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V Congreso Internacional de Producción Animal Tropical 2015

Comparación de la composición química y microbiológica de alimentos obtenidos por fermentación de viandas tropicales (boniato, yuca y plátano) con subproductos agroindustriales

Publicado el: 5/7/2016
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Resumen

El objetivo del presente trabajo fue comparar las características químicas y microbiológicas de los alimentos obtenidos de la fermentación de viandas tropicales (boniato, yuca y plátano) con subproductos agroindustriales para su uso en la producción animal. Para esto se realizó un experimento según diseño completamente aleatorizado con tres tratamientos y cinco repeticiones por tratamiento. Se utilizaron en la mezcla a fermentar crema de Saccharomyces cerevisiae, vinaza concentrada y miel B de caña de azúcar.Transcurridas 168 h de fermentación se tomaron muestras de los alimentos y se les determinó pH, ºBrix y porcentaje de materia seca, cenizas, proteína bruta y fibra bruta. Se encontraron diferencias entre las variantes para los indicadores porcentaje de materia seca, cenizas y los macrominerales en estudio. También difirió la concentración de bacterias lácticas, la producción de ácido láctico y los sólidos solubles totales. Con respecto al alimento ensilado de boniato, se encontró mayor porcentaje de materia seca y sólidos solubles totales en el alimento con yuca, mientras el alimento con plátano se caracterizó por ser una fuente rica en minerales, fundamentalmente, calcio, magnesio y potasio. Se concluye que, los alimentos obtenidos a partir de los procesos fermentativos de las viandas (boniato, yuca y plátano) pueden constituir una fuente alternativa de nutrientes para su uso en la producción porcina. Asimismo, las fuentes a utilizar en la obtención de estos alimentos alternativos inciden en sus características químicas y microbiológicas.

Palabras clave: fermentación, alimento alternativo, composición química y microbiológica

Introducción

Constantemente se estudian y proponen nuevos alimentos alternativos para la producción animal, que contribuyan a la sostenibilidad de los sistemas ganaderos y al saneamiento del medio. En múltiples ocasiones, se emplean productos locales y subproductos agroindustriales disponibles, que sometidos a procesos biotecnológicos permiten la obtención de estos nuevos alimentos. Un ejemplo de lo anterior es el alimento ensilado de boniato (AEC) que se empleó satisfactoriamente en la alimentación de cerdos, con beneficios económicos (Lezcano et al. 2015).

No obstante a lo anterior, la generación y producción del alimento ensilado pudiera estar limitada por la disponibilidad de boniato en las diferencias provincias del país. De ahí que una solución podría ser el empleo de otras fuentes energéticas como la yuca y el plátano para lograr su diversificación. Por estas razones, el objetivo del presente trabajo fue comparar las características químicas y microbiológicas de los alimentos obtenidos de la fermentación de viandas tropicales (boniato, yuca y plátano) con subproductos agroindustriales para su uso en la producción animal. 

 

Materiales y Métodos

El estudio se realizó en el Instituto de Ciencia Animal (Mayabeque, Cuba) en los meses de marzo-junio de 2015. Como unidades experimentales se utilizaron frascos de vidrio de 500 mL con volumen efectivo de 440 mL, según diseño completamente aleatorizado con tres tratamientos y cinco repeticiones por tratamiento. Estos fueron:

I) Mezcla de boniato (Ipomoea batata), crema de levadura Saccharomyces cerevisiae, miel B de caña de azúcar y vinaza concentrada

II) Mezcla de yuca (Manihotesculenta), crema de levadura Saccharomyces cerevisiae, miel B de caña de azúcar y vinaza concentrada

III) Mezcla de plátano (Musa paradisiaca), crema de levadura Saccharomyces cerevisiae, miel B de caña de azúcar y vinaza concentrada

El alimento ensilado se elaboró según know-how en proceso de patente. Para esto, las viandas (boniato, yuca o plátano) se molieron hasta alcanzar un tamaño de partículas 3±1 mm en un molino de martillo (PROMIL, Francia) y se mezclaron con crema de levadura Saccharomyces cerevisiae, miel B de caña de azúcar y vinaza concentrada, según composición que forma parte del know-how en proceso de patente.  Las características de las fuentes utilizadas fueron:  

Boniato: con menos de 1% de tierra y suciedad; sin tetuán (Cylasformicarius); 29,89% de materia seca; 6,63% de cenizas; 6,12% de proteína bruta; 4,68% de fibra bruta; 0,17% de calcio; 0,03% de fósforo; 0,17% de magnesio y 0,23% de potasio; Yuca: con menos de 1% de tierra y suciedad; 39,88% de materia seca; 4,03% de cenizas; 4,56% de proteína bruta; 3,94% de fibra bruta; 0,18% de calcio; 0,03% de fósforo; 0,13% de magnesio y 0,18% de potasio; 

Plátano: verde; 24,71% de materia seca; 4,51% de cenizas; 8,82% de proteína bruta; 5,95% de fibra bruta; 0,28% de calcio; 0,04% de fósforo; 0,27% de magnesio y 0,24% de potasio; 

Crema Saccharomyces: termolizada; con 5,12% de materia seca; 19,37% de cenizas; 5,01% de proteína bruta; 3,52% de calcio; 1,37% de fósforo; 0,78% de magnesio; 3,13% de potasio; 3,54 de pH; 4,5 sólidos solubles totales (°Brix); 19,19 mg/mL de ácido láctico y 1,002 g/mL de peso específico; 

Miel B: 81 ºBrix; 67 % de materia seca; 8,29% de cenizas; 4,28% de proteína bruta; 1,00% de calcio; 0,09% de fósforo; 0,27% de magnesio; 1,93% de potasio y 1,38 g/mL de peso específico; 

Vinaza concentrada: proveniente de la ronera “San José Havana Club International”; con 36 ºBrix; 29,77% materia seca; 27,37% de cenizas; 13,57% de proteína bruta; 2,89% de calcio;0,37% de fósforo; 1,01% de magnesio; 4,77 de pH; 1,04 g/mL de ácido láctico; 1,17 g/mL de peso específico; 3x107ufc de bacterias lácticas/mL y 2,67x107ufc de levaduras/mL. 

Después del mezclado de las materias primas, los frascos se incubaron a temperatura ambiente (28±2ºC) por 168 horas. A este tiempo, las muestras de los alimentos se tomaron para determinar los indicadores ºBrix, pH, porcentaje de materia seca (MS), materia orgánica (MO), cenizas, proteína bruta (PB), fibra bruta(FB), macrominerales (calcio, fósforo, potasio y magnesio), peso específico (g/mL)y concentración de ácido láctico (mg/mL). También, se determinó la concentración de bacterias lácticas y levaduras, expresada en unidades formadoras de colonia por gramo de alimento (ufc/g).  El pH se midió en pH-metro digital (Sartorius, Alemania) de precisión ± 0,01 unidades. Los °Brix se midieron en un refractómetro visual y el porcentaje de materia seca (MS), cenizas, proteína bruta (PB), fibra bruta (FB) y macrominerales, se determinaron según AOAC (1995).  La concentración de los microorganismos se determinó por observación del crecimiento de colonias en los mediosagar Rogosa (Oxoid, UK) y agar Sabouraud (Biolife, Italia) para bacterias ácido lácticas y levaduras, respectivamente. La técnica de cultivo fue la siembra de 

las diluciones seriadas de las muestras en placas petri con los medios selectivos. Las placas inoculadas se incubaron de 24-48 horas a 37ºCpara lactobacilos y 30ºC para levaduras. Se empleó como diluyente solución salina (0,85%, p/v). La concentración de ácido láctico se determinó por cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC) en un equipo YL-9100 (Korea). La corrida se realizó a temperatura controlada de 25ºC y la separación se alcanzó empleando una columna TeknokromaTracer Excel 120 ODBS 5 µm (25x0,4). La elución isocrática se realizó con solución tamponada de fosfato de potasio (10 mM, pH 3,0) y acetonitrilo a una relación 95:5 % (v/v) como fase móvil. El flujo se mantuvo a 0,5 mL/min y el volumen de inyección fue de 20 µL. El eluyente se monitoreó a una longitud de onda de 210 nm. Se empleó como estándar el ácido láctico de Sigma Aldrich. El acetonitrilo utilizado fue calidad HPLC (Merck); el agua para el análisis se generó por ósmosis inversa en un equipo Aqua Max Ultra WaterPurificationSystem YL y los restantes reactivos fueron de calidad analítica. Para la preparación de la curva de calibración los estándares se añadieron en la cantidad requerida de fase móvil hasta un volumen final de 1 mL para obtener un intervalo de 0,1-1% de la solución patrón de ácido láctico y alícuotas de 20 µL de estas soluciones se inyectaron para el análisis. Previo a la determinación de la concentración de ácido láctico, las muestras se centrifugaron a 14 000 rpm, se filtraron al vacío con membrana de nitrocelulosa (sistema Milliporo a 0,45 µm) y se realizaron las diluciones correspondientes. Los datos cromatográficos se analizaron y procesaron mediante el software YL-ClarityChromatograph Data System. Los resultados experimentales se analizaron con el paquete estadístico InfoStat versión 2012 (Di Rienzoet al. 2012). La dócima de comparación de Duncan (1955) se empleó, en los casos necesarios, para discriminar diferencias entre las medias. En el caso de los conteos de microorganismos, los datos no siguieron la distribución normal por lo que se transformaron según logX. 

 

Resultados y Discusión

La tabla 1 muestra las características químicas y microbiológicas de los alimentos obtenidos a las 168 horas de fermentación de las viandas y los subproductos. Se encontraron diferencias entre las variantes para los indicadores porcentaje de materia seca, cenizas y los macrominerales en estudio. También difirió la concentración de bacterias lácticas, la producción de ácido láctico y los sólidos solubles totales. Los resultados con boniato son similares a los informados por García et al. (2015) para el alimento ensilado de cerdos producido en la planta de la UEB Héctor Molina (San Nicolás, Mayabeque, Cuba). No obstante, al utilizar otras fuentes de viandas como la yuca se encontró mayor porcentaje de materia seca y sólidos solubles totales. Por su parte, el alimento con plátano se caracterizó por ser una fuente rica en minerales, fundamentalmente, calcio, magnesio y potasio.

 Las variaciones observadas en el contenido de materia seca se corresponden con los valores de este indicador para cada vianda, en forma fresca, donde la yuca es la de mayor porcentaje, seguida del boniato y por último el plátano (Valdivié y Bernal 2012). Aunque estos valores pueden variar en dependencia de factores como variedad empleada, tipo de suelo, época de cosecha, incidencia de enfermedades y prácticas de cultivo (Rodríguez 2004). El comportamiento de la materia seca, también, pudiera estar relacionado a la composición y estructura de los almidones y su variación durante los procesos fermentativos al ser utilizados como fuente energética (Rodríguez et al. 2006).  La concentración de bacterias lácticas fue superior en el proceso con boniato, mientras que las levaduras no difirieron entre variantes. Este resultado pudo incidir en la concentración del ácido láctico detectada, que fue superior en ese tratamiento, respecto al plátano. Por esto, podría esperarse que al existir mayor concentración de bacterias y producción de ácido láctico, los valores del pH fueran inferiores en ese alimento. Sin embargo, este último indicador no varió entre las variantes fermentativas, lo que pudiera deberse a la presencia de otros ácidos grasos volátiles que equilibren las diferencias entre variantes. Además de que los ácidos orgánicos, como el láctico, pueden ser utilizados por algunos microorganismos para su crecimiento (OudeElferinket al. 2011). Los resultados, de forma general, demuestran que se obtienen alimentos con características químicas y microbiológicas adecuadas para su uso en la producción de cerdos. Estos productos y su inclusión en los sistemas de alimentación animal pueden estar condicionados por la disponibilidad de materias primas según las regiones del territorio nacional. Además, las características de cada alimento deben tenerse en cuenta para formular dietas que cumplan con los requerimientos nutricionales de la categoría porcina en que se emplee o para su evaluación en otras especies de animales.

 

Conclusiones

Los alimentos obtenidos a partir de los procesos fermentativos de las viandas (boniato, yuca y plátano) pueden constituir una fuente alternativa de nutrientes para su uso en la producción porcina.

Las fuentes (boniato, yuca y plátano) a utilizar en la obtención de alimentos alternativos para cerdos, a partir de procesos fermentativos, inciden en sus características químicas y microbiológicas.

 

Referencias

  • AOAC 1995. Official Methods of Analysis. Ass. Off. Anal. Chem. 15thEd. Arlington, V.A.
  • Di Rienzo, J.A., Casanoves, F., Balzarini, M.G., González, L., Tablada & M., Robledo, C.W. 2012. Infostat versión 2012. Grupo Infostat. Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. Disponible: http://www.infostat.com.ar. Fecha de consulta: 9 de octubre, 2013
  • Duncan, B. 1955. Multiple range and multiple F test. Biometrics. 11:1
  • García, Y. Sosa, D., Boucourt, R. & Scull, I. 2015. Chemical characterization of an ensiled food for pigs. Technical note. Cuban Journal of Agricultural Science 49(1):91-92.
  • Lezcano, P., Vázquez, A., Bolaños, A., Piloto, J.L., Martínez, M. & Rodríguez, Y. 2015.Silage of alternative feeds of Cuban origin, a technical, economical and environmental option for the production of pork meat. Cuban Journal of Agricultural Science. 49(1):65-69
  • Oude Elferink, S.J.W.H., Driehuis, F., Gottschal, J.C. y Spoelstra, S.F. 2011. Estudio 2.0 - Los procesos de fermentación del ensilaje y su manipulación. En: Uso del ensilaje en el trópico privilegiando opciones para pequeños campesinos. Estudio FAO producción y protección vegetal 161. Memorias de la conferencia electrónica de la FAO sobre el ensilaje en los trópicos. 1 septiembre a 15 diciembre 1999. Editado por L. ‘t Mannetje (Italia). 1730 pp.
  • Rodríguez, Z. 2004. Uso del boniato (Ipomea batata) en la tecnología de fermentación en estado sólido de la caña de azúcar. Tesis presentada en la opción al grado científico de Doctor en Ciencias Veterinarias. Instituto de Ciencia Animal. La Habana, Cuba Rodríguez, Z., Boucourt, R.,
  • Rodríguez, J., Albelo, N., Núñez, O. y Herrera, F.R. 2006. Aislamiento y selección de microorganismos con capacidad de degradar el almidón. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, 40(3): 349-354
  • Valdivié, M. y Bernal, H. (comps.). 2012. Alimentación de aves, cerdos y conejos con yuca, batata, banano, arroz, caña, DDGS y amaranto. Universidad Autónoma de Nuevo León, México-EDICA, Instituto de Ciencia Animal, Cuba. 230 pp.
 
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