Composición química y degradabilidad in situ del tamarindo (Tamarindus indica l)

INTRODUCCIÓN

El uso de ingredientes no convencionales como residuos culinarios, proteínas aisladas de leche, residuos de vegetales y frutos en la alimentación del ganado es bien conocido, pero a pesar de su potencial son pocos los productores que manejan estos insumos en forma sistemática para la alimentación de sus animales (Correddu et al., 2020). Además, existen otros forrajes o ingredientes no convencionales, como tamarindo, naranja y guayaba, que son utilizados para la elaboración de refrescos, dulces, jarabes y jaleas, de los cuales sólo el desecho del procesamiento industrial y los residuos de cosecha son destinados como alimento complementario para los rumiantes y no rumiantes (Viveros et al., 2012; Amaral et al., 2022).

El tamarindo (Tamarindus indica L.) pertenece a la familia Fabaceae, cultivo de fácil adaptación, resistente a la sequía, pero no tolera las heladas, originario de África tropical y actualmente se encuentra en 54 países (El-Siddig et al., 2006; Aguilar et al., 2021). Su fruto contiene entre 30 y 40 % de azúcares y hasta 11 % de ácidos orgánicos tales como cítrico, acético, ascórbico (vitamina C) y principalmente tartárico, pectina, vitaminas y minerales. También, en semillas se ha reportado la presencia de compuestos secundarios como alcaloides, saponinas, compuestos fenólicos totales y taninos, que pueden alcanzar concentraciones de hasta 7.1 ± 0.31 % de materia seca; además, se le considera como una planta medicinal con actividad antioxidante, con diversos usos en la salud humana e incluso con potencial para ser utilizado en la alimentación animal (Wang et al., 2017; Souza et al., 2018; Borquaye et al., 2020).

México es el octavo productor de tamarindo a nivel mundial, con el 4.05 % de la producción en 2022 y los municipios de la costa sur de Jalisco son los principales productores en el país, con el 38.51 % del total anual (SIAP, 2023; Tridge, 2023). El tamarindo, por su fácil adaptación y resistencia a la sequía, forma parte de los agroecosistemas tropicales como fuente de alimento para el ganado y complemento de los ingresos de los productores agropecuarios (Viveros et al., 2012; SADER, 2021). La producción de tamarindo generalmente se destina para consumo directo o para la preparación de bebidas por industria alimenticia; sin embargo, durante las épocas de mayor producción, gran parte de este fruto se queda en las huertas, debido al precio de venta bajo o es producto que no cumple con los estándares de calidad solicitado por la empresa, por lo que su cosecha no es viable económicamente. Existen investigaciones que se han enfocado a conocer las ventajas o desventajas de la utilización de los residuos de tamarindo (semillas y cáscaras), pero, son pocos los estudios dirigidos a la utilización del fruto de tamarindo en la alimentación de rumiantes a nivel mundial y casi nulos a nivel nacional, a pesar del potencial de esta leguminosa (Viveros et al., 2012; Galvão et al., 2020; Borquaye et al., 2020; Aguilar et al., 2021). Por lo tanto, es necesario generar información de sus valores nutrimentales y parámetros de digestibilidad del fruto de tamarindo, para que este sea integrado como una opción en la alimentación de rumiantes y, a la vez, una alternativa de comercialización para los productores de tamarindo. Por lo anterior, el objetivo de este estudio fue evaluar la composición química y degradabilidad in situ del fruto de tamarindo (Tamarindus indica L.).

MATERIALES Y MÉTODOS

Recolección y preparación de las muestras experimentales

La recolección de tamarindo se realizó en la localidad de Tequesquitlán, municipio de Cuautitlán de García Barragán, Jalisco, México, con coordenadas 19° 38’ 66” O y 104° 51’ 91” N y una altitud de 480 msnm (INEGI, 2018). El clima de la región es semiseco, con invierno y primavera secos y cálidos, sin estación invernal definida. Su temperatura media anual es de 23.5 °C y tiene una precipitación media anual de 1,652 mm. El área de cultivo es de aproximadamente 10 ha, con una cantidad de 1,100 árboles de tamarindo. Muestra de trabajo Se seleccionaron al azar 20 árboles y se recolectó de cada uno de ellos aproximadamente un kilogramo de fruto, procurando que estuvieran completos o con poco daño en la cáscara, para evitar contaminación de la muestra. Las muestras se homogenizaron y se tomó una muestra representativa de seis kilogramos. De esta muestra se tomó lo necesario para completar un kilogramo de fruto completo maduro (FCM), uno de pulpa sin semilla y cáscara (PSC) y otro más de cáscara del fruto en estado maduro (CFM), teniendo así tres tratamientos y de cada uno se sacaron cuatro repeticiones. Las muestras se llevaron para su análisis al Laboratorio de Nutrición Animal del Centro Universitario del Sur de la Universidad de Guadalajara.

Análisis químicos

Las muestras experimentales se secaron en una estufa de aire forzado a 55 °C por 48 horas y posteriormente se trituraron en un molino de martillos marca Wiley con criba de 2 mm, para su análisis posterior. Por cuadruplicado se determinó la materia seca total (MST), proteína cruda (PC) mediante el método Kjeldahl, extracto etéreo (EE) por el método Soxhelt, fibra cruda (FC) por el método de Weende, cenizas por combustión en mufla a 600 °C (C) y materia orgánica (MO) por diferencia, todos mediante las técnicas descritas por la AOAC (2012). Las determinaciones de las fracciones de fibra (FDN y FDA) se realizaron con el método de Van Soest et al. (1991). Se determinó el contenido de carbohidratos no fibrosos (CNF) mediante la ecuación [100 – (FDN, % + PC, % + EE, %, + C, %)], de acuerdo con Weiss (1999), sin corrección de proteína. La energía metabolizable (EM) por kilogramo de materia seca se calculó de acuerdo con Weiss (1993).

Digestibilidad in situ (DIS)

La fase experimental se realizó en el rancho “Agropecuaria los Becerros”, ubicado en el Municipio de Zapotlán El Grande, Jalisco, México, con coordenadas 19° 27’ 13” N y 103° 27’ 57” O y con una altitud de 1520 msnm (INEGI, 2018). El clima de la región es semicálido, con una precipitación pluvial anual de 732 mm y una temperatura media anual de 20.2 °C. Para determinar la DIS de la MS de los tres tratamientos del fruto del tamarindo, de acuerdo con la metodología propuesta por Vanzant et al. (1998), se utilizaron dos novillos Holstein con peso vivo de 350 ± 43 kg, fistulados con cánula ruminal permanente de 10 cm de diámetro central (Bar Diamond Lane, Parma, ID, USA). Las condiciones experimentales de los animales se apegaron a la norma oficial mexicana de especificaciones técnicas para la producción, cuidado y uso de animales de laboratorio (NOM-062-ZOO-1999). Los animales se alimentaron con 70 % de heno de alfalfa y 30 % de concentrado comercial al 12 % de PC, durante todo el periodo experimental. Se utilizaron bolsas de poliseda de 10 × 15 cm con un tamaño de poro de 52 ± 10 µm previamente identificadas, en las cuales se depositaron 5 g de muestra. Las bolsas se cerraron con ligas de hule, se sujetaron a una cadena utilizando hilo de nylon y se incubaron en el rumen por cuadriplicado para cada tratamiento por 4, 8, 16, 24, 48 y 72 h; también se colocaron bolsas testigo (blancos) sin muestra, en cada tiempo de incubación. Las bolsas se depositaron secuencialmente, con el fin de que todas se removieran al mismo tiempo. Posteriormente, las bolsas se lavaron con agua potable hasta que el agua de lavado se tornara clara. Se dejaron secar a temperatura ambiente y después en estufa de aire forzado a 55 °C por 48 h; posteriormente se registró su peso y se determinó la digestibilidad de la materia seca.

Diseño y análisis estadístico

Los datos obtenidos de la composición química y la degradabilidad in situ se analizaron mediante un diseño completamente al azar, con cuatro repeticiones por tratamiento. Se utilizó el procedimiento PROC GLM del paquete estadístico SAS (2011) y comparación de medias mediante la prueba de Tukey (α = 0.05). Se realizó la prueba de Shapiro-Wilk mediante PROC UNIVARIATE de SAS (2011), donde la distribución de los datos se verificó y se consideró que todos tenían una distribución normal (P > 0.81).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El análisis de varianza (Cuadro 1) mostró diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos (P ≤ 0.01) para todas las variables, excepto para MS, en la cual no hubo diferencias significativas (P < 0.05).

Los resultados de la composición química en el análisis de medias se presentan en el Cuadro 2. El porcentaje de MS, PC y EE fueron similares entre los tratamientos (P > 0.05); sin embargo, las cáscaras mostraron un mayor contenido de MO y de paredes celulares (FDA, FDN y hemicelulosa), en comparación con FCM y PSC, que mostraron valores menores.

Wang et al. (2017) reportan que, en residuos de extracto de polvo de semilla de tamarindo, los valores de MS, MO y PC son de 89.20, 95.80 y 5.80 %, respectivamente, valores similares a los encontrados en este estudio. Estos mismos autores reportan un contenido de CNF de 22.9 %, el cual es mayor a los encontrado en CFM, pero menores a las concentraciones encontradas en fruto maduro y pulpa sin semilla ni cáscara.

En pulpa de tamarindo se han encontrado concentraciones de MS desde el 84.80 hasta el 94.20 % y de MO del 80.85 al 89.19 %, con contenidos de PC de 1.90 a 3.10 % (Sulieman et al., 2015). Taha et al. (2016) reportan contenidos de MS de 83.27 % y 2.13 % de PC, valores similares a los encontrados en este estudio en cuanto a MS y MO, pero por debajo en cuanto a la concentración de PC encontrada en PSC. Geron et al. (2015) en residuos de la extracción de pulpa de tamarindo reportan 8.25 % de PC, valores superiores a los encontrados en este estudio. En cuanto al contenido de extracto etéreo, Sulieman et al. (2015) reportan concentraciones de 5.31 %, mayor a todos los valores de las muestras experimentales. Por su parte, Saha et al. (2010) y Geron et al. (2015), en la cascarilla de tamarindo encontraron valores de 30.80 a 77.40 % de MS y de 1.40 hasta 3.30 % de PC, respectivamente.

Armijo et al. (2019) reportaron valores de energía en vainas tiernas de mezquite de 1.650 Mcal kg-1 de MS y en vainas maduras de 1.482 Mcal kg-1 de MS, valores similares a los encontrados en este estudio en PSC, pero menores en FCM y PSC. Montañez et al. (2021) reportaron que, en la región del estado de Jalisco, las vainas de mezquite maduras y secas presentaron un contenido de CNF de 42.01 y 53.50 %, respectivamente, lo cual es menor a las concentraciones encontradas en este estudio para el fruto completo y pulpa sin semilla y cáscara de tamarindo. Entre los compuestos presentes en la fracción de carbohidratos no fibrosos se encuentran azúcares, almidones, ácidos orgánicos, fructanos y pectinas, que proporcionan energía; por lo que, con un aporte adecuado de PC en una dieta para rumiantes, el alto contenido de CNF y energía metabolizable, junto con el bajo contenido de FDN en fruto completo y pulpa sin semilla y cáscara, pueden representar una alternativa como fuente de energía en dietas para rumiantes (Weiss, 1993; 1999). Las diferencias observadas en el contenido nutricional, probablemente estén asociadas con las diferencias en las condiciones ambientales en diferentes áreas, incluso a factores como la especie o variedad y el tipo de suelo (Sulieman et al., 2015; Mansingh et al., 2021).

En el Cuadro 3 se muestran los valores de digestibilidad in situ de la materia seca, en el cual se pueden observar diferencias significativas entre los tratamientos (P > 0.05). La PSC tuvo los valores más altos, seguido del FCM y CFM, debido a una mayor disponibilidad de los carbohidratos contenidos en la pulpa, que por ser de rápida digestión y fuente inmediata de energía promovió un mayor crecimiento microbiano en el rumen; además, la PSC tiene una menor pared celular en comparación con CFM y FCM, lo que permitió una fermentación ruminal mayor (Wang et al., 2017; Guerra et al., 2021).

Cuadro 1. Análisis de varianza de tratamientos en las variables evaluadas en el experimento.

La digestibilidad de los forrajes puede variar por efecto del ambiente entre épocas del año y zonas geográficas, independientemente de las propias características del forraje en evaluación. Saha et al. (2010) observaron que la cascarilla de tamarindo puede contener entre el 60 y 72 % de carbohidratos totales. Sin embargo, en este estudio, la cascarilla de tamarindo tuvo valores de digestibilidad bajos y contenido alto de pared celular, comparado con FCM, donde la FDN y FDA fue baja y su digestibilidad in situ por encima de 70 % a las 48 h, lo que permite clasificarlo como un forraje de alta calidad (menores de 60 % de FDN y de 35 % de FDA) (Calsamiglia, 1997). Geron et al. (2015), al incubar dietas con 15 % de residuos de la extracción de pulpa de tamarindo, encontraron un promedio de digestibilidad de 51.88 % de la materia seca, valor menor a lo encontrado en este trabajo. Dado que la FDN disminuye con el aumento en carbohidratos no estructurales son una fuente inmediata de energía para los microorganismos del rumen, lo que causa un aumento en la digestibilidad de la materia seca y explica lo encontrado en este estudio.

Geron et al. (2011) mencionan que la utilización de productos alternativos, incluyendo los residuos orgánicos, pueden mejorar la eficiencia en los sistemas de producción de rumiantes de pequeña y mediana escala, por lo que el uso de ingredientes no convencionales en la alimentación de bovinos, como el caso del tamarindo, pueda cambiar la dinámica en la fermentación ruminal. Particularmente, la proteína de la dieta puede ser convertida en amonio por acción de las bacterias proteolíticas en el rumen, ya que algunas especies tienen la capacidad de poder incorporar aminoácidos y péptidos directamente en la proteína microbiana, siendo un aporte de entre el 40-70 % del total del nitrógeno bacteriano que se digiere en el tracto digestivo posterior del rumiante (Hristov y Broderick, 1994; Hristov et al., 2019).

Cuadro 2. Composición química de los tratamientos experimentales.

Cuadro 3. Digestibilidad in situ de los tratamientos experimentales.

Souza et al. (2018) utilizaron 300 g kg-1 de residuo de pulpa de tamarindo secado al sol como un aditivo para mejorar el ensilado de yuca (Manihot esculenta, Crantz.) y reportaron una mejora de la calidad, ya que aumentó el contenido de MS. La recomendación es incluir en este tipo de ensilados hasta 500 g kg-1 de pulpa de tamarindo, dado que aumenta el consumo, la digestibilidad de la materia seca y la retención de nitrógeno en corderos, posiblemente por efecto de los taninos que afectan a la digestión de la proteína, lo que hace que no esté disponible (Bhatta et al., 2001). Galvão et al. (2020) incorporaron residuo de la fruta de tamarindo al 21 % en las dietas para cabritos y observaron que no afectó el consumo y digestibilidad de los nutrientes. Bhatta et al. (2000, 2001), al incorporar 7.5 % de cáscara de tamarindo a una dieta integral para vacas lecheras, no encontraron cambios en el consumo de materia seca, pero sí en la proteína cruda, con una reducción significativa del nitrógeno en orina, debido principalmente a la concentración de taninos que contiene la cáscara de tamarindo, la cual altera la fermentación ruminal, particularmente el metabolismo de proteínas, mejorando su aprovechamiento. Al respecto, Van Soest (1994) y Geron et al. (2015) mencionan que existen varios factores que modifican la fermentación ruminal, tales como la composición química y física de la proteína, la actividad de las bacterias proteolíticas, el acceso bacteriano de la proteína, el tiempo de retención de alimento en el rumen, el pH ruminal, el procesamiento del alimento, la temperatura ambiente e incluso sustancias.

El fruto de tamarindo, por su composición química y características, puede ser utilizado como ingrediente alternativo para la alimentación animal, ya que puede reducir los costos de producción, proporcionar los mismos nutrientes y disminuir la demanda y competencia de ingredientes convencionales, permitiendo así alcanzar una sostenibilidad social y ambiental por una menor generación y desperdicio de residuos orgánicos y por la plena utilización de residuos en el contexto de los ingresos de la población y material para industrias.

CONCLUSIONES

El fruto de tamarindo completo, por la concentración de nutrientes que presenta su bajo contenido de pared celular y la alta digestibilidad de la materia seca, tiene el potencial como un recurso alimenticio viable para rumiantes. Por otra parte, la pulpa de tamarindo sin cáscara y semilla, debido a su alto contenido carbohidratos no fibrosos, concentración de energía metabolizable y su degradabilidad ruminal de la materia seca, es una posible fuente de energía no convencional que puede ser utilizada para la elaboración de dietas para rumiantes.

Este artículo fue publicado en la Revista Fitotecnia Mexicana. Vol. 46 (4-A): 529-535, 2023. DOI: https://doi.org/10.35196/rfm.2023.4A.529.