodología empleada por (Chaverra, 2008).

Cuadro 4. Pruebas de Palatabilidad de los ensilajes a base de subproductos agroindustriales

Fuente: (Chaverra, 2008). Determinación de palatabilidad de alimentos ensilados en vacasdoble propósito. Revista Mexicana de ciencia Agroalimentaria y pecuaria.

De cada ensilaje se pesaron 5

kilogramos en la mañana y 5 kg en la tarde. Para un total de 10 kg de cada tratamiento en relación de los 5 días del estudio, teniendo en cuenta que cada silo contenía 50 kg los cuales se tuvieron que distribuir para el alcance de todo el tiempo. Se adecuaron los comederos con cada uno de los ensilajes, en los cuales se agregaban los alimentos. Cada especie bovina se alimentó por separado, es decir se adecuaron comederos para los machos y en los hatos de ordeño se alimentó a las hembras (Cuadro 4).

Las pruebas de palatabilidad

indicaron una buena aceptabilidad de los ensilados a base de subproductos (Cascara de naranja y plátano de rechazo), esto quedó demostrado al no quedar residuos dentro de las pilas, por consiguiente se podría atribuir que el consumo de materia

seca es total en todos los tratamientos, excepto en el tratamiento 5, en el cual se observó que aunque fue consumido no fue atractivo en comparación a los nuevos productos ofrecidos.

Este factor se podría atribuir a que

los subproductos contienen mayor cantidad de azucares digestibles que estimulan su palatabilidad en comparación a los forrajes, al poseer mayor carbohidratos, las bacterias acido lácticas generan mayor cantidad de compuestos bioquímicos que enriquecen el sustrato mejorando las condiciones de sabor y estimulando sensorialmente a través de su olor característico a ácido láctico los órganos sensitivos del olfato animal. (Chaverra, 2008). En la Figura 5, se puede observar el tiempo en días de consumo de los tratamientos como medida de aceptación de los alimentos ofrecidos.

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Figura 5. Variación del tiempo de consumo en relación a los días de prueba de palatabilidad

en bovinos En la evaluación de palatabilidad, se

pudo observar como el tiempo de consumo disminuyo a través del tiempo, el registro de tiempo mayor esta dado para en el día 1, probablemente pudo ser debido a que los animales se enfrentaron a alimentos nuevos totalmente desconocidos, mostraron aptitud de resistencia inicial que con el transcurso de los 4 días siguientes disminuyo. Para este parámetro se podría explicar que la eficiencia de los subproductos en la palatabilidad de especie bovina fue óptima dada las características logradas en la fase de fermentación y a la acción ejercida por las materias primas empleadas. Con estas pruebas quedaría demostrado que los subproductos del estudio son altamente palatables y se recomendaría no modificar

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