UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE MEDICINA VETERINARIA Y ZOOTECNIA EVALUACION QUIMICA-NUTRICIONAL DE SACCHARINA SIN Y CON LACTOBACILOS TRABAJO RECEPCIONAL EN LA MODALIDAD DE: TESIS COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENER EL TÍTULO DE MÉDICO VETERINARIO ZOOTECNISTA PRESENTA: ANGELA COLORADO GARRIDO. ASESOR: PhD. FRANCISCO INDALECIO JUAREZ LAGUNES. VERACRUZ, VER. JULIO 2009 ÌNDICE GENERAL Resumen……………………………………………………………………… Introducción…………………………………………………………………... Antecedentes………………………………………………………………... Caña de azúcar………………………………………………………….. Saccharina……………………………………………………………….. Lactobacillus……………………………………………………………... Suero de leche…………………………………………………………... Análisis de forrajes……………………………………………………… pH ………………………………………………………………. Materia seca……………………………………………………… Proteína cruda……………………………………………………. Nitrógeno amoniacal…………………………………………….. Comportamiento animal con saccharina…………………………….. Justificación………………………………………………………………….. Hipótesis……………………………………………………………………... Objetivos…………………………………………………………………….. General…………………………………………………………………. Específicos…………………………………………………………… Material y métodos…………………………………………………………... Experimento 1…………………………………………………………... Experimento 2…………………………………………………………... Técnicas analíticas de laboratorio……………………………………. Determinación de pH en ensilaje fresco o congelado………. Determinación de nitrógeno amoniacal……………………….. Determinación de materia seca………………………………... Determinación de materia seca de corrección……………….. Determinación de material mineral o cenizas………………… Determinación de nitrógeno total………………………………. Pruebas con animales………………………………………………….. Prueba de cafetería …………………………………………….. Análisis estadístico………………………………………………………. Resultados y discusión……………………………………………………… Experimento 1…………………………………………………………... Experimento 2…………………………………………………………... Conclusiones………………………………………………………………… Literatura citada …………………………………………………………….. Anexos……………………………………………………………………….. PAG. VII 1 4 4 7 11 13 14 14 15 15 15 16 17 18 19 19 19 20 20 22 24 24 24 25 25 25 25 26 26 27 28 28 34 46 47 49 INDICE DE CUADROS PAG. Cuadro 1. Medias ajustadas del experimento 1 por tratamiento………….. 29 Cuadro 2: Medias ajustadas del experimento 1 por día………………....... Cuadro 3. Medias ajustadas del experimento 2 por tratamiento………….. Cuadro 4. Medias ajustadas del experimento 2 por día…………………… Cuadro 5. Medias ajustadas de los dos experimentos juntos por tratamiento……………………………………………………………………… Cuadro 6. Medias ajustadas de los dos experimentos juntos por día……………………………………………………………………………..… Cuadro No. 7: consumo diario de borregos de los 3 tratamientos……….. 30 35 36 41 42 45 Cuadro No. 8: Composición química-nutricional de los 4 tratamientos de la prueba piloto (1: caña de azúcar, 2: saccharina, 3: saccharina adicionada con lactobacillus extraídos de la col y 4: saccharina adicionada con lactobacillus cultivados en suero de leche)………………. 49 Cuadro No. 9: Composición química-nutricional de los 3 tratamientos de la segunda prueba (1: caña de azúcar, 2: saccharina, 3: saccharina adicionada con lactobacillus cultivados en suero de leche)………………. 50 Cuadro No.10: Composición química-nutricional de los tratamientos en las dos pruebas (1: caña de azúcar, 2: saccharina, 3: saccharina adicionada con lactobacillus cultivados en suero de leche)………………. 51 iii INDICE DE FIGURAS PAG. Figura 1. Cambios en la materia seca de cada tratamiento en base al tiempo del experimento 1…………………………………………………….. Figura 2. Cambios en el pH con el tiempo por tratamiento del experimento 1…………………………………………………………………. Figura No.3. Cambios en la proteína cruda de cada tratamiento en base al tiempo del experimento 1…………………………………………… Figura No.4. Cambios en el N amoniacal de cada tratamiento en base al tiempo del experimento 1…………………………………………………. Figura No.5. Cambios en la materia seca de cada tratamiento en base al tiempo del experimento 2…………………………………………………. Figura 6. Cambios en el pH con el tiempo por tratamiento del experimento 2…………………………………………………………………. Figura No.7. Cambios en la proteína cruda de cada tratamiento en base al tiempo del experimento 2…………………………………………… Figura No. 8. Cambios en el N amoniacal de cada tratamiento en base al tiempo del experimento 2…………………………………………………. Figura No.9. Cambios en la materia seca de los tratamientos en base al tiempo de los dos experimentos juntos………………………………….. Figura No.10. Cambios en el pH de los tratamientos en base al tiempo de los dos experimentos juntos……………………………………………… Figura No.11. Cambios en la proteína cruda de los tratamientos en base al tiempo de los dos experimentos juntos…………………………… Figura No.12. Cambios en el N amoniacal de los tratamientos en base al tiempo de los dos experimentos juntos………………………………….. 31 32 33 34 37 38 39 40 42 43 44 45 iv DEDICATORIAS A MI PADRE Gracias por creer y confiar en mi, por ayudarme en mi formación profesional, por estar siempre a mi lado apoyándome en lo que quiero, alentándome a seguir adelante; y principalmente por tu amor. A MI MADRE Que desde donde estas nunca me dejas sola y se que siempre estas a mi lado cuidándome, apoyándome a seguir adelante. A MI HERMANO Por todo tu amor y confianza que me ofreces, por creer en mi y apoyarme en todo para seguir adelante y que todo me salga bien. A MIS AMIGOS Por estar a mi lado en todo momento y apoyándonos unos a los otros. v AGRADECIMIENTOS MI ASESOR PhD. Francisco Indalecio Juárez Lagúnes: por su valiosa dirección y atención en la realización de este trabajo. vi RESUMEN Colorado Garrido Angela. 2009. Evaluación química-nutricional de saccharina sin y con lactobacilos. Tesis. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Universidad Veracruzana. Veracruz, Ver. México. La saccharina es un producto obtenido por fermentación de los tallos de caña de azúcar desprovistos de las hojas. Una opción para complementar el valor nutricional de la saccharina es agregar lactobacillus a la saccharina. Los lactobacilos dan lugar a ácido láctico como producto principal de fermentación. El objetivo del presente trabajo es para realizar una comparación de la evaluación química-nutricional de la saccharina y de la saccharina complementada con lactobacillus. Experimento 1 utilizando 4 tratamientos: caña de azúcar, saccharina, saccharina complementada con lactobacillus extraídos de la col y saccharina complementada con lactobacillus cultivados en suero de leche, los cuales se encostalaron tomando muestras los días 0, 1, 3 y 6. Experimento 2 utilizando 3 tratamientos: caña de azúcar, saccharina y saccharina complementada con lactobacillus cultivados en suero de leche, los cuales se dejan extendidos en una loza de cemento para su secado, tomando muestras los días 0, 1, 4, 5 y 6. A todas las muestras se les practicaron análisis de pH, NH3, materia seca, cenizas, nitrógeno total y se realizo una prueba de cafetería con borregos. A los resultados se les obtuvo medias ajustadas por análisis de varianza un solo camino de clasificación. La comparación de medias se realizo por el procedimiento de Tukey a una P≤0.05 El tratamiento de col se descarto por crecimiento de hongos. Con relación a materia seca se observa que mostraron valores similares dentro del rango, el pH no se afecto en ningún tratamiento, la proteína cruda se incrementa en saccharina y saccharina adicionada con lactobacilos con relación a la caña sola, desconociéndose los valores de proteína verdadera, el N amoniacal aumento en el caso de la saccharina y del suero de leche. La saccharina mejora el contenido de proteína cruda de la caña de azúcar para la alimentación animal. Palabras clave: Caña de azúcar Saccharina Suero de leche vii INTRODUCCIÒN El desarrollo de la actividad ganadera durante las épocas de sequía, se encuentra limitada por la baja disponibilidad y calidad de los pastos, los cuales son el recurso alimenticio básico (Aranda et al., 2000); situación que ha propiciado la búsqueda de estrategias alimenticias complementarias. Es necesario buscar fuentes alternativas de buena calidad nutricional, fácil consecución y constante producción durante el año; que puedan ser utilizadas en la dieta de los animales, que conlleven a mejorar la producción y productividad de la empresa pecuaria. Una alternativa como forraje de corte es la caña de azúcar (Aranda, 2000., Martín, 1997), gramínea de uso incipiente en la alimentación animal en México, pese a la gran productividad de biomasa vegetal que puede tener. A la vez, el sector azucarero veracruzano, durante la última década ha estado inmerso en una crisis económica, lo cual abre la posibilidad de destinar este excedente de forraje para la alimentación de los rumiantes. La caña de azúcar es una gramínea que proporciona un elevado rendimiento de forraje por área, alcanzando promedios de 200 t ha -1 año-1 de forraje verde (tallo+hojas) en México. Tiene la ventaja de poderse conservar en pie durante largos periodos, ensilarse y su calidad nutritiva es comparable a la mayoría de los pastos tropicales. Por otro lado, el alto contenido de fibra y de carbohidratos solubles y, el bajo contenido de nitrógeno de esta gramínea, hace necesario suministrarla con una fuente de proteína para mejorar la eficiencia de utilización en la alimentación de los rumiantes (Aranda et al., 2000., Martin.,1997;Garcia et al., 1990) situación viii que ha originado el desarrollo e implementación de diversas alternativas tendientes a mejorar el valor nutricional de la caña de azúcar. La caña contiene un alto contenido de azucares combinada con fibra altamente lignificada, un bajo contenido de proteína (<1%) y minerales y una ausencia casi total de grasas y almidones (Viniegra, 2001; Urdaneta, 2005). Por otro lado, el jugo de la caña se fermenta con facilidad y genera a alcohol; la caña picada no se consume apropiadamente (se retiene el bagazo crudo). Estos problemas se han solucionado con el uso de urea como complemento de proteína en la dieta, el uso de NaOH o Ca(OH) 2 (Cal) para incrementar la digestibilidad del bagazo, la complementación proporcionada del jugo de caña con urea y proteína para evitar la fermentación alcohólica (caña de azúcar) o acética (melaza), el ensilaje de caña de azúcar con amoniaco para aumentar la digestibilidad de la fibra e incrementar el consumo diario de la caña picada, entre otros (Viniegra, 2001); las raciones alimenticias a base de caña de azúcar se han enriquecido para aumentar proteína y digestibilidad, e incrementar su calidad nutrimental; sin embargo no se recomienda como única fuente de alimento (Viniegra, 2001; Hernandez,2002;Urdaneta,2005). Ante esto, la biotecnología ha permitido mejorar la calidad de la caña de azúcar a través del procesamiento en forma de saccharina, lo que permite aumentar los compuestos nitrogenados proteicos, debido al incremento de biomasa microbiana. La Saccharina es un producto obtenido por fermentación de los tallos de caña de azúcar desprovistos de las hojas, de acuerdo a la tecnología desarrollada. Esta se realiza en presencia de una cantidad limitada de agua, en muchos casos, la propia que contiene el producto a fermentar. Una opción para 2 complementar el valor nutricional de la saccharina es agregar probioticos (lactobacillus) a la saccharina. Los lactobacillus son bacilos microaerófilos, gram positivos y catalasa negativos, estos organismos forman ácido láctico como producto principal de la fermentación de los azúcares. Los lactobacilos homofermentativos dan lugar a ácido láctico como producto principal de fermentación. Este grupo está integrado por Lactobacillus caucasicus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus lactis, Lactobacillus acidophilus y Lactobacillus delbrueckü. Muchas especies son importantes en la descomposición de material vegetal. La producción de ácido láctico hace que su ambiente sea ácido, lo cual inhibe el crecimiento de bacterias dañinas. Sin embargo, la mayor fuente de proteína de la saccharina es nitrógeno no proteico, se considera que agregando lactobacillus se pudieran incrementar la proteína verdadera en la saccharina aunque a la fecha no hay información al respecto por lo que el objetivo del presente estudio es evaluar la adición de lactobacillus a la saccharina para mejorar la fracción proteica. 3 ANTECEDENTES CAÑA DE AZÚCAR La caña de azúcar (Saccharum officinarum) tiene su origen genético en Nueva Guinea. La planta pertenece a la familia de las gramináceas (pastos). Botánicamente la caña de azúcar pertenece a: Reino: vegetal División: espermatfitos o fanerogamas Subdivisión: angioespermas Clase: monocotiledoneas Orden: zacates o glunufloras Familia: graminea Tribu: andropogoneae Subtribu: sacarineas Género: saccharum Especie: officinarum Es una planta con alta eficiencia fotosintética (la cuota oscila entre 150 y 200% sobre la media de otras plantas). Es un cultivo duradero y muy autocompatible. Según variedad y condiciones locales, la planta forma entre 4 y 12 tallos que pueden crecer hasta 3-5 m de altura. El contenido de azúcar (sacarosa) en la caña fresca oscila entre 11 y 16%. La caña de azúcar se produce en diversos, climas, suelos y condiciones culturales en 14 regiones en 15 entidades federativas del país. El cultivo se sitúa entre los 37° de latitud norte y los 31° de latitud sur. Se encuentra en las costas del Océano Pacífico y del Golfo de México, en el sur 4 de Quintana Roo y comprende una faja transversal sobre el paralelo de los 19° de latitud norte. El cultivo se desarrolla en un amplio margen de condiciones de humedad, se encuentran zonas con precipitación pluvial de 10 000 mm anuales hasta zonas que experimentan extrema sequía, nortes se presentan en la época de zafra en la costa del Golfo de México, huracanes y ciclones hacen acto de presencia tanto en la costa del Golfo de México como en la costa del Océano Pacífico. Climatológicamente las temperaturas en los ámbitos cañeros se definen como cálidas, semicálidas y templado–cálidas. En algunas zonas se presentan bajas temperaturas con efecto de heladas. La caña de azúcar es uno de los principales productos agrícolas de México. Este producto agrícola es industrializado en los ingenios azucareros, girando su economía alrededor de la producción de sacarosa cuya demanda decrece debido al surgimiento de tendencias nutricionales en las que lo cotizado son los alimentos bajos en calorías. La caña de azúcar, por ser una de las plantas más eficientes para la captura de energía solar y transformación de ésta en producción de biomasa (Conrad, 1990) así como por ser ampliamente cultivada en los trópicos húmedos y secos juega un papel preponderante por lo que desde hace más de treinta años, se han llevado a cabo, en diferentes países, importantes investigaciones en nutrición y alimentación de rumiantes con caña de azúcar picada, con la participación destacada del Dr. T.R. Preston y sus colaboradores, así como otros investigadores. Muchos de los trabajos de investigación han sido orientados a hacer mas aprovechable el uso de la caña de azúcar agregándole urea, harina de semilla de algodón, pulidura de arroz, salvado de trigo, harina 5 de soya y harina de pescado, debido a que la caña de azúcar es alta en azúcares y fibra pero baja en proteína y limitada en el contenido de minerales esenciales. Conrad, et al (1990) de la Universidad de Florida presentaron un trabajo en el que hacían una revisión de algunos logros importantes en este campo de los últimos 20 años y se establecía que era posible producir 2000 kilos de carne utilizando una hectárea de caña de azúcar. En México se ubican 15 estados cañeros (Campeche, Chiapas, Colima, Jalisco, Michoacán, Morelos, Nayarit, Oaxaca, Puebla, Quintana Roo, San Luis Potosí, Sinaloa, Tabasco, Tamaulipas y Veracruz) que en su conjunto ocupan mas de 600 mil hectáreas para la producción de la gramínea para abastecer a 57 ingenios; siendo una actividad importante en 227 municipios a nivel nacional donde habitan cerca de 12 millones de personas (FUNPROVER, 2007). A nivel nacional, la producción de caña de azúcar en el último decenio fue de 47.3 millones de toneladas con una tasa de crecimiento de 1.6%. El estado de Veracruz ocupa el primer lugar nacional en cuanto a producción, superficie sembrada, hectáreas cosechadas y producción de azúcar (más de 2 millones de toneladas); no obstante, los mayores rendimientos por hectárea se obtienen de los estados de Morelos (112.5 t ha-1), Chiapas (86.5 t ha-1) y Jalisco (85 t ha1 ) (SIAP, 2007, FUNPROVER, 2008). A pesar del potencial que presenta México, y en particular el estado de Veracruz para la producción de la gramínea, la industria azucarera se encuentra en riesgo; ya que se pronostica el cierre de al menos seis ingenios debido a problemas financieros que arrastran. La industria azucarera tradicional cubana había prestado escasa atención a sus potencialidades reales. Por esta razón, fue fundado el Instituto Cubano de 6 Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA), el que desarrollaría importantes investigaciones en este campo, así como otras instituciones encargadas de articular las ya existentes estaciones experimentales de caña e iniciar las investigaciones para mejorar las variedades, y otras actividades afines. Durante los años 60, se inició un intenso programa de mecanización de las actividades relacionadas con la cosecha azucarera, realizadas hasta ese momento manualmente. Este proceso de mecanización contó con tecnologías tanto cubanas como provenientes de los países del campo socialista, y se tradujo en resultados relevantes para el sector agrícola. En los años 70 en la industria azucarera se iniciaron investigaciones científicas esenciales, lo cual permitió el desarrollo de la obtención de nuevas producciones a partir de la caña de azúcar, como: saccharina, miel proteica y otros alimentos proteicos para la alimentación animal. SACCHARINA Al final de la década de 1980, en Cuba se elaboro un alimento conocido como “saccharina”, cuyo valor nutricional es comparable a algunos cereales utilizados en la industria pecuaria (Elías et al., 1990). A partir de ese tiempo y hasta la fecha, se ha desarrollado una serie de investigaciones relacionadas con dicho alimento, algunas de las cuales tienen que ver específicamente con su composición nutricional (Díaz et al., 1997), microbiológica (Valiño et al., 1992) y a la vez, con la respuesta productiva en diferentes animales domésticos (García et al.,1994, 1999; Fundora et al.,1994; García y Elías.,1990), con la característica de que todos los estudios reportados, hasta la fecha, se han realizado con saccharina elaborada con tallos crudos y maduros. 7 Las bondades de la agroindustria azucarera de Cuba, unido a las características socio económicas del país, ofrecen todas las condiciones para que los derivados de la caña de azúcar puedan convertirse en un fuerte elemento de los necesarios sistemas sostenibles de producción agropecuaria. En Cuba se producen más de diez tipos de alimentos para animales a partir de la caña de azúcar, los cuales tienen su base en la caña integral, el bagazo, la cachaza secundaria, así como las mieles intermedias y finales. Estas materias primas se someten, según sea el caso, a procesos de suplementación, hidrólisis térmica o alcalina, fermentación y deshidratación, dando lugar a una amplia gama de alimentos para animales rumiantes y monogástricos. La saccharina es un producto obtenido por fermentación de los tallos de caña de azúcar v desprovistos de las hojas, en este proceso se mejora el potencial nutricional de la caña de azúcar, especialmente en su contenido proteico. El objetivo que se persigue al fermentar la caña de azúcar, es obtener un producto de mayor calidad, por el nivel y tipo de proteínas que se producen durante el proceso en la biomasa proteica de microorganismos que se desarrollan a partir de la microflora epifítica presente en la caña de azúcar, los que se nutren de los azúcares presentes y cuyo desarrollo se favorece con el aporte de pequeñas cantidades de urea y sales minerales. Este proceso se realiza mediante la fermentación en estado sólido. A diferencia de las fermentaciones en cultivo sumergido, la fermentación en estado sólido se realiza en presencia de una cantidad limitada de agua, en muchos casos, la propia que contiene el producto a fermentar. Ese tipo de fermentación presenta indiscutibles ventajas para su implementación a nivel de campo ya que, no requiere de la adición de agua; no se generan residuales; se retiene en el 8 producto metabolitos como vitaminas, aminoácidos y enzimas, de utilidad para el animal que consume el producto y se reduce el contenido de carbohidratos solubles en el producto. Los procesos fermentativos, realizados en condiciones anaeróbicas, tienen un rendimiento de algo más de 3 moles de ATP por mol de glucosa fermentada. El ATP producido, es empleado por los microorganismos ruminales para su mantenimiento y multiplicación, mientras que cerca del 90% de la energía del sustrato fermentado, se conserva en forma de ácidos grasos de cadena corta. La fermentación realizada en condiciones aeróbicas, resulta en cambio mucho más productiva en cuanto a la síntesis de ATP, logrando más de los 30 moles por mol de carbohidrato fermentado, superando las tasas de fermentación obtenidas en el rumen. Bajo esas condiciones, los procesos biotecnológicos relacionados con la fermentación aeróbica, son una alternativa interesante para resolver el problema de la relación proteína: energía demasiado estrecha que presenta la caña. Todo ello, desde luego, en la medida en que dichos procesos sean económicos y fáciles de implementar. En el proceso fermentativo para la obtención de la saccharina, participan levaduras y bacterias. Con un papel específico cada uno de ellos. Los principales grupos de levaduras que participan son candida pentolopesii, saccharomyces cereviceae, candida tropicalis, candida intermedia, candida crusei, entre otras. Se atribuye a Cándida Crusei la actividad ureolítica, aunque no utiliza la sacarosa, depende de las otras para el sustrato energético, y desdobla la urea para aportar amoníaco para la síntesis proteica. Con respecto a los grupos de bacterias, una parte es autóctona y el resto es adquirido por la caña durante la manipulación. Alguna de las cepas como B. Brines, es capaz de actuar sobre la 9 pared celular de las levaduras y producir la lisis de éstas. La flora está formada, básicamente por gram negativas. Existen tres tipos de saccharina: Industrial, Semi-industrial y Rústica. De acuerdo al procedimiento empleado para la fermentación y secado de la caña durante la elaboración de este producto se obtienen tres tipos de Saccharina (industrial, semindustrial y rústica). La Saccharina industrial se obtiene al fermentar y secar el producto en condiciones controladas en fermentadores, mientras que la semindustrial se fermenta en condiciones también controladas (fermentadores) pero se seca al sol y en la Saccharina rústica todo el proceso ocurre en patios de cemento. La elaboración de la saccharina rústica puede realizarse de manera ventajosa en el propio rancho, ya que como se verá para la producción de la misma no se necesita de equipamiento sofisticado. Para la preparación de la saccharina la caña de azúcar, libre de hojas y paja, es desmenuzada sin extraerle el jugo en una maquina que efectúa picado y triturado. La caña desmenuzada es distribuida en un patio de asfalto o concreto, con un espesor de 5 a 15cm. Por cada tonelada de caña se prepara una mezcla de 15 Kg de urea y 5 Kg de sales minerales de las que se emplean en ganadería. Se puede agregar, si se dispone de estos recursos, 2Kg t -1 de sulfato de calcio o sodio y 3 Kg t-1 de magnesita (Instituto de Ciencia Animal, 1990). La mezcla de urea y sales minerales se esparce sobre la caña de modo uniforme labor que se puede realizar de forma manual o mecanizada, después de esparcida la mezcla de urea y sales minerales se une con la caña. El proceso puede comenzarse en horas de la mañana con volteo cada 2 horas, al siguiente día 10 en las horas de la mañana el producto puede recogerse rápidamente en forma húmeda y darlo a rumiantes. La operación de secado puede alcanzarse en un plazo de 48 horas aproximadamente, si las condiciones climáticas son favorables. Ya seco el producto, se recoge y se puede someter a molturación, y en forma de harina se puede incorporar en los concentrados. Esta harina puede ser empleada, mezclada con otros productos disponibles inmediatamente para el consumo animal o almacenarse por espacio de 5-6 meses en sacos de yute o nylon, siempre y cuando su humedad no supere el 14%. LACTOBACILLUS Clasificación científica: Dominio: Bacteria Filo: Firmicutes Clase: Bacilli Orden: Lactobacillales Familia: Lactobacillaceae Genero: Lactobacillus Los lactobacillus o bacteria del ácido láctico es un género de bacterias Gram positivas anaerobias, denominadas así debido a que la mayoría de sus miembros, convierte lactosa y otros monosacáridos en ácido láctico. Normalmente son benignas e incluso necesarias, habitan en el cuerpo humano y en el de otros. Muchas especies son importantes en la descomposición de material vegetal. La producción de ácido láctico hace que su ambiente sea ácido, lo cual inhibe el crecimiento de bacterias dañinas. Algunas especies de 11 lactobacillus son usadas industrialmente para la producción de yogur y otros alimentos fermentados. Los lactobacillus mas utilizados para el consumo son las siguientes: Lactobacillus acidophilus, L. plantarum, L. casei, L. casei spp rhamnosus, L. delbrueckii spp bulgaricus, L. fermentum, L. reuteri, Lactococcus lactis spp lactis, Lactococcus lactis spp. cremoris, Bifidobacterium bifidum, B. infantis, B. adolecentis, B. longum, B. breve, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, entre otros. Muchos lactobacillus son los únicos seres vivos que no requieren hierro para vivir y tienen una tolerancia extremadamente alta al peróxido de hidrógeno. Muchos lactobacillus son inusuales en que ellos operan usando un metabolismo homofermentativo (es decir, sólo producen ácido láctico a partir de azúcares) y son aerotolerantes a pesar de la ausencia de cadena respiratoria. A esto hay que añadir que los lactobacilos son fuertes competidores de espacio vital, por lo que inhiben a agentes infecciosos dañinos, incluso se estima que pueden eliminar a microorganismos tan agresivos como las bacterias. Su método de acción es sencillo: se multiplican aceleradamente y obligan a los invasores a desaparecer ante la falta de alimento y espacio. Sin saberlo, los lactobacilos se han utilizado para la fermentación de los alimentos desde la antigüedad. En la actualidad se conoce bien la naturaleza microbiana de la fermentación del ácido láctico y los lactobacilos como cultivos bacterianos necesarios para iniciar la fermentación de productos alimenticios como el yogur, el suero de la leche, el salchichón y las verduras encurtidas. La clasificación de los lactobacilos se ha basado en la fuente de donde se aislaron. 12 Los lactobacilos, según los productos de fermentación de azúcar, se dividen en dos grupos. El grupo homofermentativo es el mayor y convierte casi completamente el azúcar fermentada en ácido láctico; el grupo heterofermentativo está constituidos por formas que producen cantidades importantes de otros productos de fermentación, incluyendo bióxido de carbono, etanol y ácido acético. SUERO DE LECHE El suero de leche es el subproducto más abundante en la industria láctea, es el residual obtenido de la manufactura del queso. Este subproducto es de difícil aceptación en el mercado, ya que sus características no lo hacen apto para su comercialización directa como suero líquido. Debido a esto, el lactosuero se trata mediante técnicas que permiten la extracción de sus componentes, tales como: la lactosa (0.32%-0.7%), que constituyen fuentes potenciales para la alimentación humana; sin embargo, solo una parte del suero se utiliza para estos fines, ya que la mayor parte del lactosuero se convierte en un efluente altamente contaminante cuando se vierte a los cuerpos de agua, debido a su gran demanda biológica y química de oxigeno. Los procesos de bioconversion surgen como una alternativa para el aprovechamiento de este desecho como sustrato para el crecimiento de microorganismos capaces de producir sustancias, como el ácido láctico, ampliamente usada en la industria alimenticia. El suero de leche, que en la actualidad es un residuo y aproximadamente el 70% es vertido al drenaje directamente, se utiliza para fermentarse y obtener 13 ácido láctico; pues cuenta con los nutrientes necesarios para el crecimiento de lactobacilos, así como de lactosa disuelta para la producción de ácido láctico, la cual al encontrarse en un medio con bacterias lácticas que contienen la enzima lactasa, desdoblan la molécula en glucosa y galactosa, convirtiéndolas a través de complicadas reacciones intermedias en ácido láctico (Cuddy y col., 1982). Para obtener ácido láctico se puede emplear el Lactobacillus casei, el cual se desarrolla fácilmente en el suero de leche, con un pH óptimo de 6.0, es mesófilo, homofermentativo facultativo, consume la lactosa y produce solo L (+) ácido láctico, de gran importancia por su extenso uso en la industria (Jelen, 1979). ANALISIS DE FORRAJES Los análisis de laboratorio que se aplican para evaluar alimentos son de dos tipos: in situ e in Vitro. Las técnicas in situ se realizan dentro del animal mismo, en cambio las técnicas in Vitro, se llevan a cabo en el laboratorio pero involucran procesos semejantes a los que ocurren dentro del animal mismo. pH El pH es una medida de la acidez o basicidad de una solución. El pH es la concentración de iones hidrogeno [H3O+] presentes en determinada sustancia. La determinación del pH se realiza como un estimador del tipo de fermentación llevado a cabo durante el ensilaje. El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un potenciómetro, también conocido como pH-metro, un instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos: un electrodo de referencia (generalmente de plata/cloruro de plata) y un electrodo de vidrio que es sensible al ión hidrógeno. 14 También se puede medir de forma aproximada el pH de una disolución empleando indicadores, ácidos o bases débiles que presentan diferente color según el pH. MATERIA SECA Porción de los alimentos, que contiene los nutrientes, se le llama así porque está libre de humedad. Se obtiene secando la muestra en una estufa con circulación forzada de aire a 60 ºC hasta peso constante, para eliminar el contenido de agua. Su valor es importante, pues los resultados de todas las demás determinaciones se expresan en base seca. PROTEINA CRUDA Se obtiene a partir del contenido de nitrógeno total de un alimento, determinado por el método Kjeldahl, multiplicado por el factor 6,25 (debido a que las proteínas contienen un 16% de N en promedio). El valor de PC incluye a la proteína verdadera y a otros compuestos nitrogenados no proteicos. N AMONIACAL Nitrógeno combinado en forma de amoniaco (NH 3) o amonio (NH4+). El amoniaco y el amonio son gases que se producen de forma natural por fermentaciones microbianas de productos nitrogenados, por ejemplo en la descomposición de proteínas o urea. El nitrógeno amoniacal se mide para saber la cantidad presente en la muestra como producto de la hidrólisis de proteínas o por adición de sales de amonio al ensilaje. 15 COMPORTAMIENTO ANIMAL CON SACCHARINA Zamora y Solano (1994), ofrecieron 4.14 kg de saccharina a ganado lechero y encontraron incrementos de 1.7 litros por vaca por día. Rodríguez (1998) menciona una producción de 8.6 litros de leche al día en vacas lecheras proporcionándoles saccharina (19.7 Kg.) con 63 gr. de urea al día; y 9.1 litros de leche al día otorgándoles saccharina (20.3 Kg.) con 193 gr. de urea al día. En bovinos productores de carne Rodríguez (1998) reporta una ganancia de peso de 270 g al día en toretes en crecimiento proporcionándoles saccharina con 250 g de urea al día; y Cano (2003) al alimentar toretes con saccharina durante un periodo de 140 días, obtuvo ganancias de peso que variaron de 890 a 1,010 g por día en confinamiento. 16 JUSTIFICACION La estacionalidad en la producción de pastos y las épocas de sequía hacen necesaria la implementación de prácticas de conservación de excedentes de forraje mediante la henificacion y el ensilaje. Una gramínea que sirve de alternativa es la caña de azúcar. El mejor uso de la caña de azúcar en la alimentación animal es ofrecerla diario verde fresca picada, en situaciones en las que no se puede realizar esta practica se recurre al ensilaje. Aunque la caña de azúcar da fermentación alcohólica, esto representa un inconveniente, que se ha logrado remediar adicionando álcalis a los ensilajes con resultados satisfactorios en producción, pero que incrementan los costos lo cual hace que esta practica no sea muy aceptada. La caña de azúcar por si sola no proporciona los nutrientes necesarios, por tal motivo se le debe de agregar otros productos que abarquen dichas necesidades, además de prolongar la vida de anaquel del producto. El uso de la fermentación en estado solido adicionando urea como lo es la saccharina, se presenta como una alternativa económicamente factible solo que, aunque su valor proteico es alto, gran parte de este es nitrógeno no proteico lo cual limita su uso en la producción animal. Una alternativa pudiera ser incorporar lactobacilos durante la elaboración de la saccharina para enriquecerla con proteína microbiana, solo que actualmente no se cuenta con información al respecto y se desea obtener. 17 HIPOTESIS La adición de lactobacillus a la saccharina mejora el contenido de proteína de la caña de azúcar. 18 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Realizar una comparación de la evaluación química-nutricional de la saccharina y de la saccharina complementada con lactobacillus. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1). Observar si existe un incremento en la proteína de la saccharina y de la saccharina adicionada con lactobacillus en comparación con la caña de azúcar. 2). Analizar los cambios en la composición química-nutricional de la saccharina hasta los 6 días y de la saccharina adicionada con lactobacillus extraídos de la col. 3) Analizar los cambios en la composición química-nutricional de la saccharina hasta los 6 días y de la saccharina adicionada con lactobacillus cultivados en suero de leche. 4). Observar la aceptación de la saccharina y de la saccharina adicionada con lactobacillus extraídos de la col y cultivados en suero de leche en borregos. 19 MATERIAL Y METODOS Este trabajo se realizo en el laboratorio de Nutrición Animal de la Posta Zootécnica “Torreón del Molino”, Veracruz, Veracruz; Perteneciente a la facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Veracruzana. localizado en el Km. 14.5 carretera federal Veracruz-Xalapa. El estudio consistió de dos experimentos. EXPERIMENTO 1 El material vegetativo que se utilizo fue caña de azúcar variedad SP1, de 12 meses de edad, cultivada en el rancho “Las Cañadas” ubicado en Mahuixtlan, Veracruz. Esta caña de azúcar se corto y se transporto a la posta zootécnica “Torreón del Molino”, se pico con una maquina picadora de forraje acoplada a la flecha de un tractor. Se realizo una prueba piloto de 4 tratamientos de 20 Kg. cada uno, como se muestra a continuación: Tratamiento 1.- Caña de azúcar sin aditivo: este tratamiento se utilizo como testigo. Tratamiento 2.- Saccharina Tratamiento 3.- Saccharina complementada con lactobacillus extraídos de la col. Tratamiento 4.- Saccharina complementada con lactobacillus casei shirota cultivados en suero de leche. Procedimiento: Se corto la caña de azúcar verde y se pico en una picadora en partículas pequeñas de aproximadamente 4 cm. 20 Tratamiento 1: Se pesó 20 kg de caña picada y se guardo en un costal de nylon. Tratamiento 2: Se peso 20 kg de caña picada, se le adiciono 300 g (1.5%) de urea disueltos en 2 L de agua y 100 g (0.5%) de sales minerales comerciales (SALRUMEN: carbonato de calcio, fosfato de calcio, oxido de silicio, cloruro de sodio, carbonato de cobalto, oxido de cobre, sulfato de cobre, oxido de magnesio, sulfato de manganeso, oxido de manganeso, yodato de potasio, selenito de sodio, oxido de azufre, vitamina A y D). se mezclo todo perfectamente y se guardo en un costal de nylon. Tratamiento 3: Para el cultivo de los lactobacillus extraídos de la col, se pico col y se dejo reposar por 24 hrs. en agua con sal en 3 frascos de la siguiente manera: Frasco 1: col y agua en relación 1:3, es decir 600 g de col en 1.800 l de agua con sal. Frasco 2: col y agua en relación 1:4, es decir 600 g de col en 2.400 l de agua. Frasco 3: col y agua en relación 1:2, es decir, 600 g de col en 1.200 l de agua. Pasadas las 24 hrs. se decidió juntar el contenido de los 3 frascos, se coló la col quedando solamente el agua. Se midió 2 L de esta agua y se le adiciono 300 g (1.5%) de urea; la cual se mezclo perfectamente con 20 kg de caña picada y 100 g (0.5%) de sales minerales comerciales y se guardo en un costal de nylon. Tratamiento 4: Para el cultivo de los lactobacillus, se utilizo 1 L de producto lácteo fermentado (Yakult) que posee los lactobacillus casei shirota y se mezclo en 9 L de suero de leche; posteriormente se metió a la estufa de convección a 39 ºC durante 24 hrs. para que se desarrollaran los lactobacillus. 21 Pasadas las 24 hrs. se midió 2 L de esta mezcla y se le agrego 300 g (1.5%) de urea; la cual se mezclo perfectamente con 20 kg de caña picada y 100 g(0.5%) de sales minerales comerciales y se guardo en un costal de nylon. Diariamente los 4 tratamientos se mezclaban de forma individual y se regresaban al costal de nylon. Las muestras se obtuvieron los días 0, 1, 3 y 6 en bolsas pequeñas de plástico y se guardaron en un congelador; y se le practicaron los siguientes análisis: pH (Gupta y Pradham, 1977) Nitrógeno amoniacal (A.O.A.C., 1975) Materia seca (Tejada, 1983) Cenizas (A.O.A.C., 1975) Nitrógeno total (A.O.A.C., 1980) La descripción metodológica de los análisis se hará mas adelante. En base a lo observado en la prueba piloto se realizo un segundo experimento. EXPERIMENTO 2 En este se utilizaron 3 tratamientos: Tratamiento 1.- Caña de azúcar sin aditivo: este tratamiento se utilizo como testigo. Tratamiento 2.- Saccharina Tratamiento 3.- Saccharina complementada con lactobacillus casei shirota cultivados en suero de leche. 22 Procedimiento: Se consiguió caña de azúcar del rancho Casablanca propiedad del Sr. Valentin Casas ubicado en Cardel, Ver. La caña de azúcar se corto verde y se pico en una picadora en partículas pequeñas de aproximadamente 4 cm. Tratamiento 1: Se peso 40 kg de caña picada y se extendió en una base de cemento. Tratamiento 2: Se peso 40 kg de caña picada y se extendió en una base de cemento. Se preparo una mezcla de 600 gr (1.5%) de urea disueltos en agua y 200 g de sales minerales comerciales (SALRUMEN: carbonato de calcio, fosfato de calcio, oxido de silicio, cloruro de sodio, carbonato de cobalto, oxido de cobre, sulfato de cobre, oxido de magnesio, sulfato de manganeso, oxido de manganeso, yodato de potasio, selenito de sodio, oxido de azufre, vitamina A y D). La mezcla de urea y sales minerales se esparció sobre la caña de modo uniforme, se realizo un volteo cada 2 hrs. y se dejo en proceso de secado durante 24 hrs. Tratamiento 3: Se peso 40 kg de caña picada y se extendió en una base de cemento. Para el cultivo de los lactobacillus, se utilizo 1 L de producto lácteo fermentado (Yakult) que posee los lactobacillus casei shirota y se mezclo en 9 L de suero de leche; posteriormente se metió a la estufa de convección a 39 ºC durante 24 hrs. para que se desarrollaran los lactobacillus. Pasadas las 24 hrs. se midió 4 L de esta mezcla y se le agrego 600 g (1.5%) de urea y 100 g (0.5%) de sales minerales comerciales. La mezcla de urea y sales minerales se esparció sobre la caña de modo uniforme, se realizo un volteo cada 2 hrs. y se dejo en proceso de secado durante 24 hrs. Diariamente los 3 tratamientos se mezclaban de forma individual. 23 Las muestras se obtuvieron los días 0, 1, 4, 5 y 6 en bolsas pequeñas de plástico y se guardaron en un congelador; y se le practicaron los siguientes análisis: pH (Gupta y Pradham, 1977) Nitrógeno amoniacal (A.O.A.C., 1975) Materia seca (Tejada, 1983) Cenizas (A.O.A.C., 1975) Nitrógeno total (A.O.A.C., 1980) Prueba de cafetería en borregos TECNICAS ANALITICAS DE LABORATORIO A las muestras que se obtuvieron de cada prueba se les realizo los siguientes análisis: Determinación de pH en ensilaje fresco o congelado: en un vaso de precipitado se coloco 10 g de la muestra, se le agrego 100 ml de agua destilada y se dejo reposar durante 30 minutos. Pasado este tiempo, se tomo el pH mediante un potenciómetro (Orion). Metodo de Gupta y Pradham (1977) Determinación de nitrógeno amoniacal: se coloco 5 g de muestra en matraces de destilación para Kjeldahl con 50 ml de agua destilada y 2 g de oxido de magnesio. Se destilo 100 ml de liquido recogiendo en 25 ml de una solución de acido bórico. El destilado se titulo con HCl 0.01 N adicionándose 3 gotas del indicador de verde de bromocresol-rojo de metilo. %N amoniacal= ml HCl x N x 0.014 x 100/peso de la muestra 24 De acuerdo a la técnica del A.O.A.C. (1975) Determinación de materia seca: se peso 40 g de cada muestra y se colocaron en pequeños recipientes, estas muestras se colocaron en la estufa de convección a una temperatura de 55 ºC durante un periodo de 48 hrs., pasado este tiempo se pesaron nuevamente las muestras. %MS= peso de la muestra a las 48 hrs. - peso del recipiente x 100/ peso inicial de la muestra Determinación de materia seca de corrección: se peso 2 g de muestra seca molida y se colocaron en pequeños recipientes, estas muestras se colocaron en la estufa de convección a una temperatura de 55 ºC durante un periodo de 48 hrs., pasado este tiempo se pesaron nuevamente las muestras. %MS= peso de la muestra a las 48 hrs. - peso del recipiente x 100/ peso inicial de la muestra Determinación de material mineral o cenizas: se peso 2 g de muestra seca molida y se coloca en crisoles, estos se colocan en la mufla a 400 ºC durante 24 hrs; pasado este tiempo se pesa nuevamente la muestra. %Cenizas= peso de la muestra a las 48 hrs. - peso del crisol x 100/ peso inicial de la muestra De acuerdo a la técnica del A.O.A.C. (1975) Determinación de nitrógeno total: se peso aproximadamente 0.5 g de muestra sobre un papel filtro, se doblo cuidadosamente y se introdujo en un matraz de Kjeldahl de 800 ml. Se añadió aprox. 6 g de catalizador (mezcla digestora de Na2SO4 + CuSO4), se añadieron 20 ml de H2SO4 concentrado. Se calentó el digestor, a modo de mantener una ebullición 25 activa hasta que la solución se clarifico. se dejo enfriar y se agregaron aprox. 50 ml de agua destilada. Para la destilación se depositaron 25 ml de una solución de acido bórico en un matraz. Se añadió NaOH al matraz de Kjeldahl hasta que se formaran 2 capas. Se conecta inmediatamente al destilador, se mezclo el contenido del matraz Kjeldahl mediante agitación rotatoria y se colecto hasta que se destilaron 250 ml. Se titulo con una solución de 0.1 N de acido clorhídrico añadiendo 3 gotas de indicador, se titulo hasta que cambio de color del indicador obteniendo el volumen de acido necesario para neutralizar la reacción y de esta manera determinar la cantidad de nitrógeno total de la muestra. %N2 total= ml gastados x N del HCl x 1.4/ peso en g de la muestra %PC= %N2 total x 6.25 De acuerdo a la técnica del A.O.A.C. (1980) PRUEBAS CON ANIMALES Prueba de cafetería: se metieron 4 borregos machos de la raza pelibuey en un corral, se colocaron 3 comederos que contenían cada uno de los 3 tratamientos (caña de azúcar, saccharina y saccharina adicionada con lactobacillus). Se les ofreció 5 kg de cada tratamiento y al siguiente día se peso lo restante y se calculo lo que se comieron. Esto durante 4 días. 26 ANALISIS ESTADISTICO Las variables a medir fueron pH, materia seca (MS), nitrógeno amoniacal (NH3) y proteína cruda (PC) principalmente conforme a tratamiento y día. Los datos obtenidos se colectaron en una base de datos de Microsoft Excel y los resultados fueron analizados con un diseño completamente al azar de ANOVA en un solo camino de clasificación con dos tratamientos (con vs. sin lactobacillus) utilizando el General Linear Model del paquete estadístico MINITAB v12. Las comparaciones de medias se hicieron utilizando el método de Tukey a una P≤0.05. 27 RESULTADOS Y DISCUSION Se presentan los resultados por experimento y a lo ultimo se discute la información de los dos experimentos juntos. EXPERIMENTO 1. En el Cuadro 1 se presentan los resultados de los análisis químicos practicados a los tratamientos del experimento 1. Con relación a materia seca se observa que el tratamiento con saccharina tuvo el valor mas bajo de MS. Sin embargo, esta dentro de los límites que son entre 28 y 32% de MS para asegurar una buena fermentación, Aranda, et al., 2008, encuentra un 30% de MS en la saccharina, lo cual es muy semejante a lo encontrado en este experimento. La adición de urea, minerales y agua no afectó el pH de la caña, siendo este entre 3.99 y 4.72. Se sabe que pH menores o mayores de 4 tienen consecuencias negativas en caña de azúcar conservada. Menores de 4 dan fermentación alcoholica (cita) y mayores de 4 se contaminan con hongos (cita). La PC se incrementa en cuatro veces con relación a la caña sola por la adición de la urea en los tratamientos de saccharina, suero de leche y col. Otros investigadores han reportado valores similares (Nelson y Carvajal, 2004). El incremento en el contenido de PC es debido a la adición de la urea. Como lo reflejan las cantidades de N amoniacal medidas que suben de una cantidad mínima en la cana sola (0.0017 mg 100g -1) a 0.1522 mg 100g -1 en la col. Se desconoce cuanto pudo haber sido proteína verdadera como producto de la síntesis de la proteína microbiana durante el proceso fermentativo. Cardenas et al, (2008) encontró una conversión de PC a proteína verdadera del 44 al 47%, y Lazcano 28 y Elias (1990) sugieren que la eficiencia de la utilización de los azucares de la cana para la síntesis de proteína microbiana indica valores máximos de hasta el 49.5%. Cuadro 1. Medias ajustadas del experimento 1 por tratamiento VARIABLE CAÑA SACCHARINA COL SUERO DE DESV. STD. LECHE pH 3.99a 4.72ª 4.64a 4.49a 0.4009 NH3 0.0017a 0.1159ab 0.1522b 0.1299b 0.02878 MS 31.3a 28.35b 29.85ab 30.265ab 0.47729 a 5.565ª 6.205 a 0.61523 3.3625a 12.82c 10.435b 11.555bc 0.52166 CENIZAS PC 4.3125 a 6.7325 En el Cuadro 2 se presentan los resultados de los análisis químicos practicados a los tratamientos del experimento 1 por día. Se observa una MS mayor el día 0, pero se mantiene dentro del rango a lo largo de los 6 días. El pH fue disminuyendo muy poco pero se encuentra dentro de los límites que no afectan a los tratamientos, el más alto se marca el día 0 aunque visualmente los tratamientos no presentaron crecimiento de hongos ni putrefacción hasta después de los 6 días, donde la col presento gran crecimiento de hongos (apreciación visual) y la caña presento fermentación alcohólica (apreciación olfativa). Se observa un incremento de N amoniacal conforme pasan los días, Rodríguez et al (2001) en sus estudios encontró también incremento de N amoniacal conforme pasaban los días desde el día 0 hasta las 96 hrs. En cuanto a la PC no cambia (P≥0.05) con el tiempo. Otros estudios han encontrado que cuando aumenta el N amoniacal, disminuye la PC debido a perdidas por volatilización. En este caso no hubo disminución de PC 29 probablemente debido al efecto compensatorio dado por la síntesis de proteína microbiana durante el proceso. Cuadro 2. Medias ajustadas del experimento 1 por día. VARIABLE 0 1 3 6 DESV. STD. pH 4.98a 4.29a 4.31a 4.27a 0.401 NH3 0.03a 0.05a 0.11ab 0.19b 0.029 MS 31.6a 28.98b 28.98b 30.19ab 0.477 CENIZAS 5.55a 4.19a 5.65ab 7.42b 0.615 PC 9.11a 8.93a 10.03a 10.09a 0.522 En la figura 1 se observa el comportamiento de la materia seca de los 4 tratamientos conforme pasan los días. Hacia el primer día se observa un mayor descenso en los 3 tratamientos con relación al testigo causado por la adición del agua para disolver la urea, aunque la saccharina conforme pasa el tiempo sigue descendiendo; la col y el suero de leche al día 3 empiezan a aumentar llegando a estar iguales el día 6 causado por escurrimiento de agua. La saccharina muestra una MS muy baja ya que esta por debajo de 28% y llega a permanecer constante. La caña de azúcar inicia presentando mayor MS aunque después del tercer día ya no es diferente a la col y al suero de leche. 30 34 MATERIA SECA 33 32 31 30 caña de azucar saccharina 29 col 28 suero de leche 27 0 1 2 3 4 5 6 7 DIAS Figura 1. Cambios en la materia seca de cada tratamiento en base al tiempo del experimento 1 En la Figura 2 se presentan los cambios de pH con el tiempo. Al tercer día el pH se estabiliza siendo el valor mínimo para la caña sola con menos de 3 y el valor máximo para la col cercano a 5. La cana sola tenía un fuerte olor a alcohol y la cana con col presentaba presencia de hongos. Los tratamientos viables para ser usados en la alimentación animal fueron los de saccharina y suero de leche cuyos pHs se mantuvieron dentro de los rangos aceptables. Aunque al inicio del proceso sus tendencias fueron diferentes. La subida en el pH del suero de leche al inicio, no se explica. Probablemente haya sido error de muestreo. 31 6 5.5 5 pH 4.5 4 3.5 caña de azucar saccharina col suero de leche 3 2.5 2 0 2 4 6 8 DIAS Figura 2. Cambios en el pH con el tiempo por tratamiento del experimento 1 En al Figura 3 se muestra como se comporta la PC en los 4 tratamientos conforme pasan los días; se observa gran diferencia de la caña sola a los tratamientos que se les agrego urea; en cuanto a estos, los tres manifiestan tendencias semejante. Es interesante hacer notar que no hay pérdida neta de nitrógeno con el tiempo. 32 16 14 12 PC 10 8 caña de azucar saccharina 6 col 4 suero de leche 2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 DIAS Figura 3. Cambios en la proteína cruda de cada tratamiento en base al tiempo del experimento 1 En la Figura 4 se muestran los cambios de N amoniacal de los 4 tratamientos conforme pasan los días. Se observa incremento conforme pasan los días, a diferencia de la caña de azúcar que es muy baja llegando a niveles nulos y permanece constante. La col inicia menor a 0.05 mg 100g -1 sin embargo al día 6 se observa un incremento mayor a 0.3 mg 100g -1 siendo esta la que alcanza el mayor nivel de N amoniacal a los 6 días. La saccharina y el suero de leche inicial con niveles similares y conforme pasan los días estos se comportan de manera similar alcanzando un nivel de casi 0.2 mg 100g -1. Se piensa que la mayor liberación de N amoniacal en la col pudo haber sido a una menor utilización para síntesis de proteína microbiana. 33 0.4 0.35 0.3 0.25 NH3 0.2 caña de azucar 0.15 saccharina 0.1 col 0.05 suero de leche 0 0 1 2 3 4 5 6 7 DIAS Figura 4. Cambios en el N amoniacal de cada tratamiento en base al tiempo del experimento 1 EXPERIMENTO 2 En el Cuadro 3 se presentan los resultados de los análisis químicos practicados de los tratamientos del experimento 2. La MS se encuentra por arriba de los limites ya que se observan niveles de 43.72 en el caso de la caña que fue la que menor nivel de MS mostró; en el caso del suero de leche y la saccharina mostraron niveles semejantes siendo mayores a la de la caña de azúcar. Torres, 2003 en sus estudios mostró valores de MS de caña de azúcar de 24.12 y de saccharina de 30.30 mas sin embargo la saccharina muestra mayor nivel que la caña de azúcar. El pH se observo incrementado en la saccharina y en el suero de leche, presentando pHs similares pero por arriba de 4 que es lo normal. Mas sin embargo los tratamientos no mostraron putrefacción ni crecimientos de hongos. La caña mostró pH bajo mas no se observo fermentación alcohólica. Cárdenas en 2008 encontró en su trabajo valores 34 menores de pH de saccharina que van de 3.8 hasta 4.7. En cuanto a la PC se observa un incremento muy significativo en saccharina y suero de leche por la adición de la urea, sin embargo estos presentan niveles muy semejantes. Estos valores son menores a los encontrados por Rodríguez et al, 1998. Sin embargo se desconocen los valores de PV. El que mostró mayores niveles de N amoniacal fue el suero de leche. Rodríguez et al. (2001), al incrementar el N amoniacal en el tiempo de fermentación, demostró que la elevación del pH puede ser un indicador de la producción de N amoniacal. Cuadro 3. Medias ajustadas del experimento 2 por tratamiento VARIABLE CAÑA SACCHARINA SUERO DESV. STD. DE LECHE pH 3.18a 5.78b 5.61b 0.36 NH3 0.0014a 0.268b 0.32b 0.03579 MS 43.72 a 1.48 a 45.12 a 45.18 PC 2.18a 12.63b 12.74b 1.7 N2-total 0.608a 3.534b 3.328b 0.7626 En el Cuadro 4 se presentan los resultados de los análisis químicos practicados de los tratamientos del experimento 2 por día. La MS va incrementando conforme pasan los días desde 26.3 hasta alcanzar 77.5 al sexto día. Rodríguez, 2001, muestra en su trabajo resultados contrarios, ya que su MS disminuyo conforme pasaban los días. Cárdenas, 2008 tuvo resultados semejantes, también aumento la MS conforme pasaban los días. El pH se mostró constante conforme el paso de los días dentro del rango, sin afectación a los tratamientos. En cuanto a la PC se observa un mayor incremento de hasta 5.33 en el día 1 y un descenso al día 5 de hasta 0.94, sin embargo sube 35 al día 6. El N amoniacal conforme pasan los días va aumentando iniciando con niveles de 0.093 mg 100g-1 hasta alcanzar 0.28 mg 100g-1. Cuadro 4. Medias ajustadas del experimento 2 por día VARIABLE 0 1 4 5 6 DESV. STD. pH 5.29a 4.05a 4.95a 5.14a 4.85a 0.476 NH3 0.093a 0.141a 0.247a 0.222a 0.28a 0.0462 MS 26.3a 34.1ab 37.3b 48.2c 77.5d 1.91 PC 16.34a 9.13ab 5.27b 5.92b 9.26ab 2.195 N2- total 2.61a 5.33a 2.11a 0.94a 1.45a 0.985 En la Figura 5 Se observa el comportamiento de la materia seca del experimento 2 conforme a los días. Se muestra que los 3 tratamientos se comportaron de forma similar incrementando de forma gradual y observándose un mayor ascenso entre los días 5 y 6. Hasta el día 6 se observan valores mayores a 70%, sin embargo que cree que si se continuara el experimento podría llegar a obtener valores de 88-92% los cuales son valores que ayudan a preservar los tratamientos. 36 90 MATERIA SECA 80 70 60 50 caña de azucar 40 saccharina 30 suero de leche 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 DIAS Figura 5. Cambios en la materia seca de cada tratamiento en base al tiempo del experimento 2 En la Figura 6 Se observa el comportamiento del pH del experimento 2 conforme a los días. La caña de azúcar muestra un pH mucho menor a 4 lo cual nos indica una posible fermentación alcohólica. Sin embargo no se aprecio de tal forma (apreciación olfativa). La saccharina y el suero de leche se comportan de manera similar sin embargo no logra apreciarse su estabilización. En cambio la caña de azúcar si logra estabilizarse desde el día 1. 37 8 7 6 5 H4 p 3 caña de azucar saccharina 2 suero de leche 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 DIAS Figura 6. Cambios en el pH con el tiempo por tratamiento del experimento 2 En la Figura 7 Se observa el comportamiento de la proteína cruda del experimento 2 conforme a los días. La caña de azúcar se comporta de manera constante sin embargo los valores son muy bajos y no tiende a aumentar. La saccharina y el suero de leche se comportan de manera similar, inician con valores altos de por arriba de 20%, descienden al día 1 y vuelven a ascender hasta el día 5, sin embargo se cree que si continuara el experimento seguiría aumentando. Esto debido a la adición de la urea. 38 30 25 PC 20 15 caña de azucar 10 saccharina 5 suero de leche 0 0 1 2 3 4 5 6 7 DIAS Figura 7. Cambios en la proteína cruda de cada tratamiento en base al tiempo del experimento 2 En la Figura 8 Se observa el comportamiento del N amoniacal del experimento 2 conforme a los días. Al igual que en el experimento 1 la caña muestra comportamiento constante llegando a valores nulos. Los valores de saccharina y de suero de leche se observan en ascenso; el suero de leche muestra altas y bajas sin embargo la saccharina muestra un incremento uniforme de N amoniacal. Se cree que si el experimento continuara, los valores de saccharina y de suero de leche continuarían en aumento. 39 0.5 0.45 0.4 0.35 NH3 0.3 0.25 0.2 caña de azucar 0.15 saccharina 0.1 0.05 suero de leche 0 -0.05 0 1 2 3 4 5 6 7 DIAS Figura 8. Cambios en el N amoniacal de cada tratamiento en base al tiempo del experimento 2. En el cuadro 5 se presentan los resultados de los análisis químicos de los dos experimentos juntos. El tratamiento de la col se descarto debido a la gran cantidad de hongos que presento y por lo cual se decidió que no era apto. Con relación a la materia seca se observa que los 3 tratamientos tuvieron valores similares y no muy por arriba de los valores indicados (28-32%). Los valores encontrados son muy similares a los encontrados por Torres, 2003. El pH se observa un poco bajo para la caña de azúcar y un poco elevado en el caso de la saccharina y el suero de leche, sin embargo se observaron en buenas condiciones (apreciación visual y olfativa). Rodríguez, et al. 2001, obtuvo valores similares. En cuanto a la proteína cruda se observa gran diferencia de la saccharina y el suero de leche en cuanto a la caña, debido a la adición de urea. Sin embargo la saccharina y el suero poseen valores similares sin saber el valor de la proteína verdadera. El N amoniacal aumento en el caso de la saccharina y del suero de leche siendo el mas alto el del suero de leche, los 40 valores de caña de azúcar y de saccharina son similares a los de Rodríguez, 2001. Cuadro 5. Medias ajustadas de los dos experimentos juntos por tratamiento VARIABLE CAÑA DE SACCHARINA SUERO DE AZUCAR DESV. STD LECHE pH 3.56a 5.33b 5.13b 0.31761 NH3 0.0117a 0.2106b 0.2457b 0.0302 MS 38.2147a 37.6814a 38.5647a 4.68687 PC 2.1424 b 1.11038 2.5439b 0.56224 N2-TOTAL a 0.4502ª 12.1491 b 2.7483b 11.6469 En el cuadro 6 se presentan los resultados de los análisis químicos de los dos experimentos juntos por día. La materia seca se incrementa conforme los días llegando al día 6 a 53.6%. Se cree que tras seguir más días incremente este valor. Ruiz et al (1990), demostraron que la saccharina puede llegar a niveles del 40% de materia seca. En cuanto al Ph no se afecto, se mantiene de forma constante dentro del rango que conserva los tratamientos, lo que hace que se mantenga y no presente fermentación alcohólica o putrefacción. La proteína cruda cambia en los días mostrando el día 1 mayor %PC sin saber la cantidad de proteína verdadera. Rodríguez et al. (2001), fermentaron hasta 360 h e informaron valores de 3.7 % a las 24 h y de 13.9 % a las 360 h. el N amoniacal se incrementa siendo el valor mínimo 0.06 mg 100g -1 y alcanzando un valor al dia 6 de 0.21 mg 100g-1. 41 Cuadro 6. Medias ajustadas de los dos experimentos juntos por día VARIABLE 0 1 3 4 5 Ph 5.085ª 4.29ª 4.1267ª 4.9533ª NH3 0.0648ª 0.0992ª 0.0917ª 0.2467 MS 29.055ª ab ab 31.665 29.1167 ab PC 12.82ª 8.82 N2-TOTAL 2.0493ª 3.3483ª ab 8.8267 1.5456ª b ab 37.2667 b 6 5.14ª DESV. STD. 4.465ª 0.53901 b 0.05124 b 7.95387 ab b 0.2122 ab 53.6183 0.2217 48.2 b 5.2667 5.9233 9.38 1.88438 2.1133ª 0.9433ª 1.485ª 0.95415ª En la Figura 9 Se muestra el comportamiento de la materia seca de los experimentos juntos conforme a los días. La caña de azúcar y la saccharina se comportan de manera similar ascendiendo desde el día 0; el suero de leche al día 1 muestra un incremento de hasta mas de 60% de MS sin embargo cae al día 3 a llegar a 30% de MS y se continua comportando al igual que la caña de azúcar y la saccharina. Se cree que si se continua, los 3 tratamientos incrementaran en MS. 70 MATERIA SECA 60 50 40 30 caña de azucar 20 saccharina 10 suero de leche 0 0 1 2 3 4 5 6 7 DIAS Figura 9. Cambios en la materia seca de los tratamientos en base al tiempo de los dos experimentos juntos 42 En la Figura 10 se muestra el comportamiento del Ph de los experimentos juntos conforme a los días. La caña de azúcar inicia con un Ph elevado sin embargo al día 1 desciende y se mantiene por niveles debajo de 4, a pesar de estos niveles no llega a presentar fermentación alcohólica (apreciación olfatoria); la saccharina y el suero de leche muestran pHs similares y se comportan de la misma manera, mostrando buenas características (apreciación visual y olfatoria). La caña de azúcar muestra el día 3 cierta estabilidad, sin embargo la saccharina y el suero de leche no muestran estabilidad. 8 7 6 pH 5 4 caña de azucar 3 saccharina 2 suero de leche 1 0 0 2 4 6 8 DIAS Figura 10. Cambios en el Ph de los tratamientos en base al tiempo de los dos experimentos juntos En la Figura 11 se muestra el comportamiento de la proteína cruda de los experimentos juntos conforme a los días. Se muestran niveles bajos de PC en cuanto a la caña de azúcar iniciando por encima de 5% y descendiendo y manteniéndose por debajo de este. La saccharina inicia superior al suero de 43 leche, sin embargo al día 1 llegan a comportarse de una forma similar descendiendo hasta el día 4, pero se muestra un ascenso de ambos y se cree que si se continuara el experimento estos incrementarían. 25 20 15 PC caña de azucar saccharina 10 suero de leche 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 DIAS Figura 11. Cambios en la proteína cruda de los tratamientos en base al tiempo de los dos experimentos juntos En la Figura 12 se muestra el comportamiento del N amoniacal de los experimentos juntos conforme a los días. Se muestra una gran diferencia de la saccharina y del suero de leche en cuanto a la caña de azúcar, ya que esta posee niveles nulos de N amoniacal, la saccharina y el suero de leche muestran un comportamiento similar, inician con niveles bajos sin embargo al día 3 se observa un mayor incremento de N amoniacal, esto se debe a la adición de la urea. 44 0.45 0.4 0.35 0.3 NH3 0.25 caña de azucar 0.2 saccharina suero de leche 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 0 2 4 6 8 DIAS Figura 12. Cambios en el N amoniacal de los tratamientos en base al tiempo de los dos experimentos juntos. En el cuadro 7 se muestran los consumos de los tratamientos otorgados a los borregos. Donde se observa un mayor consumo en la caña de azúcar, debido al olor a amonio de los demás tratamientos. Cabe nombrar que la dieta que tenían los borregos antes de otorgarles los tratamientos, no contenía urea. Los tratamientos se otorgaron solo por tres días por lo que no dio tiempo a que los borregos se adaptaran a la nueva dieta. Cuadro 7: consumo diario de borregos de los 3 tratamientos. DIA CONSUMO DE CAÑA DE CONSUMO DE SACCHARINA CONSUMO DE SUERO DE AZUCAR (kg) (kg) LECHE (kg) 1 2.780 0.530 0.900 2 3.170 1.270 1.700 3 3.520 1.540 1.850 45 CONCLUSIONES La saccharina sin y con lactobacillus incrementa el contenido de PC, 4 veces la de la caña de azúcar. La adición de lactobacillus no mejora la cantidad de proteína cruda en relación a la saccharina sin lactobacillus. Al sexto día la saccharina con y sin lactobacillus todavía es inestable porque la materia seca no ha llegado a 88% y el nitrógeno amoniacal se sigue incrementando. El ph se mantuvo estable desde el día 0 y la proteína cruda desde el día 1. No hubo buena aceptación de los borregos para la saccharina y saccharina adicionada con lactobacillus, probablemente debido al olor a amonio. 46 LITERATURA CITADA Aranda. E. 2000. Selectividad de caña de azúcar en bovinos. Universidad Autónoma Metropolitana. México, D. F. Arriaga, A; Soriano, S. 2006. 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Agronomía Mesoamericana 5: 50-58. 48 ANEXOS Cuadro 8: Composición química-nutricional de los 4 tratamientos de la prueba piloto (1: caña de azúcar, 2: saccharina, 3: saccharina adicionada con lactobacillus extraídos de la col y 4: saccharina adicionada con lactobacillus cultivados en suero de leche) DIA TRATAMIENTO pH 0 Caña de azúcar 5.31 0 Saccharina 0 NH3 MS MSC CEN PC N2 total 0 32.85 90.21 5.2 3.38 0.5408 5.65 0.0475 30.33 89.92 4.1 14.23 2.2768 col 5.3 0.0251 31.09 92.76 5.3 8.54 1.3664 0 Suero de leche 3.67 0.0614 32.15 92.69 7.6 10.3 1.648 1 Caña de azúcar 3.43 0.0055 31.07 87.37 3.25 3.08 0.4928 1 Saccharina 4.57 0.081 28.06 89.17 5.3 11.03 1.7648 1 col 3.56 0.0642 28.24 89.1 5.2 10.16 1.6256 1 Suero de leche 5.6 0.0866 28.56 90.06 3.03 11.45 1.832 3 Caña de azúcar 3.59 0.0013 31.01 85.24 3.1 3.58 0.5728 3 Saccharina 4.48 0.1313 27.39 88.58 5.6 13.05 2.088 3 col 4.88 0.1844 28.6 88.29 6.3 11.15 1.784 3 Suero de leche 4.31 0.1425 28.95 88.53 7.6 12.35 1.976 6 Caña de azúcar 3.64 0 30.28 88.54 5.7 3.41 0.5456 6 saccharina 4.18 0.2039 27.63 89.64 7.26 12.97 2.0752 6 col 4.85 0.3353 31.48 90.92 8.02 11.89 1.9024 6 Suero de leche 4.41 0.2291 31.4 89.08 8.7 12.12 1.9392 49 Cuadro 9: Composición química-nutricional de los 3 tratamientos de la segunda prueba (1: caña de azúcar, 2: saccharina, 3: saccharina adicionada con lactobacillus cultivados en suero de leche) DIA TRATAMIENTO pH NH3 MS PC N2 total 0 1 4.98 0 24.4 2.7 0.43 0 2 5.48 0.05 26.8 25.04 4 0 3 5.42 0.23 27.8 21.27 3.4 1 1 2.59 0.002 33.4 1.54 0.9 1 2 5.41 0.22 34.2 10.6 6.2 1 3 4.14 0.2 34.7 15.26 8.9 4 1 2.64 0 37.6 1.54 0.9 4 2 6.17 0.33 34.2 7.46 4.35 4 3 6.05 0.41 40 6.8 1.09 5 1 2.68 0.005 46.6 1.37 0.21 5 2 6.02 0.35 54.4 8.9 1.42 5 3 6.72 0.31 43.6 7.5 1.2 6 1 3 0 76.6 3.77 0.6 6 2 5.84 0.39 76 11.15 1.7 6 3 5.72 0.45 79.8 12.86 2.05 50 Cuadro 10: Composición química-nutricional de los tratamientos en las dos pruebas (1: caña de azúcar, 2: saccharina, 3: saccharina adicionada con lactobacillus cultivados en suero de leche) DIA TRATAMIENTO pH NH3 MS PC N2 total 0 1 5.14 0 28.62 6.08 0.4854 1 1 3.01 0.0035 32.23 2.31 0.6964 3 1 3.59 0.0013 31.01 3.58 0.5728 4 1 2.64 0 37.6 1.54 0.9 5 1 2.68 0.005 46.6 1.37 0.21 6 2 3.32 0 53.44 3.59 0.5728 0 2 5.56 0.048 28.56 19.63 3.1384 1 2 4.99 0.1505 31.13 10.81 3.98 3 2 4.48 0.1313 27.39 13.05 2.088 4 2 6.17 0.33 34.2 7.46 4.35 5 2 6.02 0.35 54.4 8.9 1.42 6 2 5.01 0.296 51.81 12.06 1.88 0 3 4.54 0.145 29.97 15.78 2.52 1 3 4.87 0.1433 63.26 13.35 5.36 3 3 4.31 0.1425 28.95 12.35 1.976 4 3 6.05 0.41 40 6.8 1.09 5 3 6.72 0.31 43.6 7.5 1.2 6 3 5.06 0.339 55.6 12.49 3.989 51