ARTÍCULOS PRIMARIOS

Calidad fermentativa de ensilajes líquidos de chontaduro (Bactris gasipaes) tratados con yogur natural, suero de leche y melaza

Fermentative quality of liquid silage of peach palm (Bactris gasipaes) treated with natural yoghurt, whey and molasses

 

Willan Orlando Caicedo^1,2,3, Juan Carlos Moyano¹, Segundo Benedicto Valle¹, Luis Antonio Díaz¹, María Eduarda Caicedo²

¹ Departamento de Ciencias de la Tierra, Universidad Estatal Amazónica, Pastaza, Ecuador

² Granja Agropecuaria Caicedo, Puyo, Pastaza, Ecuador

³ E-mail: orlando.caicedo@yahoo.es

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RESUMEN

El estudio tuvo como objetivo evaluar los efectos de la adición de yogur natural, suero de leche y melaza en ensilajes líquidos de chontaduro (Bactris gasipaes) sobre indicadores físicoquímicos, biológicos y organolépticos para su uso en la alimentación animal. Se trabajó con tres ensilados utilizando la drupa madura de la planta: chontaduro con yogur natural (CYN), chontaduro con suero de leche (CSL), y chontaduro con suero de leche y melaza (CSLM). Se preparon 30 microsilos por tratamiento de un 1 kg cada uno que se evaluaron los días 1, 4, 8, 15, 30 y 60 de iniciado el proceso de conservación (cinco por tratamiento). Las variables estudiadas fueron temperatura, pH, presencia de bacterias (E. coli, Clostridium spp, Salmonella spp), olor, color y consistencia. Temperaturas más altas se encontraron en CYN (22.56 ºC) y CSLM (22.52 ºC) en el día 1, CYN (22.48 ºC) yCSL(22.42ºC) en el día15, CYN (22.50 ºC)enel día 30, yCYN(22.46 ºC) yCSL(22.34 ºC) en el día 60 (p<0.05). Los valores más altos de pH se observaron en CYN (4.82) en el día 1 y día 4 (4.49) con relación a los otros tratamientos (p<0.05). CSLM presentó el menor pH entre los días 8 y 60 (4.19-4.17) (p<0.05). No hubo presencia de las bacterias en estudio en ninguno de los tratamientos. Los ensilados presentaron olor dulce fermentado, color café amarillento y consistencia semidura en todas las evaluaciones. Los tres ensilados líquidos de drupa de chontaduro presentaron un comportamiento adecuado de los indicadores físicoquímicos, microbiológicos y organolépticos hasta el día 60, todos aptos para el consumo de animales.

Palabras clave: alimento alternativo; Bactris gasipaes; cerdos; fermentación líquida

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ABSTRACT

The aim of this study was to evaluate the effects of the addition of natural yoghurt, whey and molasses in liquid silages of peach palm (Bactris gasipaes) on physicochemical, biological and organoleptic indicators for use in animal feed. Three silages were used using the mature drupe of the plant: peach palm with natural yogurt (CYN), peach palm with whey (CSL), and peach palm with milk whey and molasses (CSLM). Thirty microsilos were prepared per treatment of 1 kg each, which were evaluated on days 1, 4, 8, 15, 30 and 60 of the start of the conservation process (five per treatment). The variables studied were temperature, pH, presence of bacteria (E. coli, Clostridium spp, Salmonella spp), smell, color and consistency. Higher temperatures were found in CYN (22.56 °C) and CSLM (22.52 °C) on day1, CYN (22.48 °C) and CSL (22.42 °C) on day 15, CYN (22.50 °C) on day 30, and CYN (22.46 °C) and CSL (22.34 °C) on day 60 (p<0.05). The highest pH values were observed in CYN (4.82) on day 1 and day 4 (4.49) as compared to the other treatments (p<0.05). CSLM had the lowest pH between days 8 and 60 (4.19-4.17) (p<0.05). There was no presence of the bacteria under study in none of the treatments. The silages presented sweet fermented odor, yellowish brown color and semi-hard consistency in all evaluations. The three liquid silages of peach palm drupes presented adequate physicochemical, microbiological and organoleptic characteristics until day 60, all suitable for animal feeding.

Key words: alternative feed; Bactris gasipaes; pigs; liquid fermentation

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INTRODUCCIÓN

En Ecuador se produce una amplia gama de productos agrícolas para la alimentación humana, y se genera una alta tasa de alimentos que no cumplen los estándares para consumo de la población, y que no se aprovechan de forma adecuada para la alimentación animal (Caicedo et al., 2015). El uso de alimentos locales constituye una buena fuente de alimentos alternativos para los cerdos (Lezcano et al., 2017). Por otro lado, estos productos están disponibles en gran volumen, pero por su carácter perecedero, se limita su uso, y no se pueden aprovechar de forma eficiente en la alimentación porcina (Castro y Martínez, 2015). Entre estos, se encuentra la drupa del cultivar de chontaduro (Bactris gasipaes), fruta conocida como pupunha en Brasil, pijuayo en Perú y pijiguao en Venezuela (Valencia et al., 2012).

En las regiones tropicales y subtropicales de Ecuador, la drupa de chontaduro se produce en dos épocas del año (febreroabril y julio-septiembre), con buenos rendimientos y apreciable contenido de nutrientes, entre los que se destaca el contenido de grasa, proteína, almidón, fibra dietética, azúcares reductores, vitamina C y carotenoides (Arroyo y Murillo, 2014; Escobar et al., 2016). Sin embargo, la fruta, una vez cosechada, inicia un rápido proceso de descomposición por la acción de microorganismos putrefactivos, lo cual limita la vida útil de la drupa para su utilización en la alimentación de animales (Chaturvedi et al., 2013).

Este escenario permite utilizar la técnica de ensilaje líquido a través del uso de inóculos de bacterias acido lácticas (Lactobacillus plantarum, L. gasseri, L. acidophilus, L. rhamnosus [casei], Estreptococus termófilus, L. bulgaricus, Leuconostoc spp y Pediococcus spp) como una alternativa asequible para su uso en la alimentación de porcinos (Lezcano et al., 2015). Este proceso biotecnológico permite mantener un adecuado control del ácido láctico, pH y amoniaco (NH₃), para obtener un producto ensilado de óptima calidad nutricional, microbiológica y organoléptica, sin peligro de transmitir enfermedades para los animales (Wang et al., 2016).

El objetivo de este estudio fue evaluar los efectos de la adición de yogur natural, suero de leche y melaza sobre indicadores fisicoquímicos, biológicos y organolépticos de ensilajes líquidos de chontaduro (Bactris gasipaes) para su uso en la alimentación animal.

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se realizó en las instalaciones de la «Granja Agropecuaria Caicedo», ubicada en la parroquia Tarqui, provincia de Pastaza, Ecuador. La zona tiene un clima semicálido o subtropical húmedo, con precipitaciones pluviales anuales entre 4000 y 4500 mm, humedad relativa media de 87% y temperatura mínima y máxima promedio de 20 y 28 ºC (IGM, 2016). Se encuentra a una altitud de 900 msnm.

En la preparación de los ensilajes (Cuadro 1) se siguieron los procedimientos de Caicedo (2015). Los microsilos se realizaron con drupa de chontaduro madura, las que por su apariencia física no cumplían las exigencias que establecen los consumidores, en cuanto a tamaño, forma y peso. Se adquirió un total de 120 kg de fruta de cinco días de poscosecha procedente del centro de acopio «San Jacinto» de la parroquia Tarqui. Los frutos fueron lavados en forma inmediata y molidos en forma fresca con un molino mixto, provisto de cuchillas y criba de 2.0 cm, para obtener un tamaño de partícula uniforme. La melaza procedió de la central panelera «Tarqui». El yogur natural provino de la empresa «Toni S.A» de la red parroquia Puyo. El suero de leche se obtuvo en la quesería «UniónLibre»delaparroquia10 deAgosto. La melaza se traslado a temperatura ambiente de 25 ºC en galones plásticos, mientras que el yogur natural y el suero de leche se transportaron en termos de acero inoxidable Mountain a 10 ºC. El tiempo de traslado de las materias primas hacia las instalaciones de la «Granja Agropecuaria Caicedo» varió entre 10 y 15 minutos.

Las materias primas se pesaron en una balanza digital Camry, de 100 kg de capacidad y se depositaron en tres tanques plásticos, a razón de 50 kg de mezcla por recipiente. Cada tanque tenía una capacidad total para 100 kg. El suero de leche y el yogur tenían una temperatura de 10 ºC al momento de la preparación. Primero se colocó el chontaduro picado, y luego el resto de cada componente del tratamiento respectivo. Las mezclas se homogenizaron manualmente con una paleta de madera, durante 15 minutos y a temperatura ambiente (24 ºC). Luego, se introdujeron en microsilos de polietileno con capacidad para 1 kg, se cerraron y se almacenaron bajo techo y protegidos de la luz solar (Caicedo, 2013). Todos los silos se hicieron en una sola oportunidad.

Los indicadores físicoquímicos (temperatura y pH) se determinaron en 90 microsilos en los días 1, 4, 8, 15, 30 y 60 del proceso de ensilaje, evaluándose cinco microsilos por tratamiento en cada oportunidad. La temperatura en los microsilos se midió a 20 cm de profundidad, conun termómetro digitalMartini 2012 de precisión ± 0.5 ºC (Caicedo, 2013). Para la valoración del pH se utilizó extracto acuoso formado por una fracción de 25 g de ensilado y 250 ml de agua destilada (Cherney y Cherney, 2003).

Se tomaron muestras al azar en nueve microsilos (tres por tratamiento) de los 15 utilizados en la determinación de los indicadores físico-químicos en cada día de conservación. En total se recolectaron 54 muestras, cada una de 200 g de ensilado, en frascos plásticos trasparentes estériles, con capacidad para 250 g. Se hizo el contaje de Escherichia coli, Clostridium spp y Salmonella spp, según los procedimientos de la AOAC (2003.01, Ed 20, 2016).

Las características organolépticas (olor, color y consistencia) se determinaron a los 4, 8, 15, 30 y 60 d de conservación (Cuadro 2), según Caicedo y Valle (2016). Se tomaron muestras al azar en 12 microsilos (cuatro por tratamiento) de los 15 microsilos evaluados en los diferentes tiempos de preservación. En total, se colectaron 60 muestras de 500 g cada una de ensilado en tarrinas plásticas de 1 kg de capacidad.

Los indicadores físicoquímicos y biológicos se evaluaron a través de un diseño completamente aleatorizado simple. El análisis de varianza se hizo de acuerdo a los procedimientos de Steel et al. (1997) y las medias se contrastaron por la prueba de Duncan (1955). Los análisis se hicieron con la aplicación del programa estadístico Infostat (Di Rienzo et al., 2012). Para valorar las características organolépticas (olor, color y consistencia) se hicieron diagramas de barras.

RESULTADOS

No se notó aroma de alcohol ni síntoma de descomposición de los ensilajes al momento de la apertura de los microsilos. Los cambios de temperatura se muestran en el Cuadro 3. En el día uno, la temperatura del ensilado fue más alta en CYN (22.56 ºC) y CSLM (22.52 ºC) en comparación con CSL (22.24 ºC) (p<0.05). No obstante, las mediciones en los días 4 y 8 no revelaron diferencias entre tratamientos.

En el día 15, la temperatura del ensilaje fue mayor en CYN y CSL en comparación con CSLM (p<0.05). La temperatura difirió significativamente entre los tres tratamientos en el dia 30, siendo la mayor en CYN (p<0.05), mientras que en el día 60 se presentó una situación similar a la del día 15, donde los ensilados CYN y CSL presentaron las mayores temperaturas (p<0.05).

El comportamiento del pH en ensilados líquidos de chontaduro se muestra en el Cuadro 4. El pH fue más alto al inicio de la fermentación en todos los tratamientos, donde CYN presentó el mayor valor (p<0.05). Entre los días 4 y 60 el pH se mostró estable para todos los ensilados, sin embargo, hubo diferencias significativas (p<0.05), pues el pH de CYN fue el más alto, seguido por CSL y CSLM respectivamente.

En los análisis microbiológicos no hubo presencia de Escherichia coli, Clostridium spp o Salmonella spp. Tampoco se encontraron diferencias en las características organolépticas de los ensilados líquidos de chontaduro. Los tres tratamientos presentaron características organolépticas idóneas (100%) en cuanto a olor (dulce fermentado), color (café amarillento) y consistencia (pastosa).

DISCUSIÓN

Indicadores Fisicoquímicos

Al inicio de la fermentación (día 1), los tratamientos CYN y CSLM presentaron la mayor temperatura en relación al tratamiento CSL. Varios estudios señalan que la variación de la temperatura al comienzo del proceso de fermentación se asocia con las células de las plantas que continúan respirando hasta que consumen todo el oxígeno presente en la materia prima vegetal. Simultáneamente, durante este proceso respiratorio se produce calor, agua y dióxido de carbono (Blanco-Valdes et al., 2016).Así también, en la superficie de los vegetales se encuentra un grupo de microflora epifítica (bacterias, hongos y levaduras) que generan una actividad microbiológica y enzimática produciendo calor hasta estabilizarse (Zahiroddini et al., 2004).

Por otra parte, la menor temperatura registrada en el tratamiento CSL pudo estar influenciada por la mayor concentración de bacterias ácido lácticas (BAL) presentes en el suero de leche en relación a los tratamientos que incluían agua con yogur natural CYN y suero de leche con melaza CSLM. Los inóculos al momento del inicio de la fermentación juegan un papel clave para el éxito del proceso de conservación de los ensilajes (Granados-Marín et al., 2014). Este hecho fue confirmando por Triana et al. (2014), quienes sometieron a un proceso de ensilaje a dos subproductos agroindustriales: cáscara de naranja y plátano de rechazo a través de la inoculación con Lactobacillus bucheneri proveniente del lactosuero y comprobaron la eficiencia del uso del inoculante en la reducción del tiempo de fermentación, y la estabilización de las variables temperatura, pH, incremento del porcentaje de ácido láctico y crecimiento de BAL con mejoras en la calidad microbiológica y palatabilidad del ensilado.

La temperatura fue estable en los tres tratamientos entre los días 4 y 8. Para controlar la temperatura de los silos y producir un ensilaje de buena calidad se requiere de la inoculación con BAL a un nivel mínimo de 10⁵ UFC g^-1 de materia vegetal fresca (Wang et al., 2017). En este caso, la estabilidad de la temperatura puede atribuirse a que hubo una buena colonización de BAL aportadas por el yogur natural, el suero de leche y la melaza (Caicedo et al., 2016).

Al trascurrir el proceso de fermentación desde el día 15 hasta el 60, los ensilados CYN y CSL presentaron las temperaturas más altas con respecto a CSLM. En investigaciones realizadas en la RegiónAmazónica Ecuatoriana (RAE) por Caicedo et al. (2018), con ensilajes líquidos de banano orito con caña panelera tratados con yogur natural, melaza y suero de leche, encontraron diferencias significativas (p<0.05) en temperatura entre tratamientos durante los 60 días de estudio; sin embargo, la diferencia entre tratamientos fue de 0.38 ºC, siendo la temperatura registrada en los silos entre 22.41 y 22.79 ºC, resultados similares en correspondencia a los obtenidos en el presente estudio. La poca variación en la temperatura puede atribuirse a que no hubo actividad de microorganismos patógenos probablemente por la exclusión competitiva de las BAL desarrolladas en el medio (Caicedo et al. 2017). Por otra parte, si la temperatura en los silos cambia drásticamente se afecta la viabilidad y la actividad de acidificación de las BAL y se inhibe la síntesis proteica (Song et al., 2014), pues estas se desarrollan adecuadamente entre 15 y 25 ºC. Además, este rango de temperatura ayuda a mantener el pH idóneo con valores de 3.9 a 4.3 para producir un buen ensilaje (Wang et al., 2017).

El mayor valor de pH de los ensilados se presentó en el día 1 de evaluación, especialmente en CYN. Esto se debe a que al inicio del proceso fermentativo la actividad de las BAL es reducida. Cambios en el pH depende de la cantidad de inóculos y carbohidratos solubles que se utilicen en los ensilados para que la población microbiana benéfica reduzca el pH rapidamente al aumentar las concentraciones de lactato y acetato (Ogiy et al., 2015; Graf et al., 2016; Ogunade et al., 2018). En este caso, CYN tenía en su formulación un alto contenido de H₂O en relación con CSL que poseía una alta inclusión de suero de leche y CSLM suero de leche con melaza. En este sentido, hay reportes que informan que la inclusión de suero de leche y melaza en los ensilajes ayudan a a una reducción temprana del pH hasta lograr su estabilización (Granados-Marín et al., 2014).

Entre los días 4 y 60 el tratamiento con yogur natural, CYN tuvo los mayores valores de pH. Al respecto, se evidenció que la utilización de suero de leche (CSL) y suero de leche con melaza (CSLM) redujeron más eficientemente el pH de los silos. Esto se debe a que el suero de leche contiene componentes como lactoalbúminas y lactoglobulinas ricas en aminoácidos de azufre (cisteína y metionina) y minerales. Las BAL usan el suero de leche para formar ácido láctico y la sacarosa de la melaza es convertida en glucosa y fructosa creando mejores condiciones para el desarrollo de Lactobacillus delbrueckii, L. helveticus y Streptomices thermophilus, microorganismos que ayudan a encontrar un rápido equilibrio del pH en los silos.Asimismo, un bajo pH permite hidrolizar los polisacáridos del material vegetal para que estén disponibles para las BAL (Bautista-Trujillo et al., 2009; Li et al., 2016; Wanga et al., 2016).

El rápido control del pH en los ensilajes dentro de las primeras 96 horas de elaboración permite reducir las concentraciones de ácido butírico, nitrógeno amoniacal y el nivel de fibra bruta (Nkosi y Meeske, 2010). La disminución de la pared celular asegura un beneficio en el consumo del alimento y una reducción en su efecto de llenado físico en los animales (Holland et al., 1995). Por otra parte, la pronta estabilización del pH en los ensilados permite conseguir una buena estabilidad aeróbica (da Silva et al., 2018) para restringir el desarrollo de enzimas proteolíticas, clostridios y enterobacterias que ocasionan daños en los ensilados (Álvarez et al., 2015).

Evaluación Microbiológica

En todos los ensilados hubo ausencia de Escherichia coli, Clostridium spp y Salmonella spp. Este efecto puede atribuirse a que el uso de BAL como conservantes en la industria de alimentos promueven la producción de sustancias antimicrobianas que contribuyen favorablemente a la conservación de los alimentos por su capacidad para inhibir el crecimiento de microorganismos patógenos y descomponedores presentes en las materias primas (Agudelo et al., 2015; Zhang et al., 2018).

En procesos de fermentación adecuados, los azúcares se convierten en ácidos orgánicos, principalmente ácido láctico y acético que son los responsables de la rápida caída del pH. En este medio se reduce la supervivencia de mohos, levaduras y clostridios, causantes de grandes pérdidas en los silos (Filya y Sucu, 2010; Santos et al., 2015).Así también, las BAL se utilizan en la industria alimentaria para preservar y mejorar las propiedades sensoriales de los alimentos; sus metabolitos como el peróxido de hidrógeno (H₂O₂) y otros procedentes del metabolismo del oxígeno, así como compuestos aromáticos (diacetilo, acetaldehido), derivados deshidratados del glicerol (reuterina), bacteriocina, diploccocinas, lactalinas y acidofilinas pueden inhibir el crecimiento de Salmonella spp, Listeria monocytogenes, Escherichia coli y Staphylococcus aureus (Fernández et al., 2014; Li et al., 2015). Por otra parte, los ensilajes mal conservados pueden ser una fuente de micotoxinas (deoxinivalenol y zearalenona), provocadas por el acceso de aire a los silos (Kalac, 2011).

Características Organolépticas

Los tres ensilados presentaron olor dulce fermentado, color café amarillento y consistencia semidura. Resultados similares han sido reportados por Caicedo (2015) en ensilados de tubérculos de taro (Colocasia esculenta) hasta el día 30 de conservación. En forma similar, Caicedo et al. (2017) reportó resultados adecuados en ensilados de banano verde tratados con yogur natural, suero de leche y melaza. Es posible que la fermentación adecuada de los ensilajes, producto de una buena inoculación con BAL, limiten la producción de ácido butírico y, con esto, se favorezca el desarrollo de características organolépticas idóneas en los ensilados (Nkosi et al., 2016), así como un deterioro más lento del ensilado luego de ser expuestos al aire (Rodríguez et al., 2016).

En condiciones de un buen almacenamiento, las bacterias iniciadoras o BAL, además de la producción de ácido láctico para estabilizar el pH, contribuyen con el sabor, aroma y textura de los ensilajes, y modifican las proteínas, debido a su actividad metabólica sobre proteínas, azúcares y lípidos (Arribas y Polo, 2008; Pescuma et al., 2008; Lyimo et al., 2016).

Algunos tipos de BAL pertenecientes a los géneros Lactobacillus, Leuconostoc y Weissella, son capaces de producir diversos exopolisacáridos (dextrano, levan, β-glucano) que inciden sobre las propiedades reológicas, químicas y sensoriales de los alimentos (Li et al., 2014; Leroy y Vuyst, 2016). La formación de dextrano de baja ramificación influye sobre el espesor, mientras que la producción de β-glucano se relaciona con la elasticidad. El dextrano de baja ramificación que producen las cepas Weissella confusa y Leuconostoc lactis produce una textura espesa acompañada de un olor y sabor agradable de los alimentos (Juvonen et al., 2015).

CONCLUSIÓN

Los tres ensilados líquidos de drupa de chontaduro presentaron un comportamiento idóneo de los indicadores físicoquímicos, microbiológicos y organolépticos hasta el día 60, todos aptos para el consumo animal.

LITERATURA CITADA

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Recibido: 10 de abril de 2018

Aceptado para publicación: 18 de noviembre de 2018