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INTRODUCCIÓN
El sacha inchi (Plukenetia volubilis L) es un cultivo nativo de la selva tropical de Sudamérica con gran potencial económico y de industrialización (Wang et al., 2018), especialmente por ser una planta considerada como fuente importante de aceites y proteína (Gutiérrez et al., 2017, Benítez et al., 2018, Romero et al., 2019), comparables con la soya (Glycine max), maní (Arachis hypogaea) y girasol (Helianthus annuus) (Kodahl, 2020). El producto residual luego de la extracción del aceite de la semilla de sacha inchi genera una torta con alto valor nutritivo (proteína cruda; 56.6%, grasa total: 4.1% y carbohidratos: 30.7%, en base seca) y tiene un alto contenido de aminoácidos como lisina, histidina, leucina, isoleucina, valina, triptófano y fenilalanina (Rawdkuen et al., 2016), por lo que es importante su evaluación como insumo en la alimentación animal. Sin embargo, tanto la semilla como la torta presentan factores antinutricionales (compuestos fenólicos, taninos, inhibidores de tripsina, saponinas, alcaloides, lectinas y ácido fítico) que dificultan su uso en la alimentación animal (Alcívar et al., 2020, Kodahl, 2020) al reducir el consumo y reducir la absorción de los nutrientes, lo que ocasiona disminución del crecimiento y pobre conversión alimenticia (Quintana, 2010). Estos efectos negativos pueden ser controlados cuando son procesados mediante hidratación o tratamiento térmico (tostado, cocción en autoclave) a altas temperaturas (70-100 ºC) (Loor-Mendoza, 2016; Vílchez, et al., 2016; Kodahl, 2020).
El cuy (Cavia porcellus) es muy consumido en Bolivia, Perú, Ecuador y Colombia (Camino e Hidalgo, 2014; Sánchez-Macías et al., 2018). Su carne es altamente digerible y nutritiva debido a su alto contenido de proteína, bajo contenido de grasa y colesterol (Mendoza et al., 2019; de Figueiredo et al., 2020). La crianza de cuy en el Perú ha suscitado un gran interés por ser una de las especies domésticas más promisorias, no solo por ser una fuente de proteína animal de alto valor biológico para el consumo, sino también por su gran potencial como fuente de ingreso económico para la población rural (Camino e Hidalgo, 2014; Tarrillo et al., 2018). Además, la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) considera a este roedor una importante fuente para la seguridad alimenticia, especialmente para las poblaciones de menores ingresos económicos (Guevara et al., 2016).
El mayor costo en la producción de cuyes (70%) es debido al rubro de alimentación (Tarrillo et al., 2018). El Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos (NRC) recomienda formular las dietas de cuyes (NRC, 1995) en base a la energía metabolizable (EM); sin embargo, actualmente se siguen formulando en base a energía digestible (ED). Los estudios en el país para establecer valores de energía digestible y metabolizable de ingredientes alimenticios en cuyes son limitados (Farro, 2012; Calcina 2015; Hidalgo y Valerio, 2020); en general; se conoce que los valores de energía, ED y EM de los ingredientes de las dietas varían dependiendo de su composición química, tipo de dieta, procesamiento, especie animal, genética, edad y nivel de alimentación, entre otros factores (Tancharoenrat et al., 2013; Mateos et al., 2018; Barzegar et al., 2020; Moscoso-Muñoz et al., 2020).
La técnicas de tratamiento térmico (peletización y extrusión) son tecnologías versátiles y eficientes que utiliza un tratamiento físico de alta temperatura y de corta duración y tiene una amplia gama de aplicaciones en el procesamiento de granos (Gaopeng et al., 2019). Estas técnicas permiten la con- versión del almidón, desnaturalización de la proteína, oxidación de lípidos, incrementa la solubilidad del contenido de fibra dietaria, disminuye la activación enzimática y reduce la población microbial (Drew et al., 2007; Gaylord et al., 2008; Glencross et al., 2012), lo cual influye sobre la digestibilidad de los nutrientes y energía, principalmente de las proteínas y energía, puesto que evitan el bloqueo de la actividad enzimática en el intestino al producir el desdoblamiento de las cadenas proteicas vegetales, facilitando la acción enzimática (Vílchez et al., 2016). Adicionalmente, la peletización al producir la gelatinización parcial del almidón, facilita la aglutinación de los ingredientes permitiendo su mayor uniformidad en la dieta (Honorato et al., 2012).
Teniendo en cuenta lo anterior y considerando que el sacha inchi puede incluirse como un insumo con potencial de uso en la dieta de cuyes, el estudio tuvo como objetivo determinar los nutrientes digestibles (energía digestible y metabolizable) de la semilla y torta de sacha inchi precocido en dos formas de procesamiento (peletizado y extruido) en cuyes en condiciones de trópico húmedo.
MATERIALES Y MÉTODOS
Localización
El experimento se llevó a cabo en la Unidad de Ensayos Metabólicos de la Facultad de Zootecnia de la Universidad Nacional Agraria de la Selva (UNAS), Tingo María, Perú. La zona se encuentra a una altitud de 660 msnm y presenta una temperatura promedio anual de 24.5 °C, humedad relativa de 84% y precipitación pluvial anual media de 3194 mm. Está clasificada como bosque muy húmedo premontano tropical (bmh-PT).
Procedimiento Experimental
Animales
Se utilizaron 30 cuyes machos de la raza Perú, de tres meses de edad y peso vivo de 855 ± 64.6 g. Se utilizaron jaulas metabólicas individuales tipo cónicas, con área efectiva de 0.11 m2 (26 cm de diámetro x 18 cm de altura), acondicionados con comederos individuales tipo tolva para forraje y alimento balanceado, bebedero metálico y sistema para la colección de heces y orina por separado. Los cuyes fueron atendidos de acuerdo con la Ley de Protección y Bienestar de los Animales del Perú, Nº 30407.
Cocción de la semilla y torta de sacha inchi
El procesamiento térmico de cocción en agua se realizó de acuerdo con las recomendaciones de Quintana (2010). La semilla (previamente molida en un molino ciclónico con una criba de 1 mm) se coció a 95 °C/15 min. La torta (subproducto que se obtiene al extraer el aceite de la semilla de sacha inchi) fue procesada a 95 ºC/5 min. Terminado la cocción, ambos insumos se secaron en una estufa de aire circulante a 60 ºC/48 h. La composición nutricional de los insumos en estudio se muestra en el Cuadro 1.
Cuadro 1 Composición nutricional y energía de la semilla y torta de Sacha inchi después del tratamiento de cocción (como porcentaje de la materia seca
Características de la ración
La ración base fue una dieta balanceada para cuyes en la fase de acabado (Cuadro 2) cuya presentación física fue en forma de harina, a partir de la cual se hizo la sustitución porcentual peso/peso con el insumo en estudio (harina de semilla o harina de torta de sacha inchi). La ración base y las dietas experimentales fueron peletizadas y extruidas para cada experimento de manera independiente.
El peletizado de la ración base y dietas experimentales (mezcla de ración base + insumo en estudio) fueron realizados a una temperatura entre 80 a 83 °C. La extrusión de la ración base y dietas experimentales (mezcla de ración base + insumo en estudio) fueron realizados a una temperatura entre 95 a 100 °C. Las dietas fueron suplementadas con 200 mg de vitamina C protegida por cada kilogramo de alimento. La composición nutricional y energética de las diferentes dietas experimentales se muestra en el Cuadro 3.
Cuadro 3 Composición nutricional de las dietas experimentales luego procesamiento de peletizado y/o extrusión, expresados en tal como ofrecido
1RB: Ración base; 2RSP: RB 70% y 30% Semilla de sacha inchi precocido, pellet (SP); 3RSE: RB 70% y 30% Semilla de sacha inchi precocido, extruido (SE); 4RTP: RB 60% y 40% Torta de sacha inchi precocido, pellet (TP); 5RTE: RB base 60% y 40% Torta de sacha inchi precocido, extruido (TE)
Experimentos
Experimento I
Quince cuyes fueron distribuidos en tres grupos, cada uno de cinco cuyes. Al primer grupo se le suministró una ración base peletizada (RB), al segundo grupo una ración peletizada (RSP) que contenía 70% de RB en forma de harina y 30% de harina de semilla de sacha inchi precocido y al tercer grupo una ración extrusada (RSE) que contenía 70% RB en forma de harina y 30% de harina de semilla de sacha inchi precocido.
Experimento II
Quince cuyes fueron distribuidos en tres grupos, cada uno de cinco cuyes. Al primer grupo se le suministró una ración base extrusada (RB), al segundo grupo una ración peletizada (RTP) que contenía 60% de RB en forma de harina y 40% de harina de torta de sacha inchi precocido y al tercer grupo una ración extrusada (RTE) que contenía 60% RB en forma de harina y 40% de harina de torta de sacha inchi precocido.
Prueba Biológica
Los animales fueron adaptados al alimento y a las nuevas condiciones de manejo durante los primeros siete días de cada experimento. Para el pesaje del alimento, animales, heces y orina se utilizó una balanza con capacidad de 2000 g y 0.1 g de legibilidad (Ohaus SP2001 Scout Pro). El alimento y el agua fueron suministrados ad libitum dos veces por día a las 06:00 y 18:00 h. Los datos de la prueba biológica se muestran en la Cuadro 4.
Cuadro 4 Peso vivo, consumo de alimento y producción de heces de los cuyes de acuerdo con las dietas en estudio (promedio ± desviación estándar)
En los siete días siguientes se evaluó:
Peso inicial y final de los animales.
Se registró diariamente la cantidad de ali mento suministrado y rechazado.
El consumo de alimento (expresado en materia seca - MS) se calculó por diferencia entre el alimento suministrado menos el alimento residual.
Las excretas (heces y orina) fueron colectadas a intervalos de 24 horas. Las heces colectadas fueron limpiadas manualmente separando residuos alimenticios u otros objetos contaminantes, empleando una zaranda con tamaño de criba de 3 mm.
La colección de la orina se hizo en vasos de precipitado graduados que contenían 20 ml de H2SO4 al 0.01% N. Se colocó una tela gaza en la boca de cada vaso como trampa de colección para evitar que la orina se mezcle con restos de heces, alimentos y pelos. Se midió el volumen y peso total. Se filtró y se tomó una muestra 10 ml que fueron vertidos sobre un papel filtro de celulosa libre de ceniza colocados de una placa petri y secados a 60 ºC/ 48 horas en una estufa por convección natural (Sanz et al., 2001).
Las heces frescas fueron pesadas y secadas a 60 ºC/48 h en una estufa por convección natural.
Digestibilidad Aparente
Para determinar la digestibilidad aparente (Da) de la ración base y de las raciones pruebas se utilizó el método directo (Crampton y Harris, 1974): Da (%) = ENT#091;(NC (g) - NH(g))/(NC (g)ENT#093; x 100, donde NC = Nutriente consumido, NH, Nutriente excretado en las heces.
La Da de la semilla o torta de sacha inchi precocido y en forma de pellets o extruido se determinó utilizando el método de sustitución y colecta total de heces (Crampton y Harris, 1974). Para lo cual, se tomó en cuenta la digestibilidad de la ración base (RB) y de las mezclas (RM): Da (%) = (100 (RM- RB))/S + RB, donde Da = Digestibilidad aparente del sacha inchi (semilla o torta precocido peletizado o extruido), RM = Digestibilidad aparente de las mezclas, RB = Digestibilidad aparente de la ración base, S = Nivel de sustitución (%) del sacha inchi en la ración mezcla (30% de semilla y 40% de torta de sacha inchi).
Energía Digestible Aparente y Metabo- lizable Aparente
La energía digestible aparente (EDa) se determinó a partir del contenido de energía bruta del alimento y de las heces, utilizando el procedimiento descrito por Crampton y Harris (1974) expresados en base seca: EDa (kcal/kg) = EB - (EH x Qh)/Qa, donde Eda = Energía digestible aparente, EB = Energía bruta del alimento (kcal/kg), EH = Energía bruta de las heces (kcal/kg), Qh = Cantidad de heces producidas por día (kg), Qa =Cantidad de alimento consumido por día (kg).
La energía metabolizable (EMa) de la dieta basal y de las dietas experimentales se determinó utilizando los valores de energía bruta del alimento, heces y orina, mediante el uso de la fórmula EMa (kcal/kg) = ED - (EO x Qo), donde: EMa = Energía metabolizable aparente del insumo problema (kcal/kg), ED = Energía digestible (kcal/kg), EO = Energía bruta en la orina (kcal/kg), y Qo= Cantidad de orina producida por día (kg).
Además, se determinó la metabolicidad, utilizando la siguiente fórmula: Metabolicidad = EMa/EB, donde EMa = Energía metabolizable aparente del insumo en estudio (kcal/kg), EB = Energía bruta del insumo en estudio (kcal/kg).
Análisis Químico y Energía
El análisis químico de las raciones, insumos y excretas (heces y orina) se realizó de acuerdo con los métodos descritos por la AOAC (2007): Contenido de materia seca (MS) por desecación (AOAC 934.01), proteína cruda (PC) por el método semi microKjeldahl usando el factor N x 6.25 (AOAC 990.03), extracto etéreo (AOAC 920.39) y fibra cruda (AOAC 978.10). La energía bruta del alimento, heces y orina se determinó en una bomba calorimétrica adiabática (Parr 6300).
Análisis Estadístico
Los resultados de digestibilidad, energía digestible y metabolizable fueron analizados mediante la prueba de media t-student para comparar si existe diferencia por efecto de la forma física de presentación (peletizado vs extruido), tanto en el experimento I comoen el II. Se verificó la normalidad de los residuos mediante la prueba de Shapiro-Wilks modificada y la homocedasticidad mediante la prueba F de igualdad de varianzas. Todos los datos fueron analizados utilizando el Software estadístico InfoStat v. 2018 (Di Rienzo et al., 2018).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Digestibilidad Aparente
Los resultados de Digestibilidad aparente (Da) indican que no existe diferencia entre la presentación peletizado y extruido tanto en la semilla como la torta de sacha inchi precocido (Cuadro 5). La Da de la MS de la TP y TE fueron valores similares al 81.4% del residuo de quinua (Calcina, 2015), al 79.0% del gluten de maíz y al 81.5% del hominy Feed (Hidalgo y Valerio, 2020), mientras que los valores de Da de la MS de la SP y SE (54.4 y 48.7%) fueron inferiores a los valores reportados por estos mismos autores. La Da de la PB fue inferior a la digestibilidad in vitro de la PB de la harina de Canavalia ensiformis de 89.5% determinados por Zamora (2003). Sin embargo, las Da de la PB, FC y EE fueron superiores a los valores de Da reportados por Huarco (2012) para la semilla de achiote (Bixa orellana) despigmentada y seca.
Cuadro 5 Digestibilidad aparente de la semilla y torta de sacha inchi (promedio ± desviación estándar)
La mayor digestibilidad de la MS de la torta de sacha inchi precocido podría deberse a su alto contenido de proteína (Alonso et al., 2000; Zamora, 2003; Alcívar et al., 2020) y por el tratamiento térmico al que fue sometido. Se sabe que los tratamientos térmicos, tales como cocción (Quintana, 2010), peletización húmeda (Loor-Mendoza, 2016; Gaopeng et al., 2019) y extrusión (Murillo, 2020) permiten una mayor acción de las enzimas a las proteínas del ingrediente tratado, así como la inactivación de los factores anti-nutricionales de la proteína (Adeleke et al., 2017), con lo que se evita el bloqueo de la actividad enzimática en el intestino debido a que producen el desdoblamiento de las cadenas proteicas vegetales, facilitando la acción enzimática (Vílchez et al., 2016). Esto implica que la proteína se disocia y libera, quedando más disponible para la digestión (Alonso et al., 2000; Zamora, 2003; Murillo, 2020).
En efecto, una remoción parcial de los taninos y ácido fítico probablemente crea un espacio dentro de la matriz, el cual incrementa la susceptibilidad al ataque enzimático y consecuentemente incrementa la digestibilidad después del proceso de cocción, mejorando la eficiencia productiva de los animales (Rehman y Shah, 2005; Kiarie y Mills, 2019), lo que pone en evidencia la estrecha relación existente entre el valor nutritivo de los alimentos y su coeficiente de digestibilidad (Ly et al., 2013) dependiendo sus variaciones del contenido de carbohidratos solubles y de proteínas (Farro, 2012; Kristiawan et al., 2019).
La alta digestibilidad también podría deberse al alto contenido de PB de la semilla de sacha inchi precocida de 40.6% y torta de sacha inchi precocida de 65.6% y al menor contenido de FC, lo cual permite al cuy tener una buena digestión enzimática y fermentativa. El procesamiento térmico de los alimentos permite la modificación del almidón, incrementa la solubilidad de la fibra, la mayor oxidación de los lípidos y desnaturalización de la proteína (Kristiawan et al., 2019), favoreciendo con ello la digestibilidad. Por otra parte, los cuyes son más eficientes para digerir alimentos fibrosos y poseen una elevada capacidad de almacenamiento en su tracto digestivo frente a otros animales como los conejos (Sakaguchi y Ohmura, 1992; Franz et al., 2011). En este sentido, Ly et al. (2013) mencionan que la digestibilidad de los alimentos mantiene directa relación con el contenido nutritivo (FC, principalmente). Por su parte, Caycedo (2000) manifiesta que a mayor capacidad fermentativa del tracto gastrointestinal del cuy, que alcanza valores a nivel del ciego de 46% y en el colon de 29%, también podría explicar las mayores diferencias en la digestibilidad de la MS de los alimentos.
Energía Digestible y Metabolizable Aparente
Los valores de EDa y EMa de la semilla de sacha inchi peletizado y extruida fueron similares entre sí (p>0.05) al igual que la eficiencia digestiva (54.8% en promedio) y metabolicidad (46.4%) (p>0.05). Resultados similares se aprecian para la torta de sacha inchi peletizado y extruida donde la EDa, EMa y utilización de la energía no guardan diferencias entre sí (p>0.05) (Cuadro 6). La EDa de la semilla y torta de sacha inchi peletizado y extruida fueron superiores a los valores reportados de 2531 kcal/kg MS del polvillo de arroz (Farro, 2012), y valor de 2810 kcal/kg del residuo de quinua (Calcina, 2015). Así mismo, los valores de EMa de la semilla de sacha inchi precocido y torta de sacha inchi precocido tanto peletizado como extruida presentan una mayor concentración de EMa con relación al 1217.3 kcal/kg del afrecho de trigo, 3009.3 kcal/kg de la harina de pescado, 2761.0 kcal/kg de la torta de soya y 3227.27 kcal/kg del maíz, reportados por Japan (2000).
Cuadro 6 Energía digestible y metabolizablebaparente de la semilla y torta de sacha inchi (promedio ± desviación estándar)
Las variaciones en los valores energéticos estarían determinadas por la composición química de las dietas, en las cuales la inclusión de torta de sacha inchi tuvo un menor aporte de EE, determinando un mayor aporte de proteína, favoreciendo el mayor aprovechamiento a nivel digestivo y metabólico de los nutrientes (Moscoso-Muñoz et al., 2020; Murillo, 2020). Diversos estudios muestran a la grasa como uno de los nutrientes cuyo valor como alimento animal presenta mayor variabilidad, siendo influenciada principalmente por su nivel de consumo (Plascencia et al., 2005), ya que cuando la cantidad de los lípidos que llegan al duodeno sobrepasa la limitada capacidad de producción biliar y enzimática intestinal, hecho que pudo ocurrir debido al elevado contenido de grasa de la semilla de sacha inchi; afectando su absorción. Este proceso de digestión y absorción de los lípidos se ve afectada por la edad de los animales, las características propias del lípido como son la longitud de la cadena del ácido graso, nivel de saturación o número de dobles enlaces (Plascencia et al., 2005; Tancharoenrat et al., 2013), la presencia o ausencia de éster (triglicéridos o ácidos grasos libres), la relación entre ácidos grasos saturados e insaturados y la flora intestinal (Plascencia et al., 2005).
CONCLUSIONES
Para el caso de la semilla y torta de sacha inchi precocido peletizado y precocido extruido:
La digestibilidad aparente de la materia seca fue 54.4, 48.7, 82.5 y 76.7%, respectivamente.
La energía digestible aparente fue de 3296, 3681, 4621 y 4161 kcal/kg MS, y la energía metabolizable aparente fue de 2676, 3243, 4346 y 4137 kcal/kg MS, respectivamente.
