Nutrición Animal Tropical 13(1): 15-37 Enero-junio, 2019
ISSN: 2215-3527/ 2019 DOI 10.15517/nat.v13i1.36597
_________________________________________________________________________________________________________________
1
Proyecto de Investigación. 739-B4-064. Vicerrectoría de Investigación. Universidad de Costa Rica.
2✉
Universidad de Costa Rica. Escuela de Zootecnia y Centro de Investigación en Nutrición Animal. San
José, Costa Rica. Autor para correspondencia: carlosmario.campos@ucr.ac.cr
3
Universidad de Costa Rica. Escuela de Zootecnia y Centro de Investigación en Nutrición Animal. San
José, Costa Rica. Correo electrónico: augusto.rojas@ucr.ac.cr
Recibido: 1 octubre 2018 Aceptado: 28 febrero 2019
ARTÍCULO CIENTÍFICO
Características fermentativas y nutricionales de mezclas ensiladas de subproductos
de cervecería con melaza, melaza deshidratada y pulpa de cítricos peletizada como
fuentes de carbohidratos no fibrosos
1
Carlos M. Campos-Granados
2
✉
, Augusto Rojas-Bourrillon
3
RESUMEN
Se evaluó la inclusión de tres fuentes de carbohidratos no fibrosos (CNF) en mezclas
ensiladas de subproductos de cervecería, como mejoradores del proceso fermentativo.
Mediante la técnica de microsilos y utilizando un diseño irrestricto al azar se prepararon
cuatro tratamientos con cinco repeticiones cada uno, para comparar las diferentes fuentes
de carbohidratos no fibrosos. La inclusión de estas fuentes se definió para que cada una
de ellas aportase un total de 2,8% de CNF de la materia seca, según las siguientes
mezclas: a) subproducto de cervecería, b) subproducto de cervecería + 5,70% p/p de
melaza de caña de azúcar deshidratada. c) subproducto de cervecería + 4,00% p/p de
melaza de caña de azúcar, d) subproducto de cervecería + 4,91% p/p de pulpa de cítricos
deshidratada. Después de 60 días de fermentación se evaluó las características
organolépticas de los cuatro tratamientos y se obtuvo los mejores valores para el
tratamiento con pulpa de cítricos peletizada (p<0,05) con olores agradables, color ideal y
textura firme y consistente, los cuales son indicativos de un adecuado proceso
fermentativo. Se determinó también las características fermentativas de las cuatro
mezclas y se obtuvo los mejores resultados para el tratamiento con pulpa de cítricos
peletizada (p<0,05), tanto para materia seca (23%), pH (4,20) y nitrógeno amoniacal
(5,00% del total de nitrógeno), lo cual concuerda con los resultados obtenidos en la
evaluación organoléptica como indicadores de un adecuado proceso fermentativo.
Finalmente se evaluó la composición nutricional de los cuatro tratamientos y los mejores
valores fueron obtenidos para el tratamiento con pulpa de cítricos peletizada (p<0,05) para
proteína cruda, componente fibroso, carbohidratos no fibrosos y fraccionamiento
energético. Se concluye que la técnica de ensilaje puede ser utilizada para conservar las
características de calidad e inocuidad del subproducto de cervecería y la utilización de
pulpa de cítricos peletizada es la mejor opción para favorecer un adecuado proceso
fermentativo.
Palabras clave: Ensilaje, calidad nutricional, características fermentativas, rumiantes
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ABSTRACT
Fermentation and nutritional characteristics of ensiled mixtures of brewery
byproducts with molasses, dehydrated molasses and pelleted citrus pulp as
sources of non-fiber carbohydrates. The inclusion of three sources of non-fibrous
carbohydrates (NFC) in silage mixtures of brewery by-products was evaluated as
enhancers of the fermentation process. Using the microsilos technique and using an
unrestricted random design, four treatments were prepared with five repetitions each, to
compare the different sources of non-fibrous carbohydrates. The inclusion of these
sources was defined so that each one of them contributed a total of 2.8% of NFC of the
dry matter, according to the following mixtures: a) brewery by-product, b) brewery by-
product + 5.70% w/w of dehydrated sugarcane molasses, c) brewery by-product + 4.00%
w/w of sugarcane molasses, d) brewery by-product + 4.91% w/w dehydrated citrus pulp.
After 60 days of fermentation, the organoleptic characteristics of the four treatments were
evaluated and the best values were obtained for the treatment with pelleted citrus pulp (p
<0.05) with pleasant smells, ideal color and firm and consistent texture, which are
indicative of an adequate fermentation process. The fermentative characteristics of the
four mixtures were also determined and the best results were obtained for the treatment
with pelleted citrus pulp (p <0.05), both for dry matter (23%), pH (4.20) and ammoniacal
nitrogen (5.00% of the total nitrogen), which concurs with the results obtained in the
organoleptic evaluation as indicators of an adequate fermentation process. Finally, the
nutritional composition of the four treatments was evaluated and the best values were
obtained for the treatment with pelleted citrus pulp (p <0.05) for crude protein, fibrous
component, non-fibrous carbohydrates and energy fractionation. It is concluded that the
silage technique can be used to preserve the characteristics of quality and harmlessness
of the brewery byproduct and the use of pelleted citrus pulp is the best option to favor an
adequate fermentation process.
Keywords: Silage, nutritional quality, fermentative characteristics, ruminants
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Campos-Granados, C.M. Rojas-Bourrillon, A. Características fermentativas y nutricionales de mezclas ensiladas
de subproductos de cervecería con melaza y pulpa de cítricos peletizada.
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INTRODUCCIÓN
A través de los años los sistemas de alimentación utilizados en Costa Rica por el sector
pecuario se han desarrollado alrededor de la utilización de materias primas importadas
desde otras latitudes, como por ejemplo el maíz y la soya que figuran como importantes
componentes en las dietas de las principales especies productivas (Campos-Granados y
Arce-Vega, 2016).
Esto se debe a la alta calidad nutricional de dichas materias primas que ha permitido
buenos rendimientos productivos en las diferentes especies, al ser utilizadas dentro de los
esquemas de alimentación (Castro, 2006).
A pesar de esto, los precios internacionales de las materias primas importadas como la
soya y el maíz, han experimentado un incremento en los últimos años que compromete
cada vez más la rentabilidad de las explotaciones dedicadas a la producción animal, así
como acentuar esa dependencia a insumos externos, no solo a los sistemas productivos,
sino al país (Campos-Granados y Arce-Vega, 2016).
Debido a lo anterior se dedica gran parte de los esfuerzos a la búsqueda de alternativas
que permitan disminuir los costos de alimentación que figuran como el principal rubro
dentro del esquema de costos de las fincas. Una de las principales acciones para abaratar
costos de producción de las fincas ganaderas es mejorar la utilización de las pasturas
invirtiendo en prácticas y tecnologías que permitan una mayor producción y eficiencia de
uso del recurso forrajero disponible (Lazo-Salas et al., 2018).
No obstante, en muchos casos, el aporte de nutrimentos del pasto es insuficiente para
cubrir los requerimientos nutricionales de animales con alto potencial productivo, por lo
que es necesario la suplementación como parte de la dieta. Por esta razón, con miras a
cubrir los requerimientos nutricionales de la manera más económica posible, se ha
explorado la utilización de materiales que se obtienen como co-productos de procesos
agroindustriales, permitiendo así de una manera económica cubrir los requerimientos
nutricionales de los animales disminuyendo la dependencia de maíz y soya importados, al
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mismo tiempo que se utiliza un material, que de otra forma sería un desecho con alto
potencial contaminante (Elizondo-Salazar y Campos-Granados, 2014).
Como parte de esos co-productos que se generan en la industria alimentaria humana, el
proceso de elaboración de cerveza genera diversos materiales que incluyen: el grano
gastado, la levadura gastada y la mezcla de ambos que se denomina subproducto de
cervecería (Alaniz-Villanueva, 2008).
El subproducto de cervecería es generado a partir del procesamiento del grano de cebada
para la obtención del etanol, y este representa el mayor residuo generado por esta
industria. Este subproducto tiene varios potenciales de uso, ya sea como materia prima
para la producción de bioetanol, o como alimento para animales por su alto contenido de
proteína cruda (aproximadamente 26%), gracias a la biomasa microbiana (principalmente
levaduras) que se generan a través del proceso de hidrólisis de los carbohidratos que
contiene (Alaniz-Villanueva, 2008).
Su utilización en alimentación animal se enfoca principalmente a dietas de ganado bovino
lechero, con la consideración de que debe almacenarse en períodos cortos de tiempo (no
más de 15 días), pues sus altos contenidos de humedad (aproximadamente 78%) y de
nutrientes, lo hacen atractivo para los microorganismos descomponedores, principalmente
hongos, los cuales generan micotoxinas, principalmente zearalenona y aflatoxina, con las
consecuencias negativas que estas conllevan para la producción animal (Alaniz-
Villanueva, 2008).
Dado el potencial de uso que tiene este subproducto dentro de los sistemas de
producción de Costa Rica, el objetivo del presente trabajo fue evaluar el proceso de
ensilaje como método de conservación que permita eliminar los efectos adversos del mal
almacenamiento del subproducto de cervecería, así como evaluar la inclusión de 3
fuentes de carbohidratos no fibrosos, como mejoradores del proceso fermentativo.
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Campos-Granados, C.M. Rojas-Bourrillon, A. Características fermentativas y nutricionales de mezclas ensiladas
de subproductos de cervecería con melaza y pulpa de cítricos peletizada.
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MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación
El experimento se llevó a cabo durante los meses de julio y octubre de 2015 en el Centro
de Investigación en Nutrición Animal de la Universidad de Costa Rica, ubicado en la
Ciudad de la Investigación, Sabanilla de Montes de Oca, provincia de San José, Costa
Rica.
Materiales utilizados
El subproducto de cervecería fresco fue recolectado en la planta de secado de
subproductos agroindustriales Alimentos Saroba, ubicada en San José de Aguas Zarcas,
San Carlos, provincia de Alajuela.
La melaza, la melaza deshidratada y la pulpa de cítricos peletizada (Cuadro 1) utilizadas
como fuente de carbohidratos no fibrosos, fueron adquiridas en el almacén agroveterinario
de Dos Pinos, ubicado en Vázquez de Coronado, provincia de San José.
Cuadro 1. Concentración de carbohidratos no fibrosos de las tres fuentes utilizadas en las
mezclas ensiladas de subproductos de cervecería.
Ingrediente
Materia seca (%)
Carbohidratos no
fibrosos (% de la materia
seca)
Melaza de caña de azúcar
78%
70%
Melaza de caña de azúcar deshidratada
91%
49%
Pulpa de cítricos peletizada
90%
57%
Fuente: Laboratorio de Bromatología y Química del Centro de Investigación en Nutrición Animal.
Preparación de los ensilajes
Utilizando un diseño irrestricto al azar se prepararon cuatro tratamientos con cinco
repeticiones cada uno, para comparar el efecto del uso de diferentes fuentes de
carbohidratos no fibrosos en el ensilaje, los cuales se estandarizaron a una concentración
de CNF de 2,8% de la materia seca, según las siguientes mezclas:
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Nutrición Animal Tropical 13(1): 15-37. ISSN: 2215-3527/ 2019
Tratamiento 1: Control (SC): subproducto de cervecería.
Tratamiento 2 (SC+MI): subproducto de cervecería + 5,70% p/p de melaza de
caña de azúcar deshidratada.
Tratamiento 3 (SC+ME): subproducto de cervecería + 4,00% p/p de melaza de
caña de azúcar.
Tratamiento 4 (SC+PCD): subproducto de cervecería + 4,91% p/p de pulpa de
cítricos deshidratada.
Una vez definidos los tratamientos, se procedió a realizar las mezclas físicas antes
propuestas, y se utilizó la técnica de microsilos de 2 kg en bolsas de polietileno como
método de conservación. Se llevó a cabo una evaluación que se efectuó antes del
proceso de fermentación para determinar la composición nutricional y características
fermentativas de las mezclas, tomando una muestra compuesta por tratamiento.
Posteriormente, a cada bolsa se le removió el oxígeno mediante la utilización de una
aspiradora, con el fin de generar el ambiente anaeróbico para favorecer la fermentación
de las bacterias.
Una vez removido el oxígeno, se procedió a cerrar las bolsas con ligas de hule y cinta tipo
tape eléctrico, para evitar el ingreso de oxígeno y se procedió a almacenarlas en el
Laboratorio de Anatomía y Fisiología Animal de la Facultad de Ciencias Agroalimentarias
de la Universidad de Costa Rica con una temperatura promedio de 25°C y una humedad
relativa promedio de 65%, con el fin de proteger las bolsas de los efectos adversos de la
humedad y de la luz solar. Los silos estuvieron almacenados durante un período de 60
días.
Análisis de laboratorio
Una vez transcurridos los 60 días de fermentación se llevó a cabo una evaluación
organoléptica que se efectuó inmediatamente luego de abrir las bolsas de ensilaje,
mediante la adaptación de la metodología descrita por Betancourt et al., (2005), la cual
considera los parámetros olor, color y textura, como determinantes de la calidad
fermentativa del producto obtenido siguiendo la siguiente escala de medición:
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de subproductos de cervecería con melaza y pulpa de cítricos peletizada.
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Escala de olor:
4 = agradable, 3 = ligeramente olor a moho, 2 = moderado olor a moho, 1 = fuerte olor a
moho, 0 = fétido
Escala de color:
4 = café claro, 3 = pardo, 2 = pardo oscuro, 1 = café oscuro, 0 = negro
Escala de textura:
4 = firme y consistente, 3 = consistente, 2 = medio, 1 = suave, 0 = mucílago
Donde:
4 = Excelente calidad
3 = Buena calidad
2 = Regular calidad
1 = Mala calidad
0 = Pésima calidad
Una vez terminada la evaluación organoléptica se procedió a tomar una muestra de cada
uno de los microsilos (20) elaborados de acuerdo con los cuatro tratamientos propuestos
para realizar análisis de laboratorio. Dichas muestras fueron ingresadas al Centro de
Investigación en Nutrición Animal (CINA) para realizarles los siguientes análisis
bromatológicos: materia seca (MS), proteína cruda (PC) (AOAC 2001,11), extracto etéreo
(EE) (AOAC 920.39), cenizas (AOAC 942.05), fibra detergente neutro (FDN), fibra
detergente ácido (FDA), lignina, digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS) (Van
Soest y Robertson, 1985), y nitrógeno ligado a la FDN y a la FDA (Licitra et al., 1996).
Con esta información se procedió a calcular el contenido de carbohidratos no fibrosos
(Eastridge, 1994), contenido de nutrientes digestibles totales por medio de las ecuaciones
descritas por Weiss et al., (1992) y el fraccionamiento de la energía según las ecuaciones
del NRC (2001). Además, se realizó una estimación de la degradabilidad de la materia
seca y de la proteína cruda de los materiales ensilados utilizando las ecuaciones descritas
por Yan y Agnew (2004).
22 Nutrición Animal Tropical
Nutrición Animal Tropical 13(1): 15-37. ISSN: 2215-3527/ 2019
En el caso de las variables fermentativas, el pH se determinó utilizando un medidor de pH
con electrodo de hidrógeno, la capacidad buffer (CB) se determinó utilizando la
metodología de McDonald y Henderson (1962) y el contenido de nitrógeno amoniacal fue
analizado utilizando la metodología descrita por Tobía et al., (2004).
Análisis de la información
El análisis de la información se realizó a través de un análisis de varianza (ANOVA)
utilizando el software estadístico InfoStat (Di Rienzo et al., 2016) de acuerdo con el
siguiente modelo:
Y = µ+Trat
i
+e
ij
Donde:
µ: media de las variables analizadas.
Trat
i
: efecto del i-ésimo tratamiento.
e
ij
: error experimental.
La comparación entre medias de tratamientos, en caso de que dicho efecto resultase
significativo (p<0,05), se realizó a través de la prueba de Waller-Duncan.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Características nutricionales y fermentativas previas al proceso de ensilaje (día 0)
Se evaluó las características fermentativas y el valor nutricional de las cuatro mezclas
propuestas previo al proceso fermentativo, los resultados se muestran en el Cuadro 2.
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Campos-Granados, C.M. Rojas-Bourrillon, A. Características fermentativas y nutricionales de mezclas ensiladas
de subproductos de cervecería con melaza y pulpa de cítricos peletizada.
Nutrición Animal Tropical 13(1): 15-37. ISSN: 2215-3527/ 2019
Cuadro 2. Composición nutricional y características fermentativas de los tratamientos
experimentales previos al proceso de fermentación.
Tratamiento
Nutriente
SC
SC+MI
SC+ME
SC+PCD
Variables fermentativas
pH (unidades de pH)
4,58
4,97
4,72
4,65
CB (mEq NaOH/100g MS)
19,60
21,20
22,10
22,00
Composición nutricional
MS (%)
20,37
24,20
21,61
23,07
PC (%)
27,94
22,48
26,30
26,06
EE (%)
12,65
16,53
14,26
17,01
Cenizas (%)
4,17
21,97
5,19
4,46
FDN (%)
53,70
44,80
45,35
47,40
FDA (%)
21,20
18,80
18,90
20,70
Lignina (%)
2,90
2,20
2,70
2,70
DIVMS (%)
56,20
63,20
64,80
61,50
CNF (%)
6,45
7,84
14,35
14,60
NDT (%)
80,89
72,02
84,19
87,69
EM (Mcal/kg)
3,15
2,76
3,30
3,46
EN
l
(Mcal/kg)
1,86
1,64
1,94
2,03
N: 5 repeticiones. SC: subproducto de cervecería. SC+MI: subproducto de cervecería + melaza
deshidratada. SC+ME: subproducto de cervecería + melaza. SC+PCD: subproducto de cervecería
+ pulpa de cítricos deshidratada. CB: capacidad buffer. MS: materia seca. PC: proteína cruda. EE:
extracto etéreo. FDN: fibra detergente neutro. FDA: fibra detergente ácido. DIVMS: digestibilidad in
vitro de la materia seca. CNF: carbohidratos no fibrosos. NDT: nutrientes digestibles totales. EM:
energía metabolizable. ENl: energía neta de lactancia. ,
Con respecto a las características fermentativas, se observa en el Cuadro 2 que para los
cuatro tratamientos propuestos el valor de capacidad buffer es favorable, si se considera
valores excelentes aquellos menores a 150 mEq NaOH/100 g MS (Titterton y Bareeba,
2001). Esto a pesar de los altos contenidos de PC, los cuales normalmente se asocian
con altas capacidades buffer, dado el potencial amortiguador de la proteína. Este
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parámetro es muy importante, pues permite evaluar a priori si un material tiene un
potencial interesante para ser fermentado de manera favorable durante el proceso de
ensilaje, pues está directamente relacionado con la resistencia que este ofrece a la rápida
disminución de pH, que se espera ocurra durante el proceso de ensilaje, con la intención
de conservar el material y evitar la proliferación de microorganismos descomponedores
(hongos y bacterias clostridiales), los cuales no sobreviven en condiciones de pH ácido
(Ojeda, 1999).
En cuanto al contenido de materia seca, se observa que los materiales previos a la
fermentación, presentan mayores contenidos para el tratamiento SC+MI y SC+PCD, esto
debido a los aportes que estos dos materiales (minelaza (78% MS) y pulpa de cítricos
deshidratada (87% MS)) brindan a la mezcla (Cuadro 2); no obstante los valores no llegan
al mínimo esperado para poder ensilar correctamente un material, el cual debería estar
por encima de 30% (Ojeda, 1999); esta situación es común que se presente en
condiciones tropicales, dado que normalmente hay una alta humedad relativa en el
ambiente, aunado a los bajos contenidos de materia seca de muchos de los materiales
disponibles para ensilar, como es el caso del subproducto de cervecería (20,37%)
(Elizondo-Salazar y Campos-Granados, 2014).
Respecto al contenido de nutrientes previo al proceso fermentativo, el contenido de EE es
menor en el tratamiento SC respecto de los demás, y las cenizas son mayores en el
tratamiento SC+MI, esto porque la minelaza contiene sales minerales dentro de su
composición. En cuanto a la PC, esta es menor para el tratamiento SC+MI dado los bajos
contenidos en este nutriente de la minelaza.
En cuanto a la fracción fibrosa, la FDN es mayor en el tratamiento SC, dado que la
inclusión de las fuentes de carbohidratos tiende a diluir el contenido de esta fracción; los
valores de FDA y lignina también son mayores en el tratamiento SC, pues el subproducto
de cervecería todavía conserva en su composición gran parte de cáscaras y granos sin
fermentar que realizan aportes importantes de fibra (Alaniz-Villanueva, 2008).
Con respecto a la DIVMS, esta es menor para el tratamiento SC con respecto a los
demás, dado los bajos aportes de CNF (6,45%) producto de la fermentación de estos
durante el proceso de elaboración de la cerveza (Alaniz-Villanueva, 2008); la digestibilidad
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Campos-Granados, C.M. Rojas-Bourrillon, A. Características fermentativas y nutricionales de mezclas ensiladas
de subproductos de cervecería con melaza y pulpa de cítricos peletizada.
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está asociada directamente con los contenidos de FDA y CNF, a mayor FDA menor
DIVMS y a mayor CNF mayor DIVMS (Van Soest et al., 1991). Los contenidos de CNF
son mayores para los tratamientos SC+ME y SC+PCD, por lo que los valores de NDT, EM
y ENl, también son mayores en estos tratamientos (Cuadro 2).
Características organolépticas de las mezclas ensiladas luego de 60 días de
fermentación
Una vez abiertos los silos, se procedió con la evaluación sensorial, cuyos resultados se
muestran en el Cuadro 3.
Cuadro 3. Evaluación sensorial de los ensilajes de subproducto de cervecería con
diferentes fuentes de carbohidratos no fibrosos (CNF).
Tratamiento
Olor
Color
Textura
SC
2,4
a
1,0
a
2,2
a
SC+MI
2,9
a
1,2
a
4,0
b
SC+ME
4,0
b
3,2
b
3,2
a
SC+PCD
4,0
b
4,0
b
4,0
b
N: 5 repeticiones. SC: subproducto de cervecería. SC+MI: subproducto de cervecería + melaza
deshidratada. SC+ME: subproducto de cervecería + melaza. SC+PCD: subproducto de cervecería
+ pulpa de cítricos deshidratada.
a,b
Letras diferentes en la misma columna indican diferencias significativas (p<0,05) según la prueba
de Waller-Duncan.
Al realizar el análisis de las pruebas organolépticas, se determinó que existían diferencias
significativas entre tratamientos para todas las características evaluadas. Para el color, los
ensilados presentaron una coloración desde café claro hacia café oscuro, relacionado a la
inclusión de la fuente de carbohidratos no fibrosos, obteniendo el mejor color el
tratamiento SC+PCD. Según lo que señala Betancourt et al., (2005), conforme la
coloración del material ensilado se oscurece podría interpretarse que se disminuye la
calidad fermentativa del mismo, no obstante, existe un efecto llamado “pardeamiento
enzimático” en el que una alteración química aparece en productos vegetales que han
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sido troceados o que han sufrido procesos fermentativos (Alaniz-Villanueva, 2008), y no
siempre la formación de estos pigmentos se ha de considerar como un fenómeno químico
indeseable.
En cuanto al olor, se logró percibir para los tratamientos SC+ME y SC+PCD, olores
dulces, los cuales son propios de los procesos donde se formó ácido láctico, no obstante,
pueden ser también obtenidos cuando se da fermentación alcohólica gracias al
metabolismo de las levaduras (Driehuis y Van Wikselaar, 2000). Si se considera al color
como indicativo de calidad fermentativa en conjunto con los buenos resultados de olor,
estos dos tratamientos se consideran de buena calidad (Betancourt et al., 2005). Para los
tratamientos SC y SC+MI, los olores que se percibieron eran más característicos a
humedad y ligeramente a moho, esto podría ser propio de fermentaciones de mala
calidad, donde se ha generado cierta concentración de ácido butírico el cual se produce
cuando hay mayor actividad de bacterias clostridiales y generalmente se asocia a
procesos fermentativos inadecuados (Titterton y Bareeba, 2001).
Finalmente, para la textura, los tratamientos SC+PCD y SC+MI obtuvieron los mejores
valores para este rubro, con materiales firmes y consistentes, que no eran viscosos, ni se
destruían al contacto, además se segregaban con facilidad; por lo tanto, se pueden
considerar en cuanto a su textura como ensilajes de buena calidad (Betancourt et al.,
2005). Para los tratamientos SC y SC+ME la textura se considera medianamente
consistente, por lo que también se podría relacionar con procesos fermentativos
inadecuados, dado que las bacterias degradadores tienden a desmejorar la textura y
consistencia de los materiales en el proceso de ensilaje (Titterton y Bareeba, 2001).
Características fermentativas de las mezclas ensiladas luego de 60 días de
fermentación
En el Cuadro 4 se presentan los valores obtenidos para las principales características que
definen la calidad fermentativa de los tratamientos propuestos.
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Cuadro 4. Características fermentativas de los ensilajes de subproducto de cervecería con
diferentes fuentes de carbohidratos no fibrosos (CNF).
Tratamiento
Materia seca (%)
pH (unidades de
pH)
Nitrógeno
amoniacal (% del
nitrógeno total)
SC
19,76
a
4,47
b
8,90
b
SC+MI
22,82
b
4,98
c
11,00
c
SC+ME
21,52
b
4,21
a
5,50
a
SC+PCD
22,25
b
4,23
a
5,00
a
N: 5 repeticiones. SC: subproducto de cervecería. SC+MI: subproducto de cervecería + melaza
deshidratada. SC+ME: subproducto de cervecería + melaza. SC+PCD: subproducto de cervecería
+ pulpa de cítricos deshidratada.
a,b
Letras diferentes en la misma columna indican diferencias significativas (p<0,05) según la
prueba de Waller-Duncan.
Materia seca (MS): los contenidos de materia seca para todos los tratamientos son
insuficientes con respecto al mínimo recomendado para un buen proceso fermentativo
(30%) (Ojeda, 1999); es importante considerar que no se mejoraron los contenidos de MS
durante el proceso fermentativo, pues los valores obtenidos son muy similares a los que
se obtuvieron previo al proceso de fermentación (día 0). También se debe considerar que
la técnica de microsilos no permite la suficiente pérdida de humedad al material, pues esta
se realiza con una bolsa de polietileno que debe permanecer cerrada para evitar el
ingreso de oxígeno y esto podría generar situaciones negativas al proceso, pues es bien
sabido que los excesos de humedad estimulan la proliferación de bacterias que producen
ácido butírico, lo cual eventualmente pudre el material y genera pérdidas (Ojeda, 1999). A
pesar de que el muestreo se realiza con el mayor cuidado posible de no añadir humedad
del fondo de la bolsa, en algunas ocasiones esta puede ser absorbida por el material una
vez que es muestreado.
Un alto contenido de MS favorece la estabilización de la fermentación dentro del silo, y
por ende reduce las pérdidas de nutrimentos por efluentes; también existe una correlación
positiva entre este parámetro y el consumo del animal (Rojas-Bourrillon et al., 1998), por
lo que en las condiciones de ensilajes en el trópico, se considera conveniente hacer uso
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de materiales desecantes en los ensilados, tales como la heno, pollinaza, y otros
subproductos de la agroindustria tales como semolina de arroz (Elizondo-Salazar y
Campos-Granados, 2014).
pH: el valor más alto se obtuvo para el tratamiento SC+MI (4,98), lo que podría
interpretarse como un valor indeseado para un adecuado proceso fermentativo, el cual
debe ser menor a 4,00 (Ojeda, 1999). El pH es un indicativo de la calidad del proceso
fermentativo, pues es la forma más sencilla de saber si las bacterias ácido-lácticas
pudieron consumir una cantidad suficiente de carbohidratos no fibrosos para poder
disminuir el pH y conservar el material (Titterton y Bareeba, 2001). El pH también se ve
afectado por la presencia de cationes (Ojeda, 1999), en este caso la melaza de caña de
azúcar deshidratada contiene dentro de su composición sales minerales, lo cual explica el
alto valor de pH obtenido.
Un ensilado alto en humedad, como los obtenidos en este experimento, debe poseer un
pH entre 4,00 y 4,20 para ser calificado de buena calidad (Moore y Peterson, 1995). Por lo
tanto, si se considera solamente al pH indicador de calidad fermentativa, los ensilados de
este experimento no son de buena calidad. Sin embargo, también se ha encontrado que
niveles de pH muy bajos (por debajo de 3,5) se relacionan con disminuciones del
consumo voluntario de materia seca (Soderlund, 1995).
Nitrógeno amoniacal (NH
3
/NT): el contenido de nitrógeno amoniacal es mayor en el
tratamiento SC+MI (Cuadro 3) con respecto a los demás. Ojeda et al., (1991)
determinaron que, para considerar de excelente calidad un ensilado, este debe tener
valores de nitrógeno amoniacal de menos del 7%; valores de hasta el 11% de NH
3
/NT se
califican como ensilados buenos, mientras que ensilados de mala calidad se relacionan
con valores superiores al 15% de NH
3
/NT. Por lo tanto, bajo este indicador, ninguna de las
mezclas ensiladas es considerada de mala calidad y se consideran los tratamientos
SC+ME y SC+PCD como ensilados de excelente calidad, mientras que los tratamientos
SC y SC+MI se clasifican de buena calidad.
Los valores de nitrógeno amoniacal son un indicativo muy importante de la presencia de
procesos proteolíticos, desaminación de las proteínas o la conversión de otros
constituyentes nitrogenados a amoniaco, los cuales afectan negativamente el contenido
de proteína verdadera en el ensilaje y por ende aumentan los contenidos de nitrógeno no
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Campos-Granados, C.M. Rojas-Bourrillon, A. Características fermentativas y nutricionales de mezclas ensiladas
de subproductos de cervecería con melaza y pulpa de cítricos peletizada.
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proteico, así como disminuyen considerablemente la palatabilidad del ensilaje (Ojeda et
al., 1991).
Características nutricionales de las mezclas ensiladas luego de 60 días de
fermentación
Los valores obtenidos de composición nutricional para los cuatro tratamientos propuestos
se muestran en el Cuadro 5.
Cuadro 5. Composición nutricional de los ensilajes de subproducto de cervecería con
diferentes fuentes de CNF, luego de 60 días de fermentación.
Nutriente
Tratamiento
SC
SC+MI
SC+ME
SC+PCD
MS (%)
19,76
a
22,82
b
21,52
b
22,25
b
PC (%)
26,11
b
21,43
a
26,35
b
26,17
b
EE (%)
15,52
c
13,00
a
14,23
b
13,89
ab
Cenizas (%)
4,40
a
19,57
b
4,69
a
4,20
a
FDN (%)
50,30
c
40,72
a
43,02
b
43,78
b
FDA (%)
22,86
b
18,88
a
19,18
a
19,96
a
Lignina (%)
3,56
b
2,52
a
3,34
b
3,26
b
DIVMS (%)
48,92
a
61,50
c
57,84
b
59,14
bc
CNF (%)
5,35
a
6,62
a
13,50
b
13,58
b
NDT (%)
83,98
b
70,71
a
84,83
b
84,48
b
EM (Mcal/kg)
3,29
b
2,70
a
3,33
b
3,31
b
ENl (Mcal/kg)
1,94
b
1,61
a
1,96
b
1,95
b
N: 5 repeticiones. SC: subproducto de cervecería. SC+MI: subproducto de cervecería + melaza
deshidratada. SC+ME: subproducto de cervecería + melaza. SC+PCD: subproducto de cervecería
+ pulpa de cítricos deshidratada. MS: materia seca. PC: proteína cruda. EE: extracto etéreo. FDN:
fibra detergente neutro. FDA: fibra detergente ácido. DIVMS: digestibilidad in vitro de la materia
seca. CNF: carbohidratos no fibrosos. NDT: nutrientes digestibles totales. EM: energía
metabolizable. ENl: energía neta de lactancia.
a,b
Letras diferentes en la misma columna indican diferencias significativas (p<0,05) según la
prueba de Waller-Duncan.
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Nutrición Animal Tropical 13(1): 15-37. ISSN: 2215-3527/ 2019
Proteína cruda (PC%): el valor más bajo de esta fracción se obtuvo en el tratamiento
SC+MI, lo que coincide con lo que se observó previo al proceso fermentativo (día 0), esto
asociado a los bajos valores de PC de la melaza de caña de azúcar deshidratada, y
también a la posible desnaturalización de las proteínas causada por las sales presentes
en este material. Los contenidos para todos los tratamientos son mayores a los que
Milford y Minson (1965) sugieren como mínimos para asegurar salud ruminal (7% de PC),
por lo que suministrar estos ensilajes puede contribuir a elevar la concentración proteica
de dietas con forrajes deficientes en esta fracción, especialmente forrajes de zona baja y
cosechados a edades inadecuadas. Estos bajos aportes de PC pueden asociarse a bajos
consumos, y por tanto un ambiente ruminal limitante para el desarrollo de las bacterias, lo
que disminuiría la tasa de digestión de la fibra y la tasa de pasaje ruminal. En
consecuencia, se reduce el consumo de MS, la ganancia de peso y el rendimiento de los
animales (Del Curto et al., 2000).
Por otro lado, altas concentraciones de PC en dietas de ganado bovino, puede generar
nitrógeno ureico alto en sangre y con esto las consecuencias negativas a nivel
reproductivo (capacitación espermática e implantación del embrión) y productivo (costo
ureico) por su eliminación del organismo (Pardo et al., 2008).
Cenizas: se observa una diferencia significativa (p<0,05) para el contenido de cenizas,
obteniéndose el valor más alto para el tratamiento SC+MI, esto se asocia al contenido de
sal y fuentes minerales de la minelaza. Altas concentraciones de cenizas (por encima del
10%) en las dietas del ganado bovino disminuyen el consumo de materia seca y afectan
negativamente al contenido de nutrientes digestibles totales, y por ende al contenido
energético de las mismas (Weiss et al., 1992), lo que puede impactar negativamente la
producción de los animales.
Extracto etéreo: el contenido de EE es significativamente mayor (p<0,05) en el
tratamiento SC, respecto a los demás tratamientos, lo que se asocia al contenido propio
de grasa del subproducto de cervecería, el cual tiende a diluirse al añadir las fuentes de
CNF, las cuales son bajas en esta fracción. Considerando el valor máximo en la materia
seca total sugerido por Palmquist (1986) para dietas de rumiantes de un 7% de extracto
etéreo, se puede inferir de los resultados de la presente investigación que hay un alto
riesgo de toxicidad sobre los microorganismos ruminales si se utilizaran estas mezclas en
exceso dentro de los programas de alimentación.
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Nutrición Animal Tropical 13(1): 15-37. ISSN: 2215-3527/ 2019
Componentes de la fibra: los contenidos de FDN, FDA y lignina son significativamente
(p<0,05) mayores para el tratamiento SC con respecto a los demás tratamientos. Este
comportamiento puede asociarse a la dilución que se genera por la inclusión de las
diferentes fuentes de CNF, los cuales son menores en el contenido de fracciones de la
fibra. Alaniz-Villanueva (2008) sugiere también que las bacterias podrían estar
hidrolizando parcialmente la fibra dentro del proceso de ensilaje.
Digestibilidad in vitro de la materia seca: el valor de digestibilidad para el tratamiento
SC es significativamente (p<0,05) menor respecto de los demás tratamientos, asociado a
los mayores contenidos de FDA y lignina, los cuales están relacionados inversamente
proporcional con la digestibilidad del material y por ende disminuyen el potencial de
consumo de los mismos (Van Soest el al., 1991).
Valores altos de DIVMS, han sido asociados con la capacidad de los rumiantes para
mantener niveles adecuados de producción, pues se considera un indicativo de la
capacidad de un alimento para aportar nutrientes a la flora ruminal (Preston y Leng,
1990).
Carbohidratos no fibrosos: esta fracción es significativamente (p<0,05) mayor en los
tratamientos SC+ME y SC+PCD, lo que era de esperarse dado el alto contenido (40-55%)
de esta fracción en ambos materiales.
Valores de CNF ideales en la ración total del ganado lechero deben estar entre 30 y 40%
(Chase y Sniffen, 1991), por lo que los valores obtenidos en este experimento distan de
estos.
Fraccionamiento energético: los valores de NDT, EM y ENl son significativamente
(p<0,05) mayores en los tratamientos SC+ME y SC+PCD, asociados al alto contenido de
estos en la fracción de CNF, los cuales tienen gran impacto sobre el potencial energético
de los materiales que consumen los rumiantes (Weiss et al., 1992).
Los valores obtenidos para todos los tratamientos son superiores a los reportados para
todos los forrajes de uso común en los sistemas de producción costarricenses (50-65%)
(Campos-Granados y Rojas-Bourrillon, 2015; Campos-Granados y Rojas-Bourrillon, 2016;
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Nutrición Animal Tropical 13(1): 15-37. ISSN: 2215-3527/ 2019
Campos-Granados y Rojas-Bourrillon, 2017), por lo que su inclusión dentro de los
programas de alimentación de rumiantes, representan una oportunidad para mejorar las
concentraciones energéticas de las dietas y poder compensar las deficiencias en este
componente de los forrajes de zonas tropicales.
Degradabilidad de la MS y de la PC: con base en las ecuaciones establecidas por Yan y
Agnew (2004), la tasa de degradación estimada de la proteína fluctuó entre 58,17% y
82,99% y la de la materia seca entre 24,65% y 53,00% (Cuadro 6). Esta mejora, en el
aprovechamiento de la proteína cruda, permite potenciar el uso de esta alternativa en
programas de alimentación de rumiantes. Estos autores, también señalan que la
degradabilidad de la proteína a una tasa de pasaje de 0,02/h (consumo 1x) en un ensilaje
aumenta conforme la concentración de proteína en el material aumenta.
Cuadro 6. Estimación de la degradabilidad de la proteína y la materia seca, de acuerdo
con la tasa de pasaje de los ensilajes de subproducto de cervecería con
diferentes fuentes de CNF, luego de 60 días de fermentación.
Degradabilidad de la PC (%)
Degradabilidad de la MS (%)
Tasa de pasaje (%/h)
0,02
0,08
0,02
0,08
SC
82,24
b
70,77
b
53,00
b
30,44
b
SC+MI
67,60
a
58,17
a
42,93
a
24,65
a
SC+ME
82,99
b
71,42
b
45,35
a
26,04
a
SC+PCD
82,43
b
70,93
b
46,15
a
26,50
a
N: 5 repeticiones. SC: subproducto de cervecería. SC+MI: subproducto de cervecería + melaza
deshidratada. SC+ME: subproducto de cervecería + melaza. SC+PCD: subproducto de cervecería
+ pulpa de cítricos deshidratada.
a,b
Letras diferentes en la misma columna indican diferencias significativas (p<0,05) según la
prueba de Waller-Duncan.
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de subproductos de cervecería con melaza y pulpa de cítricos peletizada.
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CONSIDERACIONES FINALES
Los subproductos de cervecería representan una alternativa de uso interesante para
mejorar la calidad de las dietas de los sistemas de producción en Costa Rica.
La principal limitante de su uso es el almacenamiento, dado el potencial de este material
para ser descompuesto por los microorganismos, entre los cuales los hongos son los más
importantes, por su capacidad de producir micotoxinas.
Este trabajo permite concluir que los subproductos de cervecería pueden ser ensilados, y
con esto disminuir el efecto negativo que el mal almacenamiento pueda provocar sobre la
calidad e inocuidad de este material.
Se concluye también que la adición de melaza y pulpa de cítricos peletizada como fuente
de carbohidratos no fibrosos, mejoran sustancialmente la calidad fermentativa y
nutricional del ensilaje del subproducto de cervecería.
Resulta importante continuar la investigación mediante pruebas de campo con animales
para determinar los niveles más recomendados de consumo sin afectar la producción de
los animales.
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