El Procesamiento del Grano en Hojuela; Es Rentable para la Producción Intensiva de Bovinos? El mejor grano es el que esta cerca…y cuando lo necesito.

Publicado el: 16/11/2006
Autor/es: Dr. Oscar Lozano Ascencio, Medicina Veterinaria y Zootecnia en la UNAM, Maestría. Nutrición Animal. Colegio de Posgraduados de Chapingo, Doctorado. Nutrición Animal. University of Arizona. Tucson. Animal Science Departament. USA

En la producción intensiva de bovinos, el grano es el insumo energético y proteico mas importante en las dietas de los corrales de finalización. Por tal motivo es imprescindible aprovechar al máximo el potencial nutritivo de los granos mediante el procesamiento mas adecuado con el fin de obtener un óptimo rendimiento productivo del ganado.

Al procesar los granos se pretende facilitar la digestión del almidón y la proteína al pasar por el tracto digestivo. En un grano entero, las estructuras externas; el pericarpio y el endospermo cristalino, inhiben la penetración de agua de manera natural evitando así la solubilidad del almidón. Por lo tanto, el procesamiento de los granos consiste en romper estas estructuras para hacer mas accesible el almidón a la hidrólisis de las enzimas bacterianas ruminales y de las enzimas intestinales propias del animal.


Estructura del almidón del grano


El almidón es el principal componente de los granos. El almidón se encuentra en el endospermo el cual esta formado por el endospermo harinoso y el corneo ó cristalino. La proporción del tipo de endospermo varia de de acuerdo al tipo de grano, duro o harinoso. El almidón esta organizado en forma de glóbulos los cuales están recubiertos por una matriz de proteína la cual le proporciona la estructura al glóbulo. La proteína del endospermo es del tipo de las prolaminas. Dos tipos de macromoléculas conforman el almidón, la amilosa y la amilopectina, las cuales están distribuidas en ambos endospermos.


Digestión y metabolismo del almidón en los bovinos


La mayoría del almidón se digiere en el rumen por acción de las enzimas bacterianas degradándolo hasta los ácidos grasos volátiles. A nivel intestinal, a diferencia de los no rumiantes, los bovinos, están limitados para digerir grandes volúmenes de almidón. A esta conclusión llegaron Kreikemeier y Harmon (1995) al hacer infusiones de almidón de maíz en el abomaso a novillos. Huntington (1997) señala que la principal limitante para la digestión intestinal del almidón en los bovinos no es la falta de transportadores específicos de la glucosa a nivel del enterocito (SGLT1), sino la falta de la hidrólisis enzimática en el intestino delgado.

Por otra parte, en estudios de postabsorción en novillos (Lozano y col. 2000; Theurer y col. 1990; Huntington et al., 1996) se ha demostrado que la absorción neta de glucosa del intestino a vena porta es negativa o cercana a cero. Esta característica propia de los rumiantes, diferente de los animales de estomago simple, los hace depender de la capacidad del hígado para la síntesis de glucosa (Gluconeogénesis) a partir de precursores generados en la fermentación ruminal. Por lo anterior, podemos señalar la gran ventaja de los bovinos en digerir el almidón a nivel ruminal, a pesar de que algunos autores (Owen et al., 1986; Owen y Zinn. 2005) siguen justificando matemáticamente una mayor eficiencia energética de la digestión del almidón en el intestino.


Procesamiento en seco de los granos


Los métodos para procesar los granos de manera general los podemos agrupar en dos categorías; el seco y el húmedo. El proceso en seco consiste en reducir el tamaño de la partícula del grano mediante el molino de martillos o el molino de rodillos. En México, procesar en grano en seco, es el método mas generalizado, en donde el molino de martillos es el mas común. El molino de martillos se ha popularizado debido a su bajo costo de inversión y a la amplia disponibilidad de apoyo para la reparación y mantenimiento. Sin embargo, con el molido de rodillos, el gasto de energía es significativamente menor y la variación en el tamaño geométrico de la partícula molida de grano disminuye. Estas cualidades favorece a largo plazo el empleo del molino de rodillos, no solo por la reducción en costo del consumo eléctrico sino también por la disminución en la merma por la presentación polvosa del grano molido en martillos.

El tamaño adecuado de la partícula geométrica del grano molido en seco es un tema poco estudiado para los corrales de finalización. Los estudios se han realizado en grano rolado en seco, en donde Secritst y colaboradores (1995) reportaron para el Maíz el tamaño geométrico adecuado de las partículas es de 1,500 micras. Para el caso del Sorgo, Kessen y col. (1997) señalaron un mejor comportamiento del ganado en corrales con un tamaño geométrico de 1,000 micras. Este es un importante tema de estudio para las condiciones de México por tipo de molino y las características del Maíz Blanco.


Procesamiento húmedo de los granos


Existen varios métodos para procesar el grano húmedo. De manera comercial solo se utilizan dos métodos; el método de cosechar el grano húmedo (28-32% de agua) el cual se conserva mediante la fermentación. En estados Unidos al Maíz húmedo conservado por fermentación se le conoce como, High Moisture Corn. El otro método consiste en cocer el grano para después aplastarlo por rodillos, este grano se le conoce como grano en hojuelas, en inglés se le llama, Steam Flaked. Existen otros métodos húmedos, como el grano reconstituido o acondicionado con humedad pero son mas del área académica e investigación (Zinn y col. 1998) y se utilizan en pequeña escala.

El procesamiento del grano en hojuelas consiste en cocer el grano en vapor a una temperatura de 100º C durante 30 – 35 minutos. Posteriormente, el grano cocido pasa a través de dos rodillos. El grano adquiere la forma de hojuela con una humedad de 17 – 20 %. El agua al penetrar al endospermo solubiliza al almidón, lo cual ocasiona una desorganización de las estructuras moleculares del almidón de manera irreversible. A este proceso se le conoce como la gelatinización del almidón. Al pasar el grano cocido por lo rodillos, se rompe la matriz de la proteína la cual mantenía la estructura globular del almidón.

De acuerdo a la revisión de Huntington (1997), el procesamiento húmedo favorece la digestibilidad del almidón en comparación con los procesamientos secos. En el Cuadro1. se presenta un resumen de varias pruebas experimentales en corrales de finalización con dietas altas en grano. De manera consistente, el procesamiento del Maíz y del Sorgo en hojuelas mejora la conversión alimenticia en un 10% sobre el grano rolado en seco. Este efecto es consecuencia de una disminución en el consumo de alimento. No se presentaron cambios en la ganancia diaria de peso ni en las características de la canal por el tipo de procesamiento.

El efecto benéfico en la conversión alimenticia (Consumo / Ganancia) del ganado por el consumo de grano procesado en hojuela, es resultado del mejoramiento de la digestibilidad del almidón en todos los compartimientos digestivos. En el Cuadro 2. se presenta un resumen de varias pruebas experimentales en donde se demuestra, sin lugar a dudas, una mayor digestibilidad del almidón a nivel ruminal, postruminal, y del tracto digestivo total, tanto del Maíz como del Sorgo procesado en hojuelas. La digestión postruminal del almidón se realiza mayoritariamente en el intestino delgado (Theurer et al., 1999).

Además del efecto sobre la digestibilidad del almidón, el consumo del grano en hojuelas, también se presenta un incremento en el flujo de proteína microbiana al intestino (Cuadro2.). Este efecto benéfico es resultado de la mayor digestibilidad de la proteína del grano y un significativo incremento en la disponibilidad de energía para la síntesis microbiana (Owen y Zinn, 2005).

Los valores de la Energía Neta de mantenimiento y de ganancia (ENm y ENg) del Maíz en hojuela presentes en la Tablas del NRC, para bovinos en corral como en el ganado lechero (NRC, 1984, 1996 y 2001), están subvaluados de acuerdo a la revisión de Zinn y colaboradores (2002). En el Cuadro 3. se presentan estos valores y su mejoramiento en relación al grano rolado en seco, sin embargo, al compararlos con los datos obtenidos en promedio en ocho pruebas experimentales, se manifestó una mejoría del 14% en la ENm y del 18.8% en la ENg, muy superior a los valores del las tablas del NRC. En este punto cabe señalar que la mayoría de estas ocho trabajos se realizaron en estaciones experimentales al sur de los Estados Unidos (California, Nuevo México, Arizona, y Texas).


Controles de Calidad de Grano Procesado en Hojuela


El principal propósito del procesamiento húmedo del grano es la de aumentar la digestibilidad del almidón por el tracto digestivo, por lo tanto el hecho de determinar este parámetro digestivo es el mejor valor para evaluar la calidad del grano en hojuela. Sin embargo, esta medición no se puede realizar a nivel del corral y de la planta de alimentos, por lo que tenemos que recurrir a otras mediciones mas practicas relacionadas con la digestibilidad del almidón. La densidad del grano en hojuela es una medida sencilla y rápida para evaluar el aplastado del grano, pero solo es útil al momento de estar saliendo el grano de los rodillos, pues la densidad varia con el tiempo, ya sea por la perdida de humedad o por la reducción del tamaño de la hojuela. Para el caso del Maíz, la mejor densidad para Zinn y col. (2002) es de 310 gramos por litro (g/L), pero para la investigadores de la universidad de Kansas (Sindt, et al., 2006) señalan que una densidad menor de 360 g/L no mejora la digestibilidad. Ambos autores señalan que no existe un efecto benefico en la digestibilidad del almidón al humedecer mas el grano antes del cocimiento, ni por la aplicación de acondicionadores (surfactantes) a los granos.

Determinar el grosor de la hojuela con un Vernier es una medida práctica para calificar la uniformidad de la hojuela. Este parámetro es mas constante ya que no varía con el tiempo. Se necesita hacer un muestreo de 10 hojuelas y determinar la media y la variación del grosor. Un grueso de 0.9 a 1.2 mm de la hojuela es el promedio para una densidad de 310 g/L.

Existen técnicas de laboratorio para evaluar la calidad del grano en hojuela. El grado de gelatinización se mide por la perdida de la biorrefrigencia del almidón, para una discusión mas amplia se puede consultar la revisión realizada por Rooney y Pfugfelder (1986). También hay pruebas enzimáticas para determinar la facilidad para reaccionar el almidón procesado a la enzima amilasa. En México se ha desarrollado la técnica de Almidón Rápidamente Disponible (A.R.D.) la cual fue desarrollada por Francisco Ynzunza (comunicación personal) mediante un kitt de la compañía Megazyme. Esta técnica ya se esta utilizando comercialmente.

El mejor método de laboratorio para calificar la calidad del grano procesado es mediante la determinación del contenido de almidón en las heces, ya que se ha reportado una importante correlación entre este parámetro y la digestibilidad del almidón (Zinn et al., 2002). Un nivel por debajo del 5% se considera adecuado.
 

Implicaciones para México

La inmensa mayoría de los trabajos experimentales publicados sobre Maíz en hojuela se han realizado en Estados Unidos con el típico Maíz Amarillo No. 2. Owen y Zinn (2005) reportaron que existe poca variación en los parámetros digestivos y productivos entre las variedades híbridas comerciales (Pionner) de Maíz Amarillo. Sin embargo para el caso de México en donde existe una importante variabilidad genética del Maíz Blanco, tanto de los Maíces criollos como en los híbridos comerciales resulta imprescindible realizar trabajos experimentales con las técnicas disponibles para estudiar las mejores técnicas y medidas ( estructura molecular del Maíz Blanco, densidad de la hojuela, humedecer al grano antes de cocimiento, empleo de surfactantes, reacción enzimática del almidón procesado, porcentaje de almidón en heces, digestibilidad del almidón, comportamiento productivo del ganado) para un adecuado procesamiento del Maíz Blanco en hojuelas. Es importante recordar que el mejor grano no es aquel que tenga una mayor digestibilidad del almidón, sino el grano que se encuentre cerca y a tiempo, nosotros nos encargamos mediante un adecuado procesamiento optimizar su digestibilidad.


Literatura Citada


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Cuadro 1. Comportamiento Productivo de Novillos en Finalización del Maíz y Sorgo Procesados, Rolado en Seco vs en Hojuela

Datos promedio de pruebas experimentales ya publicadas; Hale 1980, Theurer 1986, Zinn 1987, Barajas y Zinn 1998, y Zinn y col. 1998.

Cuadro 2. Digestibilidad del Almidón y el Flujo Intestinal de Prteína Microbiana del Maíz y Sorgo Procesados, Rolado en Seco vs en Hojuela





Proteína microbiana

a) Datos promedio de cinco comparaciones publicadas, Theurer 1986, Theurer y col. 1999, Rahnema el at., 1987.
b) Datos promedios de las pruebas; Theurer 1986, Zinn 1987, Zinn 1990, Zinn et al., 1995, Barajas y Zinn, 1998, Zinn et al. 1998.

Cuadro 3. Valor Energético del Maíz en Hojuela vs Maíz Rolado Seco. Energía Neta de Mantenimiento y de Ganancia (ENm y ENg Mcal kg-1)

Adaptado de Zinn et al. 2002

 
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