Efecto del almacenamiento en atmósfera normal y hermética sobre las propiedades nutricionales, sensoriales y poblaciones microbianas de la burlanda húmeda

De la mano del incremento de la producción de bioetanol, subproductos como la burlanda húmeda son cada vez más utilizados en la suplementación animal.  Estudios realizados por el INTA demuestran que almacenamiento de este subproducto en silo bolsa aumenta al menos 10 veces la vida útil del producto respecto a si se almacena a la intemperie.

La producción y uso de biocombustibles, como el bioetanol, tiene un crecimiento sostenido a nivel mundial.  Argentina ocupa el séptimo lugar en la producción de bioetanol a nivel global aunque su posición podría cambiar en los próximos años, ya se espera llegar a un record de 900 millones de litros para el 2016 (34% más que en 2014).

El etanol se obtiene por un proceso de fermentación de azucares (a partir de maíz, caña de azúcar u otros materiales biológicos), efectuado por levaduras microscópicas.

La industria de etanol en base a caña de azúcar está localizada en las provincias del noroeste argentino, mientras que las plantas de etanol en base a granos están situadas en la parte central del país, donde está localizada la siembra y cosecha de maíz. Entre el 2012 y el 2014 se instalaron las 5 primeras plantas de Bioetanol: Bio4, Vicentín, Promaíz, ACA Bio y Diaser.

El proceso industrial para la obtención de etanol y subproductos consta de: en primer lugar la selección, la limpieza y molienda el grano de maíz; en segundo lugar a partir de la utilización de enzimas se produce la transformación del almidón a azucares fermentables (glucosa); en tercer lugar se fermenta la glucosa con el uso de levaduras produciendo así etanol y dióxido de carbono y por último se centrifuga el caldo de fermentación residual obteniéndose una fracción líquida denominada vinaza (son los denominados solubles) y una fracción sólida denominada granos de destilería. Ambas fracciones se unen para formar la denominada burlanda húmeda o WDGS (sigla en inglés).

Es importante tener presente que por cada litro de etanol se producen 2 kg de burlanda húmeda (WDGS según sus siglas en inglés) y 0,75 kg de CO₂.

La burlanda ha llamado la atención de nutricionistas y productores, debido a que la concentración de nutrientes que están presentes en el grano y no son consumidos durante la producción de etanol (materia grasa, proteína bruta, fibra, minerales, etc.) se triplican en el subproducto, como puede observarse en la tabla 1. Además tiene un costo competitivo comparado con otros suplementos alimentarios como la harina y el expeler de soja, ya que el precio está fijado de acuerdo al precio del maíz.

Tabla 1: Composición química de maíz y subproductos.

La burlanda húmeda es comercializada principalmente en feedlots y tambos localizados a no más de 300 kilómetros de distancia de las plantas productoras de etanol, donde es almacenada en pilas al aire libre, debiendo consumirse dentro de los 5 - 14 días dependiendo de la temperatura ambiente. Este producto presenta serias dificultades durante el almacenamiento debido a su bajo contenido de materia seca (30-35%).

La dificultad principal del corto almacenamiento es la logística de provisión para aquellos establecimientos que tienen incorporado en su dieta este subproducto, debido a que la provisión debe ser continua (Figura 1). Si los establecimientos se encuentran en caminos de tierra y se presentan días de lluvia los camiones no pueden ingresar obligando a cambiar las dietas lo cual no es aconsejable para la producción. 

Figura 1. Descarga de burlanda húmeda en establecimientos que la utilizan en sus dietas.

En Argentina se desarrolló desde mediados de la década del 90 la tecnología de almacenamiento de granos en silobolsa como así también en reservas forrajeras a través del proceso de ensilado. En tal sentido resultó interesante evaluar el uso del silobolsa como una herramienta para prolongar el tiempo de almacenamiento de la burlanda húmeda en los establecimientos productivos.

El grupo de Poscosecha de la Estación Experimental Agropecuaria INTA Balcarce, junto a otros grupos (Bioquímica, Microbiología y Nutrición Animal) evaluó el efecto del almacenamiento en atmósfera normal y hermética en las propiedades nutricionales, sensoriales y poblaciones microbianas de la burlanda húmeda.

Las muestras de burlanda húmeda fueron recolectadas en 3 plantas productoras de burlanda, una ubicada en la provincia de San Luis (Diaser), y dos en Córdoba (Bio4 y Acabío). Posteriormente se comenzó con el ensayo de almacenamiento en el tiempo, bajo dos condiciones:

Se utilizó un DBCA con arreglo factorial, donde cada tratamiento (combinación de condición de hermeticidad y tiempo de evaluación) tuvo tres repeticiones, determinadas por la planta elaboradora de la cual se extrajo la burlanda húmeda.

 

Figura  2. Bolsas de 6 kg de burlanda húmeda

En el momento de apertura de cada bolsa correspondiente a los distintos días de almacenamiento, se realizó en primer lugar una evaluación sensorial de la muestra, documentando color, textura, la presencia de olores diferentes al típicamente apreciado en la burlanda húmeda y materiales extraños, además de tomar en forma fotográfica el aspecto visual.

Luego se tomó de cada muestra la cantidad correspondiente para la realización de diferentes ensayos: humedad, unidades formadoras de colonias (mohos y levaduras), identificación de levaduras, pH, proteína bruta, nitrógeno amoniacal, degradabilidad ruminal de la proteína in vivo y digestibilidad intestinal de la proteína in vitro, concentración de gases, etanol y ácido láctico en muestras herméticas.

Se determinó mediante método de estufa (103°C y 24 horas de exposición).Las muestras obtenidas de las tres empresas resultaron con una variabilidad de 5,2 puntos porcentuales de humedad (67,8 a 73%). Sin embargo, dicha diferencia en el contenido de humedad no resulta importante desde el punto de vista de la conservación, porque la actividad acuosa (humedad relativa de equilibrio-HRE) de las tres muestras resultó cercana a 1 (HRE de 100%). La humedad no varió en el plazo de almacenaje, tanto para las bolsas herméticas como para las no hermeticas

La inspección sensorial de las muestras iniciales (día 0) de burlanda húmeda no mostraron diferencias con respecto a la procedencia de la muestra. Las muestras presentaban una textura homogénea y compacta sin presencia de materiales extraños (como levaduras, mohos, tierra, etc.), con un color característico amarillo anaranjado, y olores típicos a fermentación (Figura 3). 

Figura 3. Burlanda húmeda inicial

Durante el almacenamiento convencional la inspección sensorial presentó cambios significativos (Figura 4). A los 5 días de almacenamiento las muestran ya presentaban color opaco que se mantuvo durante todo el almacenamiento, desarrollaron olor agresivo y rancio el cual fue cada vez más marcado con el correr del tiempo. Las muestras comenzaron a perder humedad con formación de grumos, llegando al día 20 de almacenamiento con una masa apelmazada, con gran número de grumos y más seca que el resto. A los 5 días de almacenamiento se observó una gran presencia de mohos y levaduras en la superficie expuesta al aire. Con el transcurso del tiempo el moho ocupó toda la superficie presentando un color negro. 

Figura 4. Evaluación sensorial del almacenamiento convencional. Izquierda: 5 días de almacenamiento. Derecha: 20 días de almacenamiento.

Aquellas muestras que fueron almacenadas herméticamente presentaron un pequeño cambio de color, principalmente en el brillo característico (Figura 5). Pasaron a tener un color amarillo suave, que se mantuvo durante los 60 días de almacenamiento, al igual que el olor característico y su textura homogénea y compacta. A partir de 10 días de almacenamiento comenzó a observarse presencia de levaduras en el espacio de cabeza de las bolsas, las cuales fueron cada vez más pronunciadas en el tiempo. En general, el análisis sensorial indicó un adecuado proceso de conservación, sin pérdidas de calidad.

Figura 5. Evaluación sensorial del almacenamiento hermético. Izquierda: 10 días de almacenamiento. Derecha: 60 días de almacenamiento

La inspección sensorial en los tiempos de almacenamiento estudiados mostró grandes diferencias con respecto al tipo de almacenamiento utilizado, indicando un deterioro marcado de aspectos de calidad en el tiempo en el almacenamiento convencional, el cual indicaría que la palatabilidad del producto seguramente fue afectada.

Los recuentos de las poblaciones de hongos en las bolsas almacenadas herméticamente no presentaron diferencias en el tiempo total de almacenamiento, e inclusive la tendencia, aunque no significativa, mostró una disminución en el tiempo. Por el contrario, cuando la burlanda se almacenó de forma convencional, se observaron incrementos significativos a partir del día 5 de almacenamiento. Esta diferencia estuvo dada fundamentalmente por el nivel de modificación de la atmósfera lograda en el almacenamiento hermético, donde rápidamente se consumió el oxígeno (en menos de 4 días) limitando prácticamente el desarrollo de los hongos filamentosos.

El recuento de levaduras en el tratamiento hermético fue mayor que el de los de hongos. En contraposición, en el tratamiento convencional el recuento al día 5 de almacenamiento mostró diferencias significativas con respecto al recuento inicial.

Posiblemente, la presencia de O₂ favoreció la multiplicación o reproducción de las levaduras en el sistema convencional. Por su parte, en el sistema hermético, la baja concentración de O₂ y la alta concentración de CO₂ probablemente afectaron el desarrollo de estos microorganismos.

 

En las primeras horas de almacenamiento hermético el oxígeno presente en todas las bolsas se consumió. A partir de allí se genera un ambiente anaeróbico que puede durar de varios días hasta varias semanas, dependiendo de las características del material ensilado y de las condiciones en el momento del ensilaje. Como resultado de la fermentación anaeróbica, una vez agotado el O₂ la concentración de CO₂ puede seguir incrementándose por encima de 21%, en las muestras el CO₂ llegó a sus valores máximos alos11 días de almacenamiento (entre 35 y 40%). Luego se comenzó a observar una disminución progresiva del contenido de CO₂, tendiendo a estabilizarse entre 10 y 20% hacia los 60 días de almacenamiento. Esta disminución está dada por la propia permeabilidad del silo bolsa alO₂ y CO₂. En el caso del presente estudio, la tasa de generación de CO₂ se desaceleró durante el proceso de fermentación debido a cambios en el pH, por lo que la tasa de pérdida dicho gas por permeabilidad no pudo ser compensada, causando la disminución de su concentración.

La burlanda almacenada herméticamente presentó niveles de ácido láctico mayores a los de etanol, indicando que la actividad de las bacterias lácticas fue mayor que las levaduras productoras de etanol, y que estos microorganismos fueron los principales responsables de la estabilización del ensilado.

Las muestras de burlanda húmeda del presente ensayo tuvieron un pH inicial de 4,57, lo cual podría haber retrasado de alguna manera la actividad de las bacterias lácticas, aunque sin impedir el proceso de ensilado. A partir de los 20 días el pH baja de 4, lo cual coincide con la disminución en la UFC de hongos filamentosos (promedio de 0) y de levaduras, y puede ser explicado por el incremento del ácido láctico.

En función de la ausencia de O₂ conseguida a las pocas horas del almacenamiento hermético, los niveles de CO₂ entre 25 y 40%, los valores de etanol y de ácido láctico observados, y la disminución en la población de hongos filamentosos y levaduras, puede concluirse que las muestras almacenadas herméticamente lograron un adecuado nivel de ensilado, asegurando la conservación los parámetros de calidad nutricional evaluados.

 

El contenido de proteína bruta promedio inicial de las muestras de burlanda húmeda fue de 28%, esto implica que el proceso de fabricación de burlanda no incide significativamente en la cantidad de proteína del producto. Luego de 60 días de almacenamiento hermético de burlanda húmeda no hubo variación en la cantidad de proteína bruta, en la digestión intestinal de la proteína y en la degradabilidad ruminal, evidenciando que la conservación del producto fue adecuada.

El almacenamiento convencional resultó con un incremento en proteína bruta que, promediando las fechas de muestreo de 10 y 20 días, resultó significativamente superior al almacenamiento hermético. El incremento en proteína bruta puede deberse a que la actividad biológica consume carbohidratos y, como consecuencia, aumenta proporcionalmente la fracción proteica. El nitrógeno amoniacal no tuvo variaciones durante 20 días de almacenamiento, al igual que la digestibilidad intestinal. La degradabilidad ruminal tampoco tuvo una variación significativa en el tiempo, aunque la comparación con el almacenamiento hermético muestra que a los 20 días las muestras provenientes del sistema convencional resultaron con valores significativamente menores.

En general, el almacenamiento convencional resultó con impacto negativo en los indicadores de calidad comparados con el almacenamiento hermético. La relación volumen/superficie expuesta también es un factor de importancia para contextualizar los resultados del almacenamiento convencional. Cuanto mayor es la superficie expuesta de una muestra, mayor es el intercambio de O₂ y, por lo tanto, más rápido se afecta la calidad de la mercadería húmeda (estabilidad aeróbica del silo). Por lo tanto, los efectos negativos en la calidad nutricional de la burlanda podrían haber sido más importantes si la relación volumen/superficie expuesta del sistema de almacenamiento fuera menor, o si la temperatura de almacenamiento fuera mayor.

A partir de todos los ensayos realizados se arribó a que el almacenamiento de forma hermética en silo bolsa, mantiene la calidad tanto nutricional, sensorial y microbiológica durante los 60 días de almacenamiento pudiendo prolongarse por mayor tiempo.