DE INCORPORACIÓN DE PORCINAZA EN ENSILAJES PARA ... · Al Presidente de Tesis y al Comité...
131
1 DE INCORPORACIÓN DE PORCINAZA EN ENSILAJES PARA SUPLEMENTACIÓN DE BOVINOS Presentado por Julián Estrada Álvarez Candidato al título de Doctor Nota de aceptación certificada por el comité tutorial ________________________________________ Dr. Francisco Javier Henao Uribe ________________________________________ Dr. Emilio Manuel Aranda Ibáñez ________________________________________ Dr. Gastón Pichard Descalzi
Transcript of DE INCORPORACIÓN DE PORCINAZA EN ENSILAJES PARA ... · Al Presidente de Tesis y al Comité...
1
DE INCORPORACIÓN DE PORCINAZA EN
ENSILAJES PARA SUPLEMENTACIÓN DE
BOVINOS
Presentado por Julián Estrada Álvarez
Candidato al título de Doctor
Nota de aceptación certificada por el comité tutorial
________________________________________
Dr. Francisco Javier Henao Uribe
________________________________________
Dr. Emilio Manuel Aranda Ibáñez
________________________________________
Dr. Gastón Pichard Descalzi
2
Estrategias de incorporación de porcinaza en
ensilajes para suplementación de bovinos
_______________________________________________________
Tesis
presentada a
la Facultad de Ciencias Agropecuarias
Universidad de Caldas
_______________________________________________________
Requisito parcial
para obtener el grado de
Doctor
Por
JULIAN ESTRADA ALVAREZ
Francisco Javier Henao Uribe, PhD. Director de Tesis
Agosto de 2011
3
Dedicatoria
A Clara Inés, Santiago y Laura, mi querida familia, quienes me dieron
todo su apoyo y acompañamiento en todos los momentos, sobre todo
en los difíciles.
A mis queridos padres, por haber sembrado en mi el deseo de
superación.
A Daniel y Luz Helena, quienes me ofrecieron su hogar y su apoyo
incondicional en todo momento.
A mis compañeros de siempre, Francisco Javier y Germán, por todos
esos oportunos consejos y
A todos mis hermanos, por creer en mí y ofrecerme su apoyo.
A todas aquellas personas que ofrecieron su apoyo para llevar a feliz
termino este trabajo.
4
Agradecimientos
A la Vicerrectoría de Investigaciones y Postgrados de la Universidad
de Caldas por los recursos asignados para la realización de los estudios Doctorales.
Al Presidente de Tesis y al Comité Tutorial por toda la formación y
apoyo recibido.
A la Asociación Colombiana de Porcicultores, por el aporte económico
brindado para la realización de esta investigación.
Al Colegio de Posgraduados Campus Tabasco, por su apoyo en mi formación académica.
A la Universidad Católica de Manizales, por la disponibilidad del área
de laboratorios de microbiología, especialmente a Gloria María Restrepo F.
Al Sistema Granjas de la Universidad de Caldas por su aporte en las áreas experimentales, administrativas y de campo.
Al Grupo Directivo, Administrativo y de laboratorios que conforman el
Instituto de Biotecnología Agropecuaria de la Universidad de Caldas, especialmente a Juan Manuel Salgado y a Diana Cárdenas.
Al Ingenio Presidente Benito Juárez (IPBJ), por el apoyo dado durante mi pasantía en México
5
Tabla de contenidos
Página
Agradecimientos. i
Lista de figuras. ii
Lista de tablas. iii
Resumen general. 1
Capitulo I
1. Introducción. 5
1.1. Antecedentes. 5
1.2. Objetivos. 14
1.2.1. General. 14
1.2.2. Específicos. 14
Capitulo II 15
2. Revisión de literatura. 15
2.2. Introducción. 15
2.2.1. Avances en técnicas biotecnológicas. 15
2.2.2. Intensificación de la producción bovina. 15
2.2.3. Suplementación de bovinos en pastoreo. 16
2.2.4. Empleo de subproductos en la producción animal. 17
2.2.4.1. Utilización de porcinaza en alimentación animal. 17
2.3. Alimentación del rumiante. 18
2.4. Principales fuentes de alimentación para rumiantes. 19
2.4.1. Gramíneas forrajeras. 20
6
2.4.2. Leguminosas forrajeras. 20
2.4.3. Otras plantas forrajeras. 21
2.5. Los rumiantes como productores de metano. 21
2.5.1. Moduladores del metano. 22
2.6. Características generales de los forrajes. 22
2.6.1. Características de las pasturas tropicales. 23
2.7. Metabolismo energético de los rumiantes. 23
2.8. Características agronómicas de la caña. 24
2.8.1. Alimentación de rumiantes con caña de azúcar. 24
2.9. Subproductos agropecuarios utilizados en alimentación
animal. 25
2.9.1. Utilización de la porcinaza. 26
2.9.2. Población porcina nacional y su producción de
porcinaza. 26
2.9.3. Porcinaza como fuente potencial de patógenos. 27
2.10. Suplementación de bovinos en pastoreo. 28
2.10.1. La técnica de fermentación en fase sólida (Ensilaje). 29
2.10.1.1. Principios del ensilaje. 29
2.10.1.2. Condiciones ideales de un buen ensilaje. 29
2.10.1.3. Los lactobacilos como fermentadores de azúcares. 30
2.10.1.4. Acondicionamiento del material a ensilar. 31
2.10.1.5. La caña de azúcar como insumo en ensilajes. 31
2.11. Características del rumen de los bovinos. 32
2.11.1. Dinámica ruminal. 34
2.11.2. Digestibilidades in situ e in vitro en forrajes
tropicales. 35
2.12. Producción intensiva de bovinos. 36
2.12.1 Suplementación estratégica en bovinos. 37
2.13. Metano como productor de gases efecto invernadero 38
2.13.1. Factores responsables de la producción de metano en
7
el rumen. 38
2.13.2. Mitigación de la producción de metano utilizando
leguminosas tropicales. 39
Capitulo III 40
Ensilaje de caña de azúcar integral enriquecido con
porcinaza fresca. 40
Resumen. 40
Abstract. 41
Introducción 42
Materiales y métodos. 47
Resultados. 49
Discusión. 55
Conclusiones. 60
Capitulo IV
Efecto de la fermentación en estado sólida de la
porcinaza sobre la persistencia de patógenos en
el ensilaje. 62
Resumen. 62
Abstract. 63
Introducción. 64
Materiales y métodos. 66
Resultados y discusión. 69
Conclusiones y recomendaciones. 76
Capitulo V Primera aproximación a la utilización de un ensilaje
porcinaza en alimentación de bovinos. 77
Resumen. 77
Abstract. 78
8
Introducción. 79
Materiales y métodos. 85
Resultados y discusión. 88
Conclusiones y recomendaciones. 93
Capitulo VI Discusión general 94
Capitulo VII Literatura citada 101
9
Lista de figuras
Figura Página
1. Promedios de las variables dependientes
afectadas significativamente (P≤0.05)
por el TF en ensilaje de CAIM. 51
2. Comportamiento de las variables
dependientes afectadas significativamente
(P≤0.05) por el nivel de incorporación
de porcinaza en ensilaje de CAIM. 53
3. Perfil de AR, MS, pH, GT, CT y FB de
acuerdo con el TF en ensilaje de CAIM. 55
4. Degradación de la MS in situ e in vitro de
un ensilaje de CAIM con 40% de inclusión
de porcinaza 90
5. Curvas de lactancia en vacas F1 Cebú
X Holstein 91
6. Curva de respuesta en la producción diaria
de leche (kg/d) en los 19 días experimentales
en vacas F1 (Cebú x Holstein) suplementadas
con ensilaje de porcinaza vs ensilaje de maíz. 92
10
7. Cuantificación de metano (ppm) en vacas
F1 Cebú X Holstein consumiendo ensilaje con
Porcinaza vs ensilaje de maíz 94
11
Lista de tablas
Tabla Página
1. Procedimientos sugeridos para estandarizar
los procesos in situ. 35
2. Ingredientes del vitafert en porcentaje. 48
3. Cuadrados medios para AR, T°, pH, H, MS,
PT, GT, FB, CT, P, K, Mg, Ca, Na, Fe, Cu,
Mn y Zn, de acuerdo con FP, IP. 50
4. Comportamiento de las variables dependientes
de acuerdo con el factor fermentación previa
(FP) en ensilaje de CAIM. y TF en ensilaje de
CAIM. 51
5. Comportamiento de las variables dependientes
de acuerdo con el factor nivel de incorporación
de porcinaza (IP) en ensilaje de CAIM. 52
6. Comportamiento de las variables dependientes
de acuerdo con el TF en ensilaje de CAIM. 54
7. Recuento de Coliformes totales (CT) y fecales
(CF) (NMP/g) en ensilajes de Porcinaza y CAIM
12
a los 21 días de fermentación. 70
8. Recuento de esporas de Clostridium sulfito
Reductor en ensilajes de Porcinaza y CAIM a
los 21 días de fermentación. 71
9. Recuento de Coliformes totales y fecales en
ensilajes de Porcinaza y CAIM con 40% IP
en 12 momentos de fermentación. 74
13
Estrategias de incorporación de porcinaza
en ensilajes para suplementación de bovino
Resumen general.
Este estudio se orientó a evaluar estrategias competitivas de
incorporación de porcinaza fresca en la preparación de ensilajes de
caña de azúcar integral molida (CAIM), para alimentación de
bovinos. La investigación fue realizada en el Instituto de
Biotecnología Agropecuaria de la Universidad de Caldas, Manizales,
Colombia, en tres momentos consecutivos.
En el primer momento, se estudió el efecto de 8 tiempos de
fermentación (TF), de 3 niveles de incorporación de porcinaza (IP)
(20, 30 y 40%), y de la fermentación aeróbica previa (FP) de 48
horas, sobre las características físico-químicas indicadoras de calidad
del ensilaje, y sobre la calidad sanitaria del mismo al día 21 de la
fermentación, mediante un arreglo factorial 8x3x2, en bloques
completos al azar, con tres replicaciones por tratamiento y un
microsilo de PVC, de 2.5 Kg, como unidad experimental. La FP afectó
el contenido de azúcares reductores (AR) (P≤0.01), el pH, las
cenizas totales (CT) y el Cu (P≤0.05). El porcentaje de IP afectó
(P≤0.01) proteína total (PT), grasa total (GT), CT, P, K, y Mg.
Respecto al tiempo de fermentación (TF), hubo un descenso leve
(P>0.05) en AR y MS del día 3 al 21, y más fuerte (P≤0.01), del 21 al
50. El pH bajó entre el tercero y el sexto día (P≤0.01), permaneció
constante hasta el día 21 y tendió a aumentar a los 50 días (P>0.05);
por el contrario, la GT se elevó a partir del día 3 (P≤0.05). Ambas
variables registraron valores normales. Las CT disminuyeron
14
(P≤0.05) entre el día 3 y 6, y permanecieron constantes desde allí.
La adición de porcinaza fresca al ensilaje de CAIM mejoró los
principales indicadores de calidad nutricional de este, con un
comportamiento sobresaliente de la mezcla con 40% de porcinaza,
sometida a fermentación previa, a partir del día 15 de fermentación.
La calidad sanitaria del ensilaje se evaluó mediante el recuento de:
lactobacilos, levaduras, Coliformes totales y fecales, Salmonella,
Clostridium sulfito reductor, Staphylococo de tipo coagulasa positivo,
huevos de parásitos y virus. Los huevos de parásitos detectados
fueron inviables; la carga de Coliformes totales y fecales, de
Clostridium sulfito reductor, de Salmonella, de Staphylococo tipo
coagulasa positivo, y de levaduras, fue compatible con la
alimentación animal. Se detectó abundante presencia de lactobacilos
en todas las muestras evaluadas confirmando el tipo de fermentación
deseado.
En el segundo momento se estudió el efecto del tiempo de
fermentación en fase sólida de una mezcla de CAIM con 40% de
porcinaza con vitafert, a los 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 y 21 días, sobre la
calidad sanitaria del ensilaje, mediante un diseño de bloques
completos al azar, con tres replicaciones por tratamiento y un
microsilo de PVC, de 2.5 Kg, como unidad experimental. En este
momento se realizó, además de los mismos recuentos del momento
uno, el recuento de mohos y la evaluación, por PCR multiplex, de la
presencia de los siguientes virus al día 21 de fermentación:
parvovirus porcino (PVP), circovirus porcino tipo I (PCV-I), circovirus
porcino tipo II (PCV-II), virus del síndrome reproductivo y
respiratorio porcino (PRRS), y herpesvirus porcino tipo I (HVP-I) ó
virus de la enfermedad de Aujeszky.
15
Los huevos de parásitos presentes en la porcinaza fresca, fueron
inactivados a partir del tercer día de fermentación. Ninguna muestra
evidenció crecimiento de mohos y levaduras. Los Coliformes totales y
fecales se redujeron a niveles aceptables para la alimentación animal,
desde el sexto día. La carga de Salmonella, Clostridium sulfito
reductor, Staphylococo de tipo coagulasa positivo, encontrada en la
porcinaza fresca desapareció por efecto de la fermentación, desde el
tercer día. Las muestras fueron negativas para los cinco virus
evaluados.
Complementariamente se evaluó la presencia de bacterias, mohos,
levaduras y parásitos, en la mezcla de 21 días de fermentación, los
días 22, 23, 26, 27 y 28, con el propósito de analizar lo sucedido en
la semana siguiente a la apertura del microsilo, para lo cual se cerró
el recipiente sin restablecer el vacío, como ocurre en la práctica.
Todos los recuentos realizados fueron negativos.
En concordancia con los expuesto anteriormente, se puede afirmar
que en este estudio se ha probado la inocuidad del ensilaje de CAIM
enriquecido con porcinaza y la viabilidad de su uso en alimentación
de rumiantes.
En el momento tres se determinó la degradabilidad tanto in situ,
como in vitro hasta las 72 horas, de una mezcla ensilada de CAIM y
porcinaza fresca, y se evaluó su efecto en la suplementación de
bovinos y en la generación de metano en el rumen. Para el ensayo de
suplementación se emplearon 9 vacas F1 Cebú x Holstein, de primera
a tercera lactancia, seleccionadas de un lote de 30 vacas en pastoreo
de pasto estrella (Cynodon plectostachyus), suplementado con
ensilaje de maíz. Se suministraron 5 kg de ensilaje de
16
porcinaza/vaca/día, y se evaluó la producción de leche diaria, el
consumo del ensilaje y la condición sanitaria de las vacas. La cantidad
de metano contenido en muestras de gases ruminales, obtenidas por
punción ruminal, se midió por cromatografía. La evaluación in situ
determinó un rápido incremento en la degradación de la materia seca
del alimento, entre la hora cero (58.3%) y la hora 24 (70.3%), y
estabilización a partir de allí; para la evaluación in vitro también
determino un rápido incremento entre la hora cero y la 24. Los
animales consumieron totalmente el ensilaje ofrecido y su
administración durante 21 días no alteró la curva de producción
láctea esperada ni la condición sanitaria de los animales. Las vacas
alimentadas con ensilaje de porcinaza fresca tendieron a producir
menos metano (6.9 ppm) que las que recibieron ensilaje de maíz (7.6
ppm).
Finalmente, la información aportada por esta investigación permite
confirmar la factibilidad de incorporar hasta un 40% de porcinaza
fresca a mezclas con CAIM, sometidas a fermentación anaeróbica
previa de 48 horas. La calidad sanitaria, las propiedades físico-
químicas, la digestibilidad, la producción de metano, y su efecto
sobre la producción y la salud animal, a partir de los 15 días de
fermentación, son compatibles con las características de un
suplemento balanceado.
17
Capitulo I
1. Introducción.
1.1. Antecedentes.
La caña de azúcar (Saccharum officinarum) ha sido utilizada
intensivamente por la alta concentración de carbohidratos (75 a
92%) en el jugo extraído de ella (Larrahondo, 1995), por esta misma
razón ha sido utilizada para otros propósitos comerciales en la
industria azucarera y en otras producciones, como: biocombustible,
alcohol en la industria de licores y forraje en la alimentación animal
(Zapata, 2000). Su cultivo se realiza en los trópicos de cáncer y de
capricornio y en las zonas intertropicales. Para el 2007 el área
sembrada en caña de azúcar fue estimada a nivel mundial en
21.980.000 has; siendo Brasil, China y Paquistán los mayores
productores (SIAP, 2008). En el 2008 (Asocaña, 2010) Colombia
ocupó el octavo lugar a nivel mundial, con una producción media de
117.6 Ton/ha. El Decreto 948 (Minambiente, 1995), generó un
incremento en el volumen de residuos no aprovechables en la
producción convencional de azúcar y alcohol (SIAP, 2008); a partir de
ello se plantean 2 estrategias básicas, la producción de alcoholes de
2ª generación (Sánchez y Cardona, 2008) y la alimentación animal
(Zapata, 2000).
Por la alta producción de biomasa de este cultivo por unidad de área,
como por elevado aporte energético, ha sido ampliamente utilizado
18
como forraje en la alimentación animal (Zapata, 2000; Albarracín et
al., 2008).
Trabajos clásicos en alimentación de bovinos (Van Soest, 1994)
demostraron que la utilización de forrajes voluminosos como la caña,
en la dieta para rumiantes, puede ser limitada por su alto contenido
de fibra detergente neutro (FDN) (Albarracín et al., 2008). En el
empeño de disminuir este efecto, se han utilizado enzimas fibrolíticas
en ensilajes que coadyuvan a la conservación por fermentación en
estado sólido (FES) de los forrajes (Peláez et al., 2007).
La CAIM ensilada posee deficiencias nutricionales, corregibles
mediante la adición de elementos enriquecedores como la urea
(Albarracín et al., 2008), también se han utilizado otros productos
nitrogenados como porcinaza (Campabadal, 2003; Barrón et al.,
2003), gallinaza (García, 2007) y pollinaza (Gerig et al., 2000), como
sustitutos de la urea. Sustancias energéticas (melaza, miel, azúcar,
etc.) han sido adicionadas para mejorar la fermentación láctica
durante el proceso de conservación (Albarracín et al., 2008).
Actualmente las excretas animales generan enormes problemas de
polución, por las sustancias contaminantes que producen, y que
pueden limitar la expansión de la industria animal; la opción de la
utilización de excretas surge como una alternativa estratégica en
biorremediación (Barrón et al., 2000). Estudios previos indican que
las excreta puede tener un impacto positivo, cuando se utilizan como
alimento en forma de ensilado para vacunos y otros rumiantes
(Padilla et al., 2000), disminuyendo así el problema ambiental que
ocasiona (García et al., 2007).
19
Algunos investigadores (Campabadal, 2003; Barrón, et al., 2000)
describen la porcinaza como la mezcla de heces con porciones no
digeridas del alimento, células de descamaciones intestinales,
productos de secreción de las glándulas, microorganismos de la biota
intestinal, sales minerales y un bajo porcentaje de material extraño.
La Resolución ICA No 2640 (ICA, 2007), la define como residuos
consistentes en deyecciones ganaderas, materias fecales, la cama, el
agua del lavado y restos de alimentos, en proceso de cambio
biológico. La edad de las excretas es un factor importante en la
variación de su composición y en la volatilización del nitrógeno
(García et al., 2007).
Las excretas, son fuentes potenciales de microorganismos patógenos
que pueden provocar enfermedades en los animales que los
consumen; estudios científicos con excretas fermentadas informan la
desaparición de patógenos, virus y parásitos (Ramírez et al., 2005;
Martínez-Gamba et al., 2001; Serrano et al., 2008). Por el contrario,
pueden crecer microorganismos beneficiosos como Lactobacillus y
levaduras (Ramírez et al., 2005).
Martínez-Gamba et al. (2001) y Serrano et al. (2008) demostraron
que las enterobacterias presentes en la porcinaza, son inhibidas en su
desarrollo por el pH ácido dado en el ensilaje y no fueron recuperadas
en muestras que provenían de porcinaza ensilada; además,
condiciones adversas de temperatura (Tº), luz ultravioleta, acidez,
calor, otros microorganismos y residuos de desinfectantes inactivan
severamente los virus (Martínez-Gamba et al., 2001).
20
Michell et al. (2002), señalan que los procesos fermentativos se
pueden dividir en: FLS y FES; estos se diferencian en la cantidad de
líquido libre en el sustrato. La FES se define como la fermentación
que ocurre en ausencia o casi ausencia de agua libre, empleando un
sustrato natural o un material inerte como soporte sólido.
Para 2010, Colombia reporto para el sector porcícola un sacrificio de
2.477.193 cabezas (Asociación Colombiana de Porcicultores, 2011);
si se acepta que la población porcina está cercana a los 3.668.208
animales, y que la fracción sólida de estiércol/animal/día es de 1.03
kg (Villamil et al., 2000), el volumen de porcinaza diario, disponible
sería de 3.778 Ton de excretas.
Una de las estrategias para la utilización de las excretas porcinas es
la utilización de ellas en la alimentación animal (Barrón et al., 2000),
especialmente bajo la forma de ensilaje para el ganado vacuno y
otros rumiantes (García et al., 2007). A pesar de que el uso de
excretas frescas y procesadas en la alimentación animal se ha
convertido en una práctica común, (Campabadal, 2003; Ogunbanwo
et al., 2003; Boucurt et al., 2006), es preciso considerar su pequeña
cantidad de nutriente, frente a la posible carga microbiológica,
parasitaria y viral, potencialmente agresiva para las poblaciones
animales y humanas. La evaluación de la presencia de estos
organismos en las diferentes vías de utilización de excretas en
alimentación animal cobra gran importancia, y constituye
actualmente un requisito ineludible (Espinosa et al., 2009). Sollins et
al. (1984) comprobaron que en estiércoles frescos y fermentados
bajo condiciones caracterizadas por: temperaturas muy bajas, pH
ácido, falta de agua y de oxigeno, ocurre siempre la destrucción de
microorganismo y parásitos; además, los huevos de los parásitos
presentes en la porcinaza son muy susceptibles a Tº superiores a los
21
30°C y a un pH cercano a 4 (Nuñez et al., 1987; Reyes, 1963).
Martínez-Gamba et al. (2001) comprobaron que los virus de Aujeszky
y el causante de ojo azul, son destruidos durante el proceso de
fermentación en fase solida de excretas de cerdo.
La porcinaza se ha empleado como fuente de proteína y de minerales
en la producción de ensilajes (Campabadal, 2003), mezclada con
plantas forrajeras, como la caña de azúcar (Saccharum officinarum),
pobres en estos nutrientes, pero rica en carbohidratos de fácil
fermentación (De Lima, et al. 2010). De otro lado se ha comprobado
que en este tipo de mezclas, la porcinaza mejora de manera
sustantiva la digestibilidad del ensilaje (Pinto et al., 2003),
especialmente si se incorporan aditivos microbianos como las BAL,
utilizadas para mejorar o aumentar la fermentación y conservar los
ensilajes, al tiempo que promueven el crecimiento de
microorganismos benéficos (Pedroso, 2003; Hernández, 1997;
Martínez-Gamba et al., 2003).
Tradicionalmente los rumiantes han sido alimentados a partir de
praderas (gramíneas, leguminosas o mezclas de ellas), muchas veces
suplementadas con subproductos regionales tanto de origen animal
como vegetal, buscando un suministro adecuado de proteína, energía
y minerales, los cuales realizan un aporte sustantivo a la buena y
sana nutrición (Chamberlain y Wilkinson, 2002; Church, 2002). En
animales con producciones mayores al promedio, se han utilizado
alimentos balanceados (concentrados) o suplementos que mejoren su
aporte nutricional al animal, sin embargo, estos alimentos son
dependientes de materias primas importadas (cereales, oleaginosas,
etc.), generalmente de alto costo (CEGA-Uniandes, 2011).
22
Hall et al. (1998), encontraron que tanto la estructura como la
cantidad y tipo de carbohidratos almacenados en el forraje,
determinan su digestibilidad o disponibilidad para las bacterias
ruminales; la tasa de fermentación, más la degradabilidad absoluta
de esos carbohidratos, hacen que el proceso sea eficiente o no, en la
síntesis de microorganismos (Van Soest, 1994). La dinámica ruminal
es dependiente de la calidad y cantidad de alimento ofrecido al
animal, por lo cual, debemos prevenir desbalances ruminales de pH
como de ácidos grasos volátiles (AGV) (Church, 1993).
A partir de la dinámica de digestibilidad ruminal, las investigaciones
de Ørskov y McDonald (1979) y Ørskov et al. (1980) fueron pioneras
en buscar técnicas para determinar la digestibilidad in situ en
rumiantes; Huhtanen y Sveinbjorsson (2006), encontraron errores en
las técnicas de Ørskov como, que no todo el material que desaparece
de la bolsa de poliéster, ha sido fermentado.
La intensificación de la producción bovina depende de la calidad y
cantidad del forraje disponible ofrecido al animal, siendo este en la
zona intertropical una de las limitantes en la producción debido a las
fluctuaciones climáticas a través del año, bajando principalmente el
contenido de proteína y la digestibilidad en las pasturas,
consecuentemente reduciéndose el consumo de forraje y reflejándose
en pérdidas de producción (Villalobos et al., 2000). La
suplementación de rumiantes en pastoreo, en estas zonas, es una
práctica común y consiste en ofrecer los nutrientes deficientes para
llenar sus requerimientos nutricionales, siendo los nutrientes más
determinantes proteína, energía y minerales. Esta suplementación se
busca a partir de materias primas producidas dentro del país, por ello
los ensilajes se han convertido en una buena alternativa para la
23
producción tanto de carne, como de leche (Zapata, 2000; Medina et
al., 2008).
Desde 1994 (tratado de Kyoto), se busca disminuir las emisiones de
gases de efecto invernadero, donde la ganadería genera metano y
otros gases como un subproducto. Los rumiantes son alimentados
con forrajes compuestos por celulosa, que los microorganismos
ruminales desdoblan, convirtiéndolos en productos que pueden ser
absorbidos y utilizados por el animal; las bacterias metanogénicas
son productoras de metano, pero también ayudan a eliminar el
hidrógeno producido en el rumen (Berra y Finster, 2010). Es conocido
que las leguminosas ricas en taninos (Hess et al., 2003; Mera, 2004)
modulan la fermentación ruminal, siendo capas de reducir la
población de metanógenos y modificar la presencia de otros grupos
microbianos que habitan en ese complejo ecosistema. Es importante
indicar que el empleo del modulador no compromete la microbiota
responsable de fermentar la fibra, lo que indica la existencia de
interrelaciones entre las bacterias celulolíticas y las metanogénicas a
nivel del rumen (Galindo et al., 2008).
1.2. Objetivos.
1.2.1. General.
Generar estrategias competitivas de utilización de niveles
moderados de porcinaza en alimentación de bovinos, mediante
procesos de fermentación en fase solida.
24
1.2.2. Específicos.
Establecer la calidad nutricional de las materias primas
utilizadas y de los productos obtenidos en el proceso de
fermentación.
Establecer la calidad sanitaria de las materias primas
utilizadas y de los productos obtenidos en el proceso de
fermentación.
Evaluar el efecto de la estrategia elegida con relación a la
generación de metano.
25
Capitulo II
2. Revisión de literatura.
2.2. Introducción.
2.2.1. Avances en técnicas biotecnológicas.
En los últimos años, se han obtenido grandes logros en las técnicas
biotecnológicas, lo cual ha permitido mejorar la eficiencia
alimenticia para las diferentes especies animales; todo ello
soportado en investigaciones científicas que documentan los
beneficios obtenidos en el campo nutricional y su repercusión en la
salud animal (Camí et al., 2008).
A partir de investigaciones realizadas en latino América,
especialmente en biotecnologías para alimentación animal, se ha
dado respuesta parcial al incremento constante de la demanda de
alimentos de origen animal (carne, leche, huevos, etc.), lo que ha
forzado modelos de producción más intensivos y eficientes para
atender la demanda (FEDEGAN, 2006; CEGA-Uniandes, 2011),
aportando no solo a la dieta animal, si no humana, niveles
adecuados de proteína, energía y minerales (Chamberlain y
Wilkinson, 2002).
26
2.2.2. Intensificación de la producción bovina.
la intensificación de la producción bovina (más animales por área)
a nivel mundial, se inició en los años 50, donde Europa tuvo hasta
la década de los 80s un incremento sostenido de la producción,
acompañado del aumento de la demanda de productos pecuarios
de calidad (Herrero y Gil, 2008); donde es necesario contar con
una buena calidad y cantidad de forraje disponible ofrecido al
animal, marcándose este en la zona intertropical como una de las
limitantes en la producción de rumiantes, debido a las fluctuaciones
climáticas que se presentan a través del año, por la disminución
principalmente del contenido de proteína y la digestibilidad en las
pasturas, consecuentemente reduciéndose el consumo de forraje y
reflejándose en pérdidas de producción (Villalobos et al., 2000).
2.2.3. Suplementación de bovinos en pastoreo.
La suplementación de rumiantes en pastoreo, en zonas
intertropicales, es una práctica común y consiste en ofrecer los
nutrientes deficientes en las pasturas, para llenar sus
requerimientos nutricionales, siendo la proteína, la energía y los
minerales, los nutrientes más determinantes. Regularmente, la
suplementación en estas zonas se realiza a partir de alimentos
balanceados, los cuales dependen fundamentalmente de materias
primas importadas, que sus costos los determina el mercado
internacional de los cereales y oleaginosas; por ello en nuestros
países intertropicales se busca la suplementación a partir de
materias primas producidas dentro de nuestros países, convirtiéndo
al ensilaje en una buena alternativa para la producción tanto de
carne como de leche (Zapata, 2000; Medina et al., 2008).
27
FEDEGAN, (2006) propone mejorar la carga animal por área, sin
perder producción, por ello se han propuesto alternativas de
suplementación para la alimentación de rumiantes, encontrando el
ensilaje como una de las mejores alternativas.
2.2.4. Empleo de subproductos en la producción animal.
El empleo de subproductos de la producción agropecuaria y
agroindustrial (estiércoles, pelos, plumas, sangre, contenido
ruminal, follajes, seudotallos, etc.), con diferentes niveles de
procesamiento, constituye en la actualidad uno de los caminos más
eficientes en la disposición y utilización estratégica de los mismos.
En esta tendencia, la porcicultura ha ensayado diferentes
estrategias para la disposición de la porcinaza, tal vez el principal
contaminante generado por esta industria, entre las que sobresale
la producción de ensilajes mediante la fermentación de ella en fase
sólida. Con diferentes niveles de éxito, se ha conseguido por esta
vía una buena opción para prevenir la contaminación y dar valor
agregado al subproducto, como materia prima para alimentación de
rumiantes. (Campabadal, 2003; Barrón et al., 2000).
2.2.4.1. Utilización de porcinaza en alimentación animal.
La porcinaza se ha empleado como fuente de proteína y de
minerales en la producción de ensilajes (Campabadal, 2003),
mezclada con plantas forrajeras, como la caña de azúcar (S.
officinarum), pobres en estos nutrientes, en razón a que en países
intertropicales como Colombia, es una planta que además de su
alta producción por unidad de área (100 a 150 Ton de
caña/ha/año), tiene un alto contenido de carbohidratos de fácil
28
fermentación, bajos costos de producción por tonelada de materia
seca (MS), mantiene su valor nutritivo hasta 6 meses después de
su maduración y está disponible en épocas de baja producción de
otros forrajes en los potreros (De Lima, et al. 2010). De otro lado
se ha comprobado que en este tipo de mezclas, la porcinaza
mejora de manera sustantiva la digestibilidad del ensilaje (Pinto et
al., 2003), especialmente si se incorporan aditivos microbianos
como las BAL, utilizados para mejorar o aumentar la fermentación
y conservar los ensilajes, al tiempo que promueven el crecimiento
de microorganismos benéficos y la inhibición de indeseables como
el Clostridium y virus (Pedroso, 2003; Hernández, 1997; Martínez-
Gamba et al., 2003).
2.3. Alimentación del rumiante.
Los rumiantes son mamíferos que se han especializado en consumir
material vegetal fibroso, que sus enzimas digestivas son incapaces
de degradar, pero mediante la fermentación que proporcionan los
microorganismos que viven en simbiosis en el rumen, son
aprovechados (Van Soest, 1994; Chamberlain y Wilkinson, 2002;
Church, 2002). La gran capacidad gástrica de los rumiantes es
necesaria para mantener los alimentos el tiempo suficiente para ser
digeridos (Araujo y Vergara, 2007). Ørskov (1994), asegura que el
tiempo de retención en el rumen se encuentra entre 48 y 60 horas;
esta retención provee suficiente tiempo a los microorganismos para
degradar eficientemente los alimentos ingeridos (Yokoyama y
Johnson, 1988). La anterior información es esencial para optimizar
el nitrógeno y la energía disponible para la síntesis de proteína
microbial en el rumen (Bulang et al., 2007). Tradicionalmente los
rumiantes se han alimentado de praderas (gramíneas, leguminosas
o mezclas de ellas), muchas veces suplementadas con
29
subproductos regionales tanto de origen animal (porcinaza,
gallinaza, pollinaza) como vegetal (caña de azúcar, remolacha
forrajera, pastos de corte), buscando un suministro adecuados de
proteína, energía y minerales, los cuales realizan un aporte
sustantivo a la buena y sana nutrición (Cañas, 1998; Chamberlain
y Wilkinson, 2002; Church, 2002).
Hall et al. (1998), encontraron que tanto la estructura como la
cantidad y tipo de carbohidratos almacenados en el forraje,
determinan su digestibilidad o disponibilidad para las bacterias
ruminales. La tasa de fermentación, más la degradabilidad absoluta
de esos carbohidratos, hacen que el proceso sea eficiente o no, en
la síntesis de microorganismos (Van Soest, 1994). Se sabe que la
eficiencia del rumiante depende de dos aspectos críticos en el
proceso de fermentación: la velocidad de fermentación o tasa de
degradación y la velocidad de paso o tasa de pasaje (Fox et al.,
2000). Las gramíneas tropicales, pueden limitar la fermentación
ruminal debido a la cantidad de nitrógeno disponible en ella; en
dietas con predominio de forrajes, el pH del fluido ruminal se
encuentra entre 6.2 y 7.0, mientras que en dietas predominantes
en concentrado el pH se encuentra entre 5.5 a 6.5, siendo la
digestión de la celulosa inhibida cuando el pH alcanza valores
inferiores a 6.0, lo que puede perjudicar la digestibilidad de la dieta
(Campos et al., 2007).
2.4. Principales fuentes de alimentación para rumiantes.
Los rumiantes evolucionaron su tuvo digestivo hacia el consumo de
30
alimentos voluminosos (ricos en fibra), como lo son, las gramíneas,
las leguminosas y las plantas forrajeras; además, pueden utilizar
subproductos de la industria agropecuaria (Church, et al., 2002).
2.4.1. Gramíneas forrajeras.
Se agrupan en 600 géneros, con 5000 especies; de la familia de los
pastos el 75% son cultivadas para pastoreo y corte. Estas son
plantas monocotiledóneas, que se caracterizan por poseer una
doble hilera de hojas alternas, con nervaduras paralelas; sus tallos
son cilíndricos y a veces aplanados, generalmente huecos, con
nudos macizos; muchas de las gramíneas poseen tallos
subterráneos o rizomas; la inflorescencia está formada por
espiguillas que pueden describirse como un conjunto de flores
escalonadas en las ramificaciones; sus raíces no son profundas,
pero son densas y finamente ramificadas, lo que las hace una de
las plantas que mejor aprovechan el agua (Hughes et al., 1969). Es
la planta más utilizada para la alimentación de los rumiantes
domésticos, por su gran valor energético y su gran palatabilidad.
2.4.2. Leguminosas forrajeras.
Estas plantas se caracterizan por poseer hojas anchas, constituidas
por tres o más foliolos ovalados dispuestos en pares y con un
foliolo terminal que es más largo que los demás; los tallos son
cilíndricos pero sin nudos; sus semillas están contenidas en vainas,
con una o varias semillas por vaina; su raíz es pivotante y
31
generalmente profunda, lo que la hace muy resistente a
condiciones de baja humedad de suelo, además realizan simbiosis
con las bacterias del género Rhizobium, a través de nódulos
nitrificantes localizados en su raíz pudiendo fijar hasta 300 kg de
nitrógeno atmosférico al suelo. Las leguminosas son el segundo
grupo en importancia después de las gramíneas forrajeras; se
caracterizan por su gran valor forrajero (Hughes et al., 1969). Las
leguminosas tropicales poseen un alto contenido de taninos, los
cuales hacen que la proteína de la leguminosa no sea tan
degradable en rumen, como lo son las leguminosas templadas;
según Galindo et al. (2008) estos taninos tienen un efecto
modulador de la emisión de metano rumino-enterico.
2.4.3. Otras plantas forrajeras.
En Colombia además de las gramíneas y las leguminosas
forrajeras, se encuentra un grupo de plantas, árboles y arbustos
forrajeros que realizan un aporte proteico a la dieta de los
rumiantes, entre ellas están el nacedero (Trichanthera gigantea), la
morera (Morus alba), el botón de oro (Tithonia deversifolia), etc.;
estas plantas forrajeras normalmente se han utilizado bajo el
sistema de corte y acarreo, debido a que no soportan un pastoreo
directo por parte del rumiante (Gómez et al., 2002).
2.5. Los rumiantes como productores de metano.
Los rumiantes han sido señalados como grandes emisores de
metano a la atmosfera, ayudando a incrementar así la producción
de este gas de efecto invernadero (Berra y Finster, 2010). Por lo
32
anteriormente enunciado, es necesario buscar alternativas de
suplementación en rumiantes, que contribuyan a mitigar la emisión
de metano; es así que investigadores como Hess et al. (2003) y
Mera (2004) han buscado disminuir la emisión de este gas con la
incorporación de leguminosas ricas en taninos dentro de las áreas
de pastoreo. En los resultados encontrados por Galindo et al.,
(2008) se demuestra que la utilización de Leucaena leucocephala
modula la fermentación ruminal, siendo capás de reducir la
población de metanógenos y modificar la presencia de otros grupos
microbianos que habitan en ese complejo ecosistema.
2.5.1. Moduladores del metano.
Es importante indicar que el empleo del modulador como las
leguminosas ricas en taninos, no compromete la microbiota
responsable de fermentar la fibra, lo que indica la existencia de
interrelaciones entre las bacterias celulolíticas y las metanogénicas
a nivel del rumen; de las experiencias in vitro se deduce que este
efecto pudiera observarse in situ en aquellos animales que reciban
o pastoreen en bancos de leguminosas.
2.6. Características generales de los forrajes.
Desde finales de la década de los 60s, se ha intensificado la
investigación sobre la calidad y cantidad de forrajes, de los cuales
dependen la conversión y la producción de los rumiantes, donde la
ganancia de peso y la producción de leche dependen de un sin
número de factores asociados tanto al forraje como al animal
(Hughes et al., 1969); además, este mismo autor señala que el
33
valor nutritivo de los forrajes está caracterizado por su composición
química y su digestibilidad. En la zona intertropical los niveles de
productividad animal (carne, leche y lana) normalmente son
inferiores a los obtenidos en pasturas de zonas templadas.
2.6.1. Características de las pasturas tropicales.
Las pasturas tropicales poseen una estructura caracterizada por
una menor densidad de hojas verdes que afecta la eficiencia de
cosecha por parte del animal, ocasionando un menor consumo de
proteína y energía digestible (Faría-Mármol, 1998). (Jung et al.,
1988) determinaron que las paredes celulares de los forrajes
tropicales, sirven como fuente primaria de energía para los
ruminates; estas paredes celulares están compuesta
principalmente por polisacáridos, proteínas y un alto contenido de
lignina que disminuyen su digestibilidad; por otra parte, las altas
temperaturas, obligan a los animales en zonas intertropicales a
restringir el consumo de alimentos en el día y aumentarlo en la
noche; adicionalmente, la producción de forraje varia de una época
a otra durante el año y de un año para otro, por lo que la carga
animal se debe ajustar para permitir que exista suficiente forraje
disponible aún en las épocas desfavorables (Faría-Mármol, 2006).
2.7. Metabolismo energético de los rumiantes.
El metabolismo de la energía en ruminates se basa en su habilidad
para digerir los carbohidratos estructurales de las plantas, como la
celulosa y la hemicelulosa; ésta digestión se lleva a cabo bajo
condiciones anaeróbicas por un complejo de bacterias, hongos y
protozoos (Scholfield, 2000). El metabolismo de los carbohidratos
por los microorganismos del rumen determina la producción de
34
AGV que, a su vez, proporcionan entre 70 y 80% de las
necesidades calóricas totales del animal hospedero (Church, 1993).
2.8. Características agronómicas de la caña.
La caña de azúcar (Saccharum officinarum) es una planta que
contiene 15% de sólidos (azúcar y fibra) pero su fibra es altamente
lignificada lo que disminuye su digestibilidad, bajos contenidos de
proteína (<4%), bajo contenido de minerales y una ausencia casi
total de grasa y almidones (Viniegra, 2001; Urdaneta, 2005). Las
raciones alimenticias con caña de azúcar se deben enriquecer con
fuentes proteicas y minerales, para mejorar su valor nutricional;
sin embargo, no se recomienda como única fuente de alimento
(Viniegra, 2001; Hernández , 2002; Urdaneta, 2005).
2.8.1. Alimentación de rumiantes con caña de azúcar.
La utilización de la caña de azúcar para la alimentación de
rumiantes, está limitada por los altos niveles de fibra, esta
característica condiciona su consumo; pero con procesos
biotecnológicos las respuestas en nutrición animal son
satisfactorias; otra limitante son los bajos contenidos de azufre,
fósforo, zinc y manganeso, y sus bajos niveles de lípidos (Morais de
Lima et al., 2010). Oliveira et al. (1998), evaluó su contenido
nutricional encontrando valores promedios de 30-35% de materia
seca, 2-3% de proteína total en la materia seca, FDN entre 45-
56%, FDA entre 27-35%, y entre 4.2-4.6 Kcal/kg de MS de energía
bruta. Para que los microorganismos del rumen cumplan con sus
necesidades nutricionales, es necesario un aporte mínimo de 7%
de proteína degradable en rumen, niveles inferiores pueden reducir
el crecimiento microbiano y por ende, disminuye el aporte de
35
proteína microbiana al intestino delgado (Morais de Lima et al.,
2010).
La literatura reporta valores discrepantes para digestibilidad de la
FDN 23.1 (Corrêa et al., 2003) a 54.42 (Hernández, 1998). En las
ultimas décadas, los criterios para escoger una variedad de caña de
azúcar como forraje esta basado en su relación FDN y su
concentración de azúcar; se sugiere una baja relación FDN/azúcar
o sea bajo contenido de FDN y alto contenido de azúcar, puesto
que el alto contenido de FDN limita la ingestión de caña y por ende
el consumo de energía (Gooding et al., 1982). Se debe recordar
que, la caña de azúcar posee bajos niveles de algunos nutrientes,
los cuales deben ser suministrados conjuntamente con ella; es aquí
donde, subproductos como la porcinaza entraría a aportar varios de
estos nutrientes deficientes en la caña de azúcar.
2.9. Subproductos agropecuarios utilizados en alimentación
animal.
El empleo de subproductos de la producción agropecuaria y
agroindustrial (estiércoles, pelos, plumas, sangre, follajes,
seudotallos, vinasas, afrechos, etc.), con diferentes niveles de
procesamiento, constituye en la actualidad uno de los caminos más
eficientes en la disposición y utilización estratégica de los mismos.
Una característica que es necesaria que cumplan todos los
subproductos que se utilicen en la alimentación animal, es su
inocuidad; a partir de dicha premisa se debe conocer además su
aporte nutricional y sus factores antinutricionales. Un subproducto
que se ha utilizado con diferentes niveles de éxito para
alimentación de rumiantes, ha sido la porcinaza, asegurando que a
36
través de ella no se afectará la salud tanto del animal, como la
humana (Campabadal, 2003; Barrón et al., 2000).
2.9.1. Utilización de la porcinaza.
Actualmente las excretas animales generan enormes problemas de
polución, por las grandes cantidades de sustancias contaminantes
que producen, y constituyen limitantes a la expansión de la
industria animal cuya búsqueda de soluciones debe ser abordada
con la misma intensidad con que se investiga en áreas como la
nutrición, la genética y la reproducción, entre otras. La opción de la
utilización de excretas surge por tanto como una alternativa
estratégica en biorremediación (Barrón et al., 2000). Estudios
previos indican que la excreta puede tener un impacto positivo, al
ser utilizado como alimento en forma de ensilado para el ganado
vacuno y otros rumiantes (Padilla et al., 2000), permitiendo de
esta forma disminuir el problema ambiental que ocasiona (García et
al., 2007).
2.9.2. Población porcina nacional y su producción de
porcinaza.
Las estadísticas reportan para Colombia una población porcina
cercana a los 3.668.208 animales, y que la fracción sólida de
estiércol/animal/día es de 1.03 kg (Villamil et al., 2000), el
volumen de porcinaza diario, disponible sería de 3.778 Ton de
excretas. Si estas excretas no son bien utilizadas, se convierten en
generadoras de gases efecto invernadero, contaminantes de
fuentes de agua y generadoras de malos olores (Morais de Lima et
al., 2010).
37
Algunos investigadores (Campabadal, 2003; Barrón et al., 2000)
describen la porcinaza como la mezcla de heces a la cual se unen:
la porción no digerible de los alimentos, células de descamaciones
de la mucosa del aparato digestivo, productos de secreción de las
glándulas, microorganismos de la biota intestinal, diversas sales
minerales y un porcentaje ínfimo de material extraño. De manera
similar, bajo la denominación de porcinaza la Resolución ICA No
2640 (ICA, 2007), la define como residuos consistentes en
deyecciones ganaderas, materias fecales, la cama, el agua del
lavado y restos de alimentos, en proceso de cambio biológico. En
función del sistema de producción tendrán diferentes contenidos de
agua, dando lugar a los estiércoles sólidos, semisólidos o líquidos.
Además, se ha señalado que la edad de las excretas es otro factor
de importancia en la variación de la composición de ella y que está
determinado por la volatilización del nitrógeno (García et al.,
2007).
2.9.3. Porcinaza como fuente potencial de patógenos.
Aunque las excretas, como materiales de desecho, son fuentes
potenciales de microorganismos patógenos que pueden provocar
enfermedades en los animales que los consumen, hasta ahora,
ninguno de los estudios microbiológicos con estos materiales
fermentados mediante métodos estándares de cultivo y por
detección molecular informan la presencia de patógenos
(Salmonellas, Escherichia coli, Campylobacter spp., Yersinia spp. y
Listeria spp) (Ramírez et al., 2005; Serrano, et al., 2008). Por el
contrario, sí hacen saber la existencia de microorganismos
beneficiosos como Lactobacillus y levaduras (Ramírez et al., 2005).
38
Se ha demostrado que las enterobacterias como Clostridium
presentes en la porcinaza, son inhibidas en su desarrollo por el pH
ácido dado en el ensilaje y no fueron recuperadas en muestras que
provenían de porcinaza ensilada (Martínez-Gamba et al., 2001;
Serrano et al., 2008). Además, se ha encontrado que condiciones
adversas de temperatura, luz ultravioleta, acidez, calor, otros
microorganismos y residuos de desinfectantes inactivan
severamente los virus (Martínez-Gamba et al., 2001).
2.10. Suplementación de bovinos en pastoreo.
Dentro de las alternativas utilizadas para suplementar las
deficiencias dadas por las praderas como fuente de nutrientes para
la buena alimentación de los bovinos, están los alimentos
balanceados, los suplementos proteicos o energéticos, los henos y
henolajes y los ensilajes (Hughes et al., 1969).
Una condición mayúscula en la suplementación de rumiantes es el
nitrógeno, ya que se ha estimado que entre el 22 y 49% de los
forrajes tropicales y 16% de los templados son deficientes en
proteína (Huerta 1993); además, la respuesta animal sugiere que
las deficiencias de nitrógeno en los pastos y forrajes, es una de las
principales limitantes para la producción en las zonas intertropicales.
La suplementación debe estar dirigida a satisfacer los
requerimientos nutricionales del animal y de su población
microbiana (Preston y Leng 1989) y corregir las deficiencias del
forraje para incrementar su consumo, aumentar la eficiencia de
utilización de nutrientes y la producción (Puruchena 2004), sin
obviar la aplicación de los principios fundamentales de manejo del
39
pastizal, lo que incrementará su rendimiento, calidad y
sostenibilidad (Senra, 2005 y Senra et al., 2005).
2.10.1. La técnica de fermentación en fase sólida (Ensilaje).
Un buen ensilaje, es el resultado de la combinación de varios
factores; entre los más determinantes están: buena expulsión del
aire (es el factor más importante para producir las condiciones
ideales en el proceso de ensilaje), dada por una buena
compactación, un corte o picado fino, un buen aislamiento del
medio externo (cubiertas plásticas), y así mantener su anaerobiosis
(Hughes et al., 1969). Este mismo autor, indica que la textura del
ensilaje es un buen indicador de calidad, y está dada por un pH con
valores menores a 4.5, bajos niveles de nitrógeno amoniacal, poco
o ninguna producción de ácido butírico, y un contenido de ácido
láctico de 3 a 13% en la MS. Los objetivos biológicos y tecnológicos
del ensilaje son: minimizar las pérdidas de nutrientes y evitar
posibles cambios en el valor nutritivo de los alimentos, los procesos
de preservación deben impedir que se produzcan efectos negativos
en la salud animal y en sus procesos productivos, deben garantizar
la durabilidad del alimento conservado, tanto durante el
almacenamiento como en su suministro a los animales,
incrementar la potencialidad productiva de los forrajes y garantizar
el aprovechamiento óptimo de sus capacidades de rebrote en los
meses más favorables para ello, y adecuar, en cada caso concreto,
las mejores opciones en función de los recursos disponibles (Ojeda
et al., 1991).
40
2.10.1.1. Principios del ensilaje.
El proceso esta gobernado principalmente por la interacción de tres
factores: 1. las bacterias en el material vegetal, 2. La cantidad de
amonio dentro del recipiente en que se almacena y 3. la
composición del material vegetal que está en el silo (Hughes et al.,
1969). Durante la fabricación de los ensilajes se pueden distinguir
dos etapas: la fase aeróbica o enzimática y la fase anaeróbica o
microbiológica, aunque en la practica ambas pueden ocurrir
simultáneamente (Ojeda et al., 1991).
2.10.1.2. Condiciones ideales de un buen ensilaje.
Las bacterias contenidas en el material vegetal a ensilar, crecen en
su mayoría en un medio aeróbico. Son conocidas como bacterias
facultativas, incrementan su número y su actividad en ausencia de
oxigeno dentro del silo. Según Ojeda et al. (1991), en este
proceso ellas usan los carbohidratos disponibles produciendo agua,
calor y CO2. Esta reacción se puede esquematizar de la siguiente
forma:
Azúcares + oxigeno CO2 + H2O + calor.
En esta reacción Ojeda et al. (1991) encontraron cuatro elementos
negativos para la conservación: 1. Elevación de la Tº, que en casos
extremos puede provocar la pérdida del ensilaje por carbonización
o la disminución del valor nutritivo de las proteínas por
desnaturalización; 2. Disminución del contenido inicial de los
carbohidratos solubles, que posteriormente serán necesarios como
fuente energética para las bacterias, 3. Pérdida de MS en forma de
CO2 no recuperable, y 4. Aumento de la humedad en los forrajes, lo
cual favorece el desarrollo de un grupo de bacterias indeseables.
41
Por otra parte, tanto las bacterias como la planta siguen
respirando. Es difícil separa los efectos de los dos sistemas de
enzimas, el bacterial y el de la planta. Al final de la cuarta o quinta
hora en condiciones anaeróbicas, el acido láctico hace que las
bacterias incrementen su número, por otra parte, el ácido láctico
producido por las bacterias disminuyen su número; este factor
determina las condiciones para producir un buen ensilaje en
condiciones optimas. El ácido láctico producido por las bacterias,
actúa sobre los carbohidratos disponibles en el forraje. Estos son
principalmente: azucares, sucrosa, monosacáridos, glucosa y
fructosa. Hughes et al. (1969) calcularon que un gramo de glucosa,
atacado por una BAL produce 2 moles de ácido láctico, pero se
genera una pequeña pérdida de energía del 3,1%, como se
muestra en la siguiente reacción:
Glucosa ------- Ácido láctico
C6H12O6 2(C3H6O3)
673 calorías 652 calorías, perdiendo 21 calorías (3,1%)
2.10.1.3. Los lactobacilos como fermentadores de azúcares.
La acción de las BAL en los carbohidratos disponibles, producen
ácidos orgánicos, H2O, CO2 y calor; pero su principal función es
producir ácido láctico, sin embargo, otros ácidos orgánicos como
acético, fórmico y succínico son producidos. El ácido desarrollado
por el material vegetal reduce el pH hasta 4.5 o menos, está acidez
impide el desarrollo de bacterias y la acción de las enzimas
preserva el ensilaje. Es determinante la inhibición de las bacterias
proteolíticas y de la putrefacción en la producción de un buen
ensilaje. El proceso del ensilado esta completo entre 10 días y 2
semanas después de su sellado; si se produce suficiente ácido y no
entra aire el ensilaje, este puede durar muchos años.
42
La calidad del ensilaje se puede medir con la aplicación del sistema
de Wieringa, este se basa en la apreciación de tres indicadores: pH,
contenido de ácido butírico y nitrógeno amoniacal como porcentaje
del nitrógeno total (Ojeda et al., 1991). Esta evaluación se
determina con la aplicación de los siguientes valores:
Apreciación Puntuación pH Ácido butírico N-NH3/Nt
Bueno 2 <4.2 <2 <8
Medio 1 4.3 - 4.5 2 – 5 8 – 15
Mediocre 0 >4.5 >5 >15
Fuente: Ojeda et al. (1991)
2.10.1.4. Acondicionamiento del material a ensilar.
Hughes et al. (1969), indican que al realizarle laceraciones al tejido
vegetal, ayuda a producir una mejor calidad en el ensilaje
producido; se plantea que este proceso, hace que los carbohidratos
de las células de la planta sean utilizados más rápidamente por las
bacterias, mejorando su fermentación.
2.10.1.5. La caña de azúcar como insumo en ensilajes.
La utilización de la caña de azúcar en ensilajes es recomendable
por su elevado nivel de carbohidratos de fácil fermentación y
reducido poder tampón, pero algunos autores han observado en
caña ensilada, que presenta problemas en las rutas bioquímicas de
fermentación (típicamente alcohólica con perdida de su valor
nutritivo, además de la reducción de su contenido de azúcar debido
a la fermentación por levaduras) (Morais de Lima et al., 2010).
Nussio et al. (2005) determinaron que el acumulo de alcohol
43
representa perdidas tanto en el material ensilado como en los
animales. Existen muchos microorganismos epifíticos en los
forrajes, que cuando son sometidos a ensilaje, las entrobacterias,
hongos y levaduras presentes en los forrajes interactúan de
diversas formas con la microbiota anaerobia del silo; estos
microorganismos compiten con las bacterias lácticas por el sustrato
en la fase fermentativa del ensilaje. La enterobacterias y los
Clostridium son inhibidos por el bajo pH del ensilaje. Las levaduras
son componentes de la microbiota epifítica presente en la caña. A
diferencia de otros microorganismos las levaduras no son inhibidas
por el pH (pueden sobrevivir a pH 2). Estos microorganismos
producen deterioro anaeróbico del ensilaje al convertir los
carbohidratos en etanol. Resultando en bajos niveles de ácido
acético, deterioro de la MS y aumento en el nivel de FDA del
ensilaje. En una revisión realizada por Zopollatto et al., (2009)
encontraron que la utilización de Lactobacilos buchneri resulto en
un 100% de respuesta favorable para la variación del nivel de
carbohidratos no estructurales (CNE), el nivel de nitrógeno
insoluble en detergente neutro, recuperación de CNE, recuperación
de MS digestible y estabilidad aeróbica de los ensilajes de caña de
azúcar; por otro lado, el nivel de etanol se redujo
significativamente en al menos dos trabajos incluidos en esta
investigación.
2.11. Características del rumen de los bovinos.
El desarrollo de la función ruminal en los animales jóvenes, el
control de la fermentación ruminal, y el efecto de la dieta, realizan
una intregración entre la fisiología digestiva y la nutrición. Una
44
característica del rumiante es ingerir el alimento rápidamente y
después rumiarlo; en el proceso de rumia además de fraccionar el
alimento en partículas más pequeñas, se da la mezcla del alimento
con la saliva formando el bolo alimenticio, la saliva juega un papel
fundamental en la estabilidad del rumen, por su efecto buffer; en el
rumen las partículas más pequeñas tienden a sobrepasar al tracto
posterior y las más grandes tienden a ser retenidas para ser
atacadas por los microorganismos ruminales lo que genera una
menor densidad y por lo tanto también escapan al tracto posterior
(Maynard et al., 1989). El rumen es un sitio de fermentación
anaeróbico, donde los alimentos consumidos son fermentados por
los microorganismos, generando AGV que son absorbidos por la
pared ruminal y otros gases (CO2, CH4, O2 y otros) que son
expulsados del rumen con los movimientos secundarios del rumen
(Church, 1993). La fermentación es la transformación de una
sustancia orgánica (generalmente un carbohidrato) en otra
utilizable mediante un proceso metabólico por la acción de las
enzimas. Estas enzimas pueden ser producidas por hongos,
bacterias y levaduras, y provocar reacciones de oxidación-
reducción dentro en el interior del rumen, de las cuales el
organismo productor deriva energía suficiente para su metabolismo
(Chamberlain y Wilkinson, 2002). Las fermentaciones pueden ser
anaeróbicas, si se producen fuera del contacto con el aire, o
aeróbica, que solo tiene lugar en presencia de oxígeno.
Los microorganismos anaeróbicos ruminales, obtienen la mayor
parte de la energía de las reacciones de oxidación-reducción en
ausencia del oxígeno molecular; los electrones pasan desde un
intermediario orgánico producido en la degradación del azúcar, el
suministrador electrónico, hasta otro intermediario orgánico, que
45
actúa como aceptor electrónico. En estos procesos de fermentación
anaeróbica, no se produce la oxidación neta del combustible. Los
productos finales son los que caracterizan los tipos de
fermentaciones y pueden ser alcoholica, láctica, butírica o acética
(Jay 1994).
Los organismos que emplean la fermentación como fuente de
energía, se pueden dividir en dos clases: los anaeróbicos estrictos
u obligados, que no emplean el oxigeno en absoluto y los
anaeróbicos facultativos, que pueden vivir en ausencia o en
presencia de oxígeno. Estos últimos, cuando viven
anaeróbicamente, obtiene la energía de un proceso de
fermentación y cuando viven aeróbicamente, continúan
degradando su combustible mediante la ruta anaeróbica, pero
después oxidan los productos de aquella a expensa del oxígeno
molecular (Lehninger 1991). Es importante anotar, que el pH
optimo de los ensilaje está entre 3.8 y 4.5, y que al llegar al rumen
puede causar una disminución del pH ruminal dependiendo de la
cantidad suministrada (Church et al., 2002); por lo anterior es
necesario determinar la cantidad máxima de ensilaje suministrado
diariamente a los animales.
2.11.1. Dinámica ruminal.
A partir de la dinámica de digestibilidad ruminal, se llego a la
utilización de dos metodologías (in situ e in vitro), donde las
investigaciones de Ørskov y McDonald (1979); Ørskov et al. (1980)
fueron pioneras en la técnica de digestibilidad in situ, aunque
46
Huhtanen y Sveinbjorsson (2006), determinaron algunos errores a
tener en cuenta como que no todo el material que desaparece de
la bolsa de poliéster, ha sido fermentado y que se considera un
proceso lento y de alto consumo de tiempo y recursos; a pesar de
ello, es una de las metodologías más utilizadas en el mundo, solo
se debe ajustar los protocolos, como lo sugiere Vanzant et al.,
(1998) (Tabla 1).
Tabla 1. Procedimientos sugeridos para estandarizar los procesos in
situ.
Items Recomendaciones
Dieta Tipo
Nivel de fermentación
Frecuencia de alimentación
Bolsas
Material
Tamaño del poro
Tamaño de la muestra/área de
superficie
Proceso de la muestra
Replicación Número de animales
Número de días
Número de bolsa
Proceso de incubación
Preincubación
Posición ruminal
Entrada/salida
Tiempo de incubación
Lavado Corrección microbial
Modelo matemático
Estándar del sustrato
60 a 70% de forraje
Mantenimiento
≥ 2 veces al día
Poliéster
40 a 60 μm
10 mg/cm2
2 mm de tamaño
≥ 2
≥ 2
≥ 1
No es necesario
Ventral en rumen
Remover simultáneamente
El que describe la curva
En maquina (5 veces/ 1 minuto) con
agua limpia continua
Si
Fuente: Vanzant et al., (1998)
47
También, existe la alternativa de la digestibilidad in vitro; Tilley and
Terry (1963) aportaron al avance de esta metodología, la cual ha
seguido desarrollándose por el interés de investigadores como
Menke y Steingass (1989); Pell y Schofield (1993); Theodorou et
al. (1994) y Cone et al. (1996) llegando a la digestibilidad in vitro
por producción de gas. Mertens (2002), realizó una estandarización
de las técnicas de FDN, contando con el apoyo de 14 laboratorios;
los materiales seleccionados para el estudio comparativo fueron
tomados de un amplio rango de concentración de amilasa en la
FDN del alimento, la cual vario entre 0 y 90%. Los materiales
también variaron en concentración de cenizas (1 - 16%), grasas
medidas como extracto etéreo (1 – 20%), proteína cruda (1 –
40%), y almidones (0 – 50%).
2.11.2. Digestibilidades in situ e in vitro en forrajes
tropicales.
Ambas metodologías, se han aplicado a la investigación en
degradación ruminal de forrajes tropicales; la cual se sugiere que
debe estar acompañada de una caracterización físico-química
detallada, para establecer efectos de metabolitos secundarios y
diferencias en estructura de la pared celular y carbohidratos
solubles, sobre la degradación de cada una de las fracciones
(Arreaza et al., 2005).
Las gramíneas tropicales, pueden limitar la fermentación ruminal
debido a la baja cantidad de nitrógeno disponible en ella; en dietas
con predominio de forrajes, el pH del fluido ruminal se encuentra
entre 6.2 y 7.0, mientras que en dietas predominantes en
concentrado el pH se encuentra entre 5.5 a 6.5, siendo la digestión
48
de la celulosa inhibida cuando el pH alcanza valores inferiores a
6.0, lo que puede perjudicar la digestibilidad de la dieta (Campos
et al., 2007).
2.12. Producción intensiva de bovinos
La intensificación de la producción bovina (más animales por área)
a nivel mundial, se inició en los años 50; Europa tuvo hasta 1980
un incremento sostenido de la producción, acompañado del
aumento de la demanda de productos pecuarios (Herrero y Gil,
2008); pero la producción bovina depende de la calidad y cantidad
del forraje disponible ofrecido al animal, siendo este en la zona
intertropical una de las limitantes en la producción debido a las
fluctuaciones climáticas a través del año, bajando principalmente el
contenido de proteína y la digestibilidad en las pasturas,
consecuentemente reduciéndose el consumo de forraje y
reflejándose en pérdidas de producción (Villalobos et al., 2000). La
suplementación de rumiantes en pastoreo, en estas zonas, es una
práctica común y consiste en ofrecer los nutrientes deficientes para
llenar sus requerimientos nutricionales, siendo los nutrientes más
determinantes proteína, energía y minerales. Regularmente, la
suplementación en estas zonas se realiza a partir de alimentos
balanceados, los cuales dependen fundamentalmente de materias
primas importadas (cereales, oleaginosas, etc.), dependientes del
mercado internacional en su costo; haciendo que nuestros países
intertropicales busquen la suplementación a partir de materias
primas producidas dentro del mismo país, por ello, dentro de los
suplementos más utilizados están los ensilajes, ellos se han
convertido en una buena alternativa para la producción tanto de
carne como de leche (Zapata, 2000; Medina et al., 2008).
49
2.12.1 Suplementación estratégica en bovinos.
En las regiones intertropicales, la suplementación estratégica es una
herramienta importante para mejorar la producción bovina,
soportada en pasto; puesto que permite corregir las dietas
desbalanceadas, aumentar la capacidad de carga e incrementar la
eficiencia de utilización de los pastos en su máxima producción,
mejorar la ganancia de peso por animal y por unidad de superficie y
acortar los ciclos de crecimientos y engorda de los bovinos
(Peruchena, 2004).
Tradicionalmente el desarrollo de la suplementación está asociada,
principalmente, con la utilización de granos y subproductos
agroindustriales regionales. El uso de concentrados comerciales no
siempre está al alcance de los productores debido a su alto costo en
el mercado. Además, algunas materias primas empleadas en su
elaboración son de importación, lo que ocasiona grandes gastos de
divisas al país de que se trate. Esto hace necesario buscar
alternativas productivas y económicamente factibles, puesto que los
monogástricos, utilizan más eficientemente los cereales que los
rumiantes, para producir energía o proteína comestible (Ensminger
1993). Es sabido que, vacas con producciones de 3600 kg de
leche/lactancia, es una producción obtenible con pastos y forrajes
tropicales (Church et al., 2002).
2.13. Metano como productor de gases efecto invernadero
Desde 1994, con el tratado de Kyoto, se inicio la lucha contra las
emisiones de gases de efecto invernadero, originadas en las
50
actividades humanas; las actividades agrícolas y ganaderas
aportan directamente a estas emisiones, donde la ganadería
contribuye a la emisión de metano, por la fermentación entérica y
las excreciones de los animales; este proceso digestivo normal de
los animales, produce metano como un subproducto; en los
rumiantes el metano es exhalado o eructado, convirtiéndose en
uno de los principales emisores. En condiciones normales, los
rumiantes son alimentados con forrajes compuestos por celulosa,
que los microorganismos ruminales desdoblan, transformándola en
productos que pueden ser absorbidos y utilizados por el animal; las
bacterias metanogénicas son las responsables de la producción del
metano y, si bien constituyen una fracción muy pequeña de la
población microbiana total, cumplen una función muy importante,
al proveer un mecanismo para eliminar el hidrógeno producido en
el rumen (Berra y Finster, 2010).
2.13.1. Factores responsables de la producción de metano
en el rumen.
Johnson y Johnson (1995) indican dos factores responsables de las
variaciones en la producción de metano: 1. la cantidad de
carbohidratos fermentados en el retículo-rumen, lo que implica
diversas interacciones dieta-animal, afectando el balance entre
tasa de fermentación de los carbohidratos y tasa de pasaje; 2. la
relación de ácidos grasos volátiles (AGV) producidos, que regulan
la producción de hidrógeno y la subsecuente producción de
metano. El aspecto de mayor impacto en la metanogénesis es la
relación acético:propiónico. Si esta relación llega a 0.5 la pérdida
energética puede ser de 0%. Pero si todos los carbohidratos fuesen
fermentados a ácido acético y no se produjera ácido propiónico, las
pérdidas energéticas podrían llegar a ser del 33%. Esta relación
51
puede variar entre 0.9 y 4, por tanto las pérdidas por metano son
muy variables (Johnson y Johnson, 1995).
2.13.2. Mitigación de la producción de metano utilizando
leguminosas tropicales.
Es necesario buscar alternativas de suplementación en rumiantes,
que contribuyan a mitigar la emisión de metano, como en los
estudios realizados con la incorporación de leguminosas ricas en
taninos (Hess et al., 2003; Mera, 2004). En los resultados
encontrados por Galindo et al., (2008) se demuestra que la
utilización de L. leucocephala modulan la fermentación ruminal,
siendo capas de reducir la población de metanógenos y modificar la
presencia de otros grupos microbianos que habitan en ese
complejo ecosistema. Es importante indicar que el empleo del
modulador no compromete la microbiota responsable de fermentar
la fibra, lo que indica la existencia de interrelaciones entre las
bacterias celulolíticas y las metanogénicas a nivel del rumen; de las
experiencias in vitro se deduce que este efecto pudiera observarse
in situ en aquellos animales que reciban o pastoreen en bancos de
leucaena.
52
Capitulo III
Ensilaje de caña de azúcar integral enriquecido con
porcinaza fresca
Silage of integral sugar cane enriched with fresh swine
manure
Resumen
Este estudio se oriento a evaluar estrategias competitivas de
incorporación de porcinaza en ensilajes de caña de azúcar integral
molida (CAIM), para alimentación de bovinos. La investigación fue
realizada en el Instituto de Biotecnología Agropecuaria de la
Universidad de Caldas. Se utilizó un diseño factorial de 8x3x2 (8
tiempos de fermentación; 20–30 y 40% de porcinaza; y con y sin
fermentación previa), en bloques completos al azar, 3 replicaciones
por tratamiento y un microsilo de PVC, de 2.5 Kg, como unidad
experimental. La fermentación previa afectó el contenido de azúcares
reductores (AR) (P≤0.01), el pH, las cenizas totales (CT) y el Cu
(P≤0.05). El porcentaje de incorporación de porcinaza (IP) afectó
(P≤0.01) proteína total (PT), grasa total (GT), CT, P, K, y Mg.
Respecto al tiempo de fermentación (TF), hubo un descenso leve
(P>0.05) en AR y MS del día 3 al 21, y más fuerte (P≤0.01), del 21 al
50. El pH bajó entre tercero y sexto día (P≤0.01), permaneció
constante hasta el día 21 y tendió a aumentar a los 50 días (P>0.05);
Por el contrario, la GT se elevó a partir del día 3 (P≤0.05). Ambas
variables registraron valores normales. Las CT disminuyeron
(P≤0.05) entre el día 3 y 6, y permanecieron constantes desde allí.
53
La adición de porcinaza fresca al ensilaje de CAIM mejoró los
principales indicadores de calidad nutricional de este, con un
comportamiento sobresaliente de la mezcla con 40% de porcinaza,
sometida a fermentación previa, a partir del día 15 de fermentación.
Palabra clave: Porcinaza, excretas de cerdo, ensilaje, fermentación
en estado sólido.
Abstract.
The objective was to Evaluate competitive strategies of incorporation
of swine manure in silages of whole grounded sugar cane (WGSC),
for cattle food. Study carried out at the Institute of Agricultural
Biotechnology at University of Caldas. A factorial design of 8x3x2 was
used (8 times fermentation ; 20-30 and 40% of swine manure; and
with and without previous fermentation), in a randomized complete
blocks, 3 replications per treatment and a PVC microsilo of 2.5 Kg, as
experimental unit. The previous fermentation affected the content of
reducing sugars (RS) (P≤0.01), pH, total ash (TA) and Cu (P≤0.05).
The incorporation of swine manure (IS) affected (P≤0.01) total
protein (TP), total fat (TF), TA, P, K, and Mg. Regarding the time of
fermentation (TF), there was slight decline (P>0.05) in RS and dry
matter (DM) the day 3 to 21, and higher stronger (P≤0.01), from 21
to 50. The pH lowered between the third and sixth day (P≤0.01),
remained constant until day 21, and tended to increase after 50 days
(P>0.05); on the contrary, the TF increased from day 3 (P≤0.05).
Both variables recorded normal values. The TA decreased (P≤0.05)
between day 3 and 6, and remained constant from there. Adding
swine manure to WGSC improved the main indicators of its nutritional
quality, with an outstanding performance of the mixture with 40% of
54
swine manure, subjected to previous fermentation, starting on the
day 15 of fermentation.
Key words: swine manure, silage, solid fermentation state.
Introducción
La caña de azúcar (Saccharum officinarum) ha sido utilizada
intensivamente por la alta concentración de carbohidratos (75 a
92%) en el jugo extraído de ella (Larrahondo, 1995), por esta misma
razón ha sido utilizada para otros propósitos comerciales en la
industria azucarera y en otras producciones, como: biocombustible,
alcohol en la industria de licores y forraje en la alimentación animal
(Zapata, 2000). El cultivo de esta planta se realiza en los trópicos de
cáncer y de capricornio y en las zonas intertropicales, que son
consideradas las más propicias para esta planta. Para el 2007 el área
sembrada en caña de azúcar fue estimada a nivel mundial en
21.980.000 has; en este mismo año los 3 primeros lugares en
producción los ocuparon en su orden: Brasil, China y Paquistán (SIAP,
2008). En el año 2008 según Asocaña (2010) Colombia ocupó el
octavo lugar a nivel mundial, con 223.307 has sembradas y una
producción media de 117.6 Ton/ha. La prohibición de la práctica
tradicional de la quema del follaje (Minambiente, 1995) por el
Decreto 948 de 1995 del Ministerio Colombiano del Medio Ambiente,
ha generado un incremento considerable en el volumen de residuos
no aprovechables en la producción convencional de azúcar y alcohol
(3). En la utilización de dichos residuos se plantean 2 estrategias
básicas, la producción de alcoholes de 2ª generación (Sánchez y
Cardona, 2008) y la alimentación animal (Zapata, 2000).
55
Por la alta producción de biomasa por unidad de área de este cultivo,
basada en CAIM y subproductos, ha sido ampliamente utilizado como
forraje en la alimentación animal (Zapata, 2000; Albarracín et al.,
2008); además, su elevado aporte energético, representado
principalmente por azucares simples (entre 2 y 4% de glucosa y
fructosa, respectivamente) (Larrahondo, 1995) la hace rápidamente
asimilable por rumiantes y monogástricos.
Trabajos clásicos en alimentación de bovinos (Van Soest, 1994) han
demostrado que la utilización de forrajes voluminosos como la caña,
en la dieta para rumiantes, puede ser limitada por su alto contenido
de fibra detergente neutro (FDN) (59.87%) (Albarracín et al., 2008).
En el empeño de disminuir este efecto, se ha tratado de mejorar la
disponibilidad de compuestos fibrosos de fácil asimilación a través de
la incorporación de hongos ligninolíticos (Pleurotus sapidus) en
ensilajes de caña de azúcar, gracias a que estos producen enzimas
fibrolíticas que coadyuvan a la conservación por fermentación en
estado sólido (FES) de los forrajes (Peláez et al., 2007).
La CAIM ensilada posee deficiencias nutricionales, corregibles
mediante la adición de elementos enriquecedores. La urea es el de
mayor utilización para mejorar los niveles de nitrógeno (Albarracín et
al., 2008), en este propósito también se han utilizado otros productos
nitrogenados como porcinaza (Campabadal, 2003; Barrón et al.,
2003), gallinaza (García, 2007) y pollinaza (Gerig et al., 2000), al
punto que son considerados sustitutos de la urea; (Albarracín et al.,
2008) afirma que el comportamiento del ganado alimentado con
excretas es similar al que consume dietas convencionales. De otro
lado, otras sustancias (melaza, miel, azúcar, etc.) se adicionan para
aumentar los niveles de azúcares y así asegurar la fermentación
láctica durante el proceso de conservación (Albarracín et al., 2008).
56
Los mejores resultados durante el proceso de ensilaje de CAIM y
cogollo se han obtenido con melaza y urea, con estas mezclas se
obtiene una acidez óptima (pH 4 – 5 o inferior) que garantiza el éxito
en el proceso y en el producto resultante (Barrón et al., 2000).
Actualmente las excretas animales generan enormes problemas de
polución, por las grandes cantidades de sustancias contaminantes
que producen, y constituyen limitantes a la expansión de la industria
animal cuya búsqueda de soluciones debe ser abordada con la misma
intensidad con que se investiga en áreas como la nutrición, la
genética y la reproducción, entre otras. La opción de la utilización de
excretas surge por tanto como una alternativa estratégica en
biorremediación (Barrón et al., 2000). Estudios previos indican que la
excreta puede tener un impacto positivo, al ser utilizado como
alimento en forma de ensilado para el ganado vacuno y otros
rumiantes (Padilla et al., 2000), permitiendo de esta forma disminuir
el problema ambiental que ocasiona (García et al., 2007).
Algunos investigadores (Campabadal, 2003; Barrón, et al., 2000)
describen la porcinaza como la mezcla de heces a la cual se unen: la
porción no digerible de los alimentos, células de descamaciones de la
mucosa del aparato digestivo, productos de secreción de las
glándulas, microorganismos de la biota intestinal, diversas sales
minerales y un porcentaje ínfimo de material extraño. De manera
similar, bajo la denominación de porcinaza la Resolución ICA No 2640
(ICA, 2007), la define como residuos consistentes en deyecciones
ganaderas, materias fecales, la cama, el agua del lavado y restos de
alimentos, en proceso de cambio biológico. En función del sistema de
producción tendrán diferentes contenidos de agua, dando lugar a los
estiércoles sólidos, semisólidos o líquidos. Además, se ha señalado
que la edad de las excretas es otro factor de importancia en la
57
variación de la composición de ella y que está determinado por la
volatilización del nitrógeno (García et al., 2007).
Aunque las excretas, como materiales de desecho, son fuentes
potenciales de microorganismos patógenos que pueden provocar
enfermedades en los animales que los consumen, hasta ahora,
ninguno de los estudios microbiológicos con estos materiales
fermentados mediante métodos estándares de cultivo y por detección
molecular informan la presencia de patógenos (Salmonellas,
Escherichia coli, Campylobacter spp., Yersinia spp. y Listeria spp)
(Ramírez et al., 2005; Martínez-Gamba et al., 2001; Serrano et al.,
2008). Por el contrario, sí hacen saber la existencia de
microorganismos beneficiosos como Lactobacillus y levaduras
(Ramírez et al., 2005).
Se ha demostrado que las enterobacterias como Clostridium
presentes en la porcinaza, son inhibidas en su desarrollo por el pH
ácido dado en el ensilaje y no fueron recuperadas en muestras que
provenían de porcinaza ensilada (Martínez-Gamba et al., 2001;
Serrano et al., 2008). Además, se ha encontrado que condiciones
adversas de temperatura, luz ultravioleta, acidez, calor, otros
microorganismos y residuos de desinfectantes inactivan severamente
los virus (Martínez-Gamba et al., 2001).
En experiencias (Morais et al., 1999) en las cuales se suministró millo
ensilado con gallinaza en diferentes niveles a ovinos adultos, y
encontraron que el consumo voluntario de la MS fue mayor en los
tratamientos que contenían excretas y que su digestibilidad se
58
incrementó a medida que aumentaba el porcentaje de inclusión de
gallinaza en el ensilaje.
Michell et al. (2002), señalan que los procesos fermentativos se
pueden dividir en fermentación liquida sumergida (FLS) y
fermentación en estado solido (FES). La diferencia mayor entre estos
dos procesos biológicos, es la cantidad de líquido libre en el sustrato.
La FES deben definirse como fermentación que ocurre en ausencia o
casi ausencia de agua libre, empleando un sustrato natural usando un
material inerte como soporte sólido.
Para Colombia, el informe del sector porcícola 2010 reporto un
sacrificio de 2.477.193 cabezas; los Departamentos con mayor
sacrificio son Antioquia, Cundinamarca, Valle del Cauca y eje cafetero
con el 88,8% (Asociación Colombiana de Porcicultores, 2011). Si se
acepta que Colombia cuenta con una población porcina cercana a los
3.668.208 animales, y que la fracción sólida de estiércol/animal/día
es de 1.03 kg (Villamil et al., 2000), el volumen de porcinaza diario,
disponible sería de 3.778 Ton de excretas.
En razón de lo anterior y buscando estrategias competitivas para la
utilización de la porcinaza, el presente estudio tuvo como propósito
fundamental evaluar la incorporación de niveles moderados de
porcinaza en ensilajes de CAIM con destino a alimentación de
bovinos.
59
Materiales y Métodos
Este trabajo se desarrollo en el laboratorio de Nutrición Animal y
Bromatología adscritos al Instituto de Biotecnología Agropecuario de
la Universidad de Caldas, en Manizales, ubicada a 05°04” latitud N
75°31” longitud O, temperatura media 18°C, humedad relativa media
80% y 2.150 m.s.n.m. La porcinaza utilizada se colectó fresca, a
mano y recién emitida, y proveniente de cerdos de 40 a 60 kg de
peso vivo, alimentados con una dieta basada en maíz, sorgo, torta de
soya, harina de arroz, aceite acidulado, carbonato de calcio R 35, sal,
bentonita, núcleo cerdos sulfato de cobre, zinc, biosure L, metionina
liquida, L-lisina.
El estudio se desarrolló como un arreglo factorial de 8x3x2, 8 niveles
para tiempo de fermentación (TF) en microsilos (3–6–9-12-15-18–21
y 50 días), 3 niveles de incorporación de porcinaza (IP) (20–30 y
40% en base húmeda), y 2 niveles de fermentación previa (FP) (con
y sin fermentación previa de 48 horas), en un diseño de bloques
completos al azar (se bloqueó por la fecha de inicio del experimento),
con 3 replicaciones por tratamiento y un microsilo como unidad
experimental.
Se utilizó porcinaza con 36.16% de MS, enriquecida con vitafert, un
producto biológico de color oscuro, olor agradable, obtenido como
resultado de la FLS de la mezcla referida en la tabla 1. Este aditivo es
rico en bacterias lácticas, levaduras y sus metabolitos, que funciona
como probiótico, que le confieren la propiedad de estimular la
producción de ácidos orgánicos de cadena corta (láctico, acético,
propiónico, succínico, y pirúvico), de vitaminas y enzimas; además,
disminuye el pH, incrementa y estabiliza la proteína, aumenta la
digestibilidad de la materia seca y disminuye la fracción de la pared
60
celular (Elías y Herrera, 2010). Para la preparación del vitafert se
siguió la metodología descrita por Arias (2010). Este aditivo fue
agregado a razón de 0.4 kg por kilo de porcinaza fresca, en base
húmeda, es decir con un 28.6% de vitafert (Tabla 2) en la mezcla
final de porcinaza enriquecida. De acuerdo con el diseño anterior, a
los ensilajes de CAIM, previamente picados con molino de martillo, se
adicionó 20, 30 y 40% de porcinaza enriquecida, y esta FES se
mantuvo durante 50 días, realizando muestreos seriados en 8
tiempos de fermentación.
La mezcla de porcinaza con vitafert más CAIM se evaluó con y sin
fermentación aeróbica previa de 48 horas.
Tabla 2. Ingredientes del vitafert (%)
Ingredientes %
Harina de soya
Harina de arroz
Melaza
Sal mineralizada
Sulfato de amonio
Urea
Agua
Yogurt
4.0
4.0
15.0
0.5
0.3
0.4
70.8
5.0
Total 100.0
La prueba se realizó en 144 microsilos de PVC de 2.5 kg de
capacidad, con válvula de vacío y cierre hermético. Cada uno de los
microsilos fue llenado con la mezcla correspondiente, compactado,
tapado y sellado con cinta adhesiva. A todos los microsilos se les
realizó extracción del aire (vacío) con una aspiradora Karcher®, por
10 segundos.
61
El proceso de fermentación se evaluó los días 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21
y 50, mediante el registro de las siguientes variables: azúcares
reductores (AR) por la metodología del DNS (Miller, 1959), pH,
temperatura (T°), y análisis químico proximal usando la metodología
de la AOAC (1995) para las siguientes características: MS, PT, fibra
bruta (FB), GT, CT, macronutrientes: P, K, Mg, calcio (Ca), sodio
(Na), y micronutrientes: hierro (Fe), cobre (Cu), manganeso (Mn) y
zinc (Zn).
Los datos obtenidos fueron evaluados con el paquete estadístico R-
project (2011), mediante análisis de varianza y prueba de Tukey.
Resultados
En la Tabla 3 se presenta una síntesis del análisis de varianza
realizado para probar el efecto de los tres factores simples
(fermentación previa (FP), porcentaje de incorporación de porcinaza
(PI) y tiempo de fermentación (TF), y de las interacciones dobles y
triple entre ellos, sobre las variables dependientes medidas (AR, Tº,
pH, humedad (H), MS, PT, GT, FB, CT, P, K, Mg, Ca, Na, Fe, Cu, Mn y
Zn. Las interacciones no registraron efectos significativos (P>0.05), y
por tanto, en esta tabla se consignan solo los cuadrados medios para
los tres factores simples, señalando en cada caso el nivel de
significancia encontrado.
62
Tabla 3. Cuadrados medios para AR, T°, pH, H, MS, PT, GT, FB, CT, P,
K, Mg, Ca, Na, Fe, Cu, Mn y Zn, de acuerdo con FP, IP y TF en
ensilaje de CAIM.
AR T° pH MS NT PT GT FB CT
FP 0.0007852** 0.1736NS 0.3501* 4.5939 NS 0.00001NS 0.0005NS 0.8680NS 51.8400NS 8.38*
IP 0.0000007NS 0.0069NS 0.0985NS 8.7375* 1.13375** 44.2926** 8.9497** 34.9851NS 46.10**
TF 0.0002139** 21.4276** 0.1748* 5.1660 NS 0.11837NS 4.6291NS 0.5523NS 148.3595* 3.61NS
P K Ca Mg Na Fe Cu Mn Zn
FP 0.0951NS 0.0747NS 0.0003NS 0.0225NS 0.00002NS 28610.31NS 3370.38* 289.48NS 43.97NS
IP 0.6657* 0.4494** 0.0487** 0.0022NS 0.00483** 1202039.96** 48655.87** 17403.59** 73236.45**
TF 0.2047NS 0.2048** 0.0043NS 0.0899* 0.00142** 48919.69NS 1117.16NS 808.77* 5841.51NS
FP= fermentación previa, IP= incorporación de porcinaza, TF= tiempo de fermentación.
AR= azúcares reductores, T°= temperatura, pH, H= humedad, MS= materia seca, PB= proteína bruta,
GT= grasa total, FB= fibra bruta, CT= cenizas totales, P= fósforo, K= potasio, Ca= calcio, Mg=
magnesio, Na= sodio, Fe= hierro, Cu= cobre, Mn= manganeso, Zn= zinc
NS: Efecto no significativo (P>0.05); *: Efecto significativo (P≤0.05); **: Efecto altamente significativo
(P≤0.01)
En razón de lo anterior, a continuación se presentan los resultados
arrojados por las variables dependientes medidas, en relación con los
tres efectos simples probados. En la tabla 4 se presentan los valores
promedio registrados por estas variables, de acuerdo con el factor FP.
De otro lado, en la figura 1 se hace la confrontación grafica de los
promedios para AR, pH, CT y Cu, con y sin fermentación previa, para
las cuales se encontraron efectos por lo menos significativos
(P≤0.05).
En la tabla 5 se presentan los valores promedio registrados en cada
una de las variables dependientes medidas en el estudio, de acuerdo
con el factor IP. A su vez, en la figura 2 se grafica las comparaciones
de los promedios para MS, PT, GT, CT, P, K y Mg, variables para las
cuales se encontró efecto por lo menos significativo (P≤0.05) del
nivel de incorporación de porcinaza.
63
Tabla 4. Comportamiento de las variables dependientes de acuerdo
con el factor fermentación previa (FP) en ensilaje de CAIM
AR (mg/g SS)
Tº pH MS (%)
NT (%)
PT (%)
GT (%)
FB (%)
CT (%)
Sin
fermentación 0.69b 18.93a 3.95a* 32.83a 1.19a 7.45a 2.78ª 30.56a 7.76a
Con
fermentación 0.81a 19.00a 3.85b 33.20a 1.19a 7.45a 2.63a 29.36a 7.28b
P (%)
K (%)
Ca (%)
Mg (%)
Na (%)
Fe (mg/kg)
Cu (mg/kg)
Mn (mg/kg)
Zn (mg/kg)
Sin
fermentación 0.39a 0.44a 0.16a 0.33a 0.07a 728.86a 126.03a 84.45a 168.44a
Con
fermentación 0.44a 0.40a 0.16a 0.36a 0.07a 700.67a 116.35b 81.61a 167.33a
*Promedios identificados con la misma letra fueron iguales en la prueba de Tukey (P>0.05)
* Promedios identificados con letra iguales fueron iguales en la prueba de Tukey (P >0.05)
Figura 1. Promedios de las variables dependientes afectadas
significativamente (P≤0.05) por el TF en ensilaje de CAIM.
Con Fermentación Sin Fermentación0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9 a
b
Azú
care
s r
ed
ucto
res,
mg
/g s
óli
do
seco
Con Fermentación Sin Fermentación0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0 a b
pH
Con Fermentación Sin Fermentación0
1
2
3
4
5
6
7
8 ab
cen
izas t
ota
les,
%
Con Fermentación Sin Fermentación0
25
50
75
100
125
150
ab
co
nte
nid
o c
ob
re,
mg
/kg
64
Tabla 5. Comportamiento de las variables dependientes de acuerdo
con el factor nivel de incorporación de porcinaza (IP) en ensilaje de
CAIM.
PI pH T° AR (mg/g SS)
NT (%)
PT (%)
MS (%)
FB (%)
GT (%)
CT (%)
20% 3.85a* 18.96a 0.76a 1.03c 6.43c 32.59b 30.86a 2.26c 6.49b
30% 3.91a 18.98a 0.76a 1.21b 7.58b 33.03ab 29.87a 2.72b 7.63b
40% 3.94a 18.96a 0.76a 1.33a 8.34a 33.44a 29.16a 3.13a 8.44a
PI P (%)
K (%)
Ca (%)
Mg (%)
Na (%)
Fe (mg/kg)
Cu (mg/kg)
Mn (mg/kg)
Zn (mg/kg)
20% 0.28b 0.32b 0.13b 0.35a 0.06b 549.20c 87.89c 62.35c 123.08c
30% 0.51a 0.43a 0.17b 0.34a 0.07b 730.58b 124.34b 86.91b 185.79b
40% 0.45a 0.58a 0.19a 0.34a 0.08a 864.51a 151.33a 99.83a 194.78a
* Promedios identificados con la misma letra fueron iguales en la prueba de Tukey (P>0.05)
En la Tabla 6 se presentan los promedios registrados para las
variables dependientes afectadas significativamente (P≤0.05), por el
factor TF; del mismo modo, en la figura 3 se grafica este mismo
efecto para las variables AR, pH, GT y CT, dado que estas cuatro
permiten apreciar el componente sustantivo de esta parte del
análisis.
65
* Promedios identificados con letra iguales fueron iguales en la prueba de Tukey (P >0.05)
Figura 2. Comportamiento de las variables dependientes afectadas
significativamente (P≤0.05) por el nivel de incorporación de
porcinaza en ensilaje de CAIM.
20% 30% 40%0
5
10
15
20
25
30
35 b ab a
Porcentaje incorporación porcinaza
co
nte
nid
o m
ate
ria s
eca,
%
20% 30% 40%0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
c
ab
Porcentaje incorporación porcinaza
co
nte
nid
o p
rote
ina t
ota
l, %
20% 30% 40%0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
c
a
b
Porcentaje incorporación porcinaza
co
nte
nid
o g
rasa t
ota
l, %
20% 30% 40%0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
b
ab
Porcentaje incorporación porcinaza
co
nte
nid
o c
en
izas t
ota
les,
%
40% 30% 20%0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6 a
b
a
Porcentaje inclusión porcinaza
co
nte
nid
o p
ota
sio
, %
40% 30% 20%0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
a
b
a
Porcentaje inclusión porcinaza
co
nte
nid
o f
ósfo
ro,
%
40% 30% 20%0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35 a aa
Porcentaje inclusión porcinaza
co
nte
nid
o m
ag
nesio
, %
66
Tabla 6. Comportamiento de las variables dependientes de acuerdo
con el TF en ensilaje de CAIM.
Días de fermentación
3 6 9 12 15 18 21 50
pH 3.99ab* 3.78b 3.92ab 3.85ab 3.82ab 3.86ab 3.9ab 4.09a
T°
AR
20.78a
0.88a
20.39ab
0.79a
18.17c
0.81a
18.33bc
0.81a
18.00c
0.79a
19.33abc
0.76a
18.67abc
0.76a
18.06c
0.05b
MS
NT
33.66a
1.32a
33.49ab
1.09a
33.02ab
1.23a
32.62ab
1.15a
32.88ab
1.24a
33.24ab
1.24a
33.27ab
1.15a
31.97b
1.10a
PT 8.25a 6.83a 7.70a 7.21a 7.78a 7.78a 7.17a 6.85a
GT 2.34b 2.72ab 2.69ab 2.61ab 2.76ab 2.74ab 2.83ab 2.94a
FB 36.73a 28.53b 28.82b 29.03b 30.61ab 29.47b 27.49b 28.99b
CT
P
8.45a
0.51a
7.69ab
0.33a
7.60ab
0.37a
6.91b
0.32a
7.35ab
0.54a
7.35ab
0.27a
7.25ab
0.53a
7.55ab
0.43a
K 0.59a 0.38b 0.32b 0.32b 0.39b 0.38b 0.40b 0.58a
Mg 0.32ab 0.26ab 0.41a 0.38ab 0.42a 0.35ab 0.40ab 0.23b
Na
Ca
Fe
Cu
Mn
Zn
0.071abc
0.20a
778.1a
131.5a
91.6a
180.0a
0.058c
0.16a
664.0a
110.5a
74.3a
151.5a
0.079ab
0.16a
669.9a
114.5a
77.6a
153.3a
0.078abc
0.15a
638.4a
113.1a
79.2a
156.8a
0.080a
0.18a
781.3a
130.6a
93.0a
172.8a
0.061abc
0.16a
707.6a
121.5a
79.8a
158.3a
0.069abc
0.16a
723.2a
124.5a
82.5a
205.3a
0.060bc
0.16a
745.6a
123.3a
86.2a
165.1a * Promedios identificados con letra iguales fueron iguales en la prueba de Tukey (P >0.05)
67
* Promedios identificados con letra iguales fueron iguales en la prueba de Tukey (P >0.05)
Figura 3. Perfil de AR, MS, pH, GT, CT y FB de acuerdo con el TF en
ensilaje de CAIM.
Discusión
En la tabla 4 se aprecia que la fermentación previa afectó de manera
altamente significativa (P≤0.01) el contenido de AR y de manera
significativa (P≤0.05) el pH, el contenido de CT y el contenido de Cu.
El contenido de AR fue de 0.81 y 0.70 mg/g de sólido seco (SS), con
y sin fermentación, respectivamente (Fig. 1). La disminución del
3 6 9 12 15 18 21 500.00
0.25
0.50
0.75
1.00a
a a a a a a
b
Días
Azú
care
s r
ed
ucto
res,
mg
/g s
óli
do
seco
3 6 9 12 15 18 21 5022.5
25.0
27.5
30.0
32.5
a
abc
c
ab
cbc
c
c
Días
Mate
ria s
eca,
%
3 6 9 12 15 18 21 50
3.6
3.7
3.8
3.9
4.0
4.1
4.2
4.3
abab
ab abab
ab
a
b
Días
pH
3 6 9 12 15 18 21 502.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3.0
3.1
b
abab
ab abab
a
ab
Días
Gra
sa t
ota
l, %
3 6 9 12 15 18 21 506
7
8
9
a
ab
b
ab ab abab
ab
Días
Ce
niz
as
to
tale
s,
%
3 6 9 12 15 18 21 5025
30
35
40
a
b bab
b
bbb
Días
Fib
ra b
ruta
, %
68
contenido de AR en el ensilaje sometido a fermentación previa se
debe a la acción de los microorganismos homofermentativos
(Lactobacillus bulgaris y Streptococcus termophillus) presentes en el
yogurt e incorporados en el vitafert, los cuales propician la reducción
de los azúcares presentes y su conversión en ácidos orgánicos, a
través de fermentación láctica (Elías y Herrera, 2010; Arias, 2010).
El material ensilado sometido a fermentación previa registró un valor
promedio de pH inferior (P≤0.05) al del ensilaje sin fermentación
(3.85 vs 3.95), diferencia atribuible a la fermentación láctica de los
azucares contenidos en la mezcla (Elías y Herrera, 2010; Arias, 2010)
(ver fig. 1). Elías y Herrera (2010) encontraron una correlación lineal
simple de 0.79 (P≤0.01) entre el pH y el crecimiento de los
lactobacilos, en un ensayo de fermentación líquida de la melaza de
caña de azúcar con urea y pollinaza fresca.
Las diferencias (P≤0.05) encontradas en CT y Cu, en el ensilaje, con
y sin fermentación previa (7.28 y 7.76% de CT y 116.35 y 126.03
mg/kg de Cu), solo pueden atribuirse en este trabajo a
inconsistencias en el muestreo del material ensilado debidas a las
características físicas de la porcinaza y de la CAIM, por la mayor
humedad y untuosidad de aquella; estas diferencias, por tanto,
pueden considerarse irrelevantes, debido a que lo esperado sería un
incremento proporcional en CT y algunos minerales, en razón de la
pérdida de materia representada en CO2. Sin embargo, es necesario
resaltar que los valores de CT y de la mayoría de los minerales, en
general, superan a los reportados para la caña de azúcar (Zapata,
2000; Albarracín, 2008).
Por otra parte, no se encontraron diferencias significativas (P>0.05)
para MS, PT, FB y GT. Los valores de MS con y sin FP (33.20 y
69
32.83%) fueron superiores a los valores de MS reportados para la
caña (26.2 a 28.7%) (Zapata, 2000; Albarracín, 2008), y para
ensilaje de caña (30%) (León y López 2009); estas cifras señalan la
importancia de la porcinaza en el ensilaje. La PT (7.45%) y la GT
(2.63% y 2.78%, con y sin FP, respectivamente) encontradas,
evidenciaron un aporte sustantivo en estos nutrientes debido a la
incorporación de la porcinaza, puesto que la caña de azúcar en el
estado fisiológico utilizado en este trabajo, posee entre 2 y 5.43% de
PT, y 1.91% de GT (Zapata, 2000; Albarracín, 2008), valores
inferiores a los encontrados en el presente trabajo. La FB con y sin
fermentación (30.56% y 29.36%) estuvo levemente por encima del
27.9% reportado para la caña (Albarracín, 2008).
En razón de lo anterior es posible afirmar que es conveniente la FP de
un ensilaje como el evaluado en el presente trabajo.
También se determinó (tabla 5) que el porcentaje de IP afectó de
manera altamente significativa (P≤0.01) el contenido de PT, GT y CT;
de manera significativa MS (P≤0.05); y de manera por lo menos
significativa (P≤0.05) el contenido de los minerales estudiados, con la
excepción del Mg. El contenido de PT en el ensilaje se incrementó
(P≤0.05) de 6.43% a 7.57% y a 8.34% con 20, 30 y 40% de
porcinaza, respectivamente (Fig. 2). Del mismo modo se registró
aumento (P≤0.05) de 2.26 a 3.13% en GT y de 6.49 a 8.44% en CT
(Tabla 5 y Fig. 2). Resultados similares fueron encontrados por
Campabadal (2003), Barrón et al. (2000), Berger et al. (1981) y
Oliviera et al. (1997) quienes reportan que a medida que se
incrementa la proporción de porcinaza en el ensilaje (0 a 30%),
aumenta de manera significativa (P<0,05) la PT (8.25 a 10.65%), la
GT (2.65 a 8.03%) y la CT (10.17 a 16.69%), mientras que la fibra
total disminuye (30.4 a 21.9); estos mismos autores atribuyen estos
70
cambios a los niveles de nitrógeno, grasa y minerales aportados por
la porcinaza.
Para los minerales evaluados se aprecia claramente en la tabla 3 que
a medida que aumenta la IP mejora de manera significativa (P≤0.05)
el nivel de cada mineral, las excepciones a lo anterior fueron el P, que
registró un valor para 40% de porcinaza (0.45%) inferior a 30%
(0.51%), y el Mg que no registró diferencias entre los tres niveles de
porcinaza (0.34 – 0.35%).
Por el comportamiento evidenciado en las variables MS, PT, GT, CT y
la mayoría de los minerales evaluados (P, K, Ca, Na, Fe, Cu, Mn y Zn)
es posible afirmar que la incorporación de porcinaza a ensilajes de
CAIM mejora la calidad nutricional de estos, y que el mejor PI en este
trabajo es 40%, quedando abierta la posibilidad para indagar en el
futuro sobre la incorporación de niveles superiores.
En la tabla 6 y en la figura 3 aparecen los valores promedio de todas
las variables dependientes consideradas en este estudio y la
representación grafica del comportamiento de pH, AR, MS, GT, CT y
FB, de acuerdo con los diferentes niveles del factor tiempo de
fermentación. El pH registrado en la mezcla de porcinaza y CAIM,
antes de iniciar la fermentación fue de 5.8. Es evidente que por
efecto de la fermentación el pH descendió drásticamente en los
primeros tres días del proceso, a un valor de 3.99, de manera muy
similar a lo reportado en estudios previos (León y López, 2009) con
materiales similares, en los cuales se encontraron disminuciones de
6.3 a 4.2 en las primeras 24 horas de fermentación. Entre el tercero
y el sexto día se acentuó el descenso de pH (de 3.99 a 3.78), se
mantuvo relativamente estable hasta el día 21 (3.9), y se elevó
levemente entre el día 21 y el día 50 de fermentación (4.09) (Ver fig.
71
3). Estas cifras muestran claramente que la mezcla ensilada alcanzó
el pH indicado (Van Soest, 1994) para un ensilaje desde el tercer día
del proceso, y se estabilizó en niveles adecuados hasta el día 50 del
estudio. En concordancia con Elías y Herrera (2010) se asume que los
productos de la fermentación láctica de los azúcares son los
responsables de la disminución y la estabilización del pH antes
mencionados. Esta dinámica concuerda con lo planteado por
Campabadal (2003) y Elías y Herrera (2010), quienes establecieron
que tras aproximadamente tres días de fermentación, el aumento de
los lactobacilos y la concentración de ácido láctico coinciden con un
descenso del pH por debajo de 4.5.
La mezcla de porcinaza y CAIM evaluada en este trabajo registro un
valor promedio de 34.06% de MS, el día cero. El contenido de AR y
de MS se redujo levemente (P>0.05) entre los días 3 y 21 del
proceso (de 0.88 a 0.76 mg de AR/g de SS y de 33.66 a 33.27% de
MS, respectivamente), y disminuyó de manera significativa (P≤0.05)
(a 0.05 mg de AR/g de SS y a 31.97% de MS) entre el 21 y el 50, sin
embargo es prudente considerar que el cambio en los azucares
reductores indica la transformación de azucares en ácido láctico por
vía bacteriana, benéfico desde todo punto de vista para la nutrición
de los animales, dado que representa una ruta directa hacia el ciclo
de Krebs (Van Soest, 1994). En cuanto a la GT, la tendencia fue
contraria, debido a que esta variables se elevo de forma significativa
(P≤0.05) entre el día 3 y el 50 de fermentación (de 2.34 a 2.94%).
Sin embargo, ambas variables permanecieron en un rango
considerado normal (Barrón et al., 2000; Berger et al., 1981 y
Oliveira et al., 1997). El contenido de CT tendió a disminuir entre el
día 3 y el día 6 de forma significativa (P≤0.05) (8.45 a 7.69%), y a
mantenerse relativamente constante a partir de allí.
72
Por los valores encontrados en los perfiles, de acuerdo con el TF, para
las variables pH, AR, MS, GT, CT y FB es evidente que la mezcla
ensilada presenta características nutricionales propias para la
alimentación de rumiantes desde el tercer día de fermentación; sin
embargo la información relativa a la apariencia y olor del material,
indican que solo hasta el día 15 adquiere aroma láctica y apariencia
aceptable como ensilaje. Además, es fundamental confrontar los
resultados de este estudio con evaluaciones complementarias sobre
presencia de parásitos y bacterias potencialmente patógenos y sobre
digestibilidad comportamiento de animales suplementados con el
ensilaje.
Conclusiones
Los resultados registrados y analizados en este estudio permitieron
allegar las siguientes conclusiones:
1. Los valores de MS con y sin FP (33.20 y 32.83%), la PT
(7.45%) y la GT (2.63% y 2.78%, con y sin FP,
respectivamente) fueron superiores a los valores reportados
para caña de azúcar en el estado fisiológico utilizado en este
trabajo, y evidencian la ventaja de someter el material a
fermentación previa, y un aporte sustantivo en estos nutrientes
debido a la incorporación de la porcinaza.
2. Por el comportamiento evidenciado en las variables MS, PT, GT,
CT y la mayoría de los minerales evaluados (P, K, Ca, Na, Fe,
Cu, Mn y Zn) es posible afirmar que la incorporación de
porcinaza a ensilajes de CAIM mejora la calidad nutricional de
estos, y que el mejor PI en este trabajo es 40%, quedando
73
abierta la posibilidad para indagar en el futuro sobre la
incorporación de niveles superiores.
3. Por los valores encontrados en los perfiles, de acuerdo con el
TF, para las variables pH, AR, MS, GT, CT y FB es evidente que
la mezcla ensilada presenta características nutricionales propias
para la alimentación de rumiantes desde el tercer día de
fermentación; sin embargo la información relativa a la
apariencia y olor del material, indican que solo hasta el día 15
adquiere aroma láctica y apariencia aceptable como ensilaje.
Además, es fundamental confrontar los resultados de este
estudio con evaluaciones complementarias sobre presencia de
parásitos y bacterias potencialmente patógenos y sobre
digestibilidad comportamiento de animales suplementados con
el ensilaje.
4. En síntesis, a partir de este estudio es posible concluir que la
adición de porcinaza fresca al ensilaje de CAIM mejora los
principales indicadores de calidad, con un comportamiento
sobresaliente de la mezcla con 40% de porcinaza, sometida a
fermentación previa, a partir del día 15 de fermentación.
74
Capitulo IV
Efecto de la fermentación en estado sólida de la
porcinaza sobre la persistencia de patógenos en el
ensilaje.
Resumen
Este trabajo se realizó para establecer la calidad sanitaria
(microbiológica, parasitaria y viral) de ensilajes de CAIM mezclada
con porcinaza fresca. Se condujó en los laboratorios del Instituto de
Biotecnología Agropecuaria de la Universidad de Caldas. En una
primera etapa se evaluó la presencia de patógenos parasitarios y
microbianos al día 21 de fermentación, en diferentes mezclas de
CAIM con porcinaza fresca; los organismos evaluados fueron:
lactobacilos, mohos, levaduras, Coliformes totales y fecales,
Salmonella, Clostridium sulfito reductor, Staphylococo de tipo
coagulasa positivo, y parásitos. En la segunda etapa se estudió el
efecto del tiempo de fermentación en fase sólida de una mezcla de
CAIM con 40% de porcinaza con vitafert, a los 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 y
21 días, sobre la calidad sanitaria del ensilaje, mediante un diseño de
bloques completos al azar, con tres replicaciones por tratamiento y
un microsilo de PVC, de 2.5 Kg, como unidad experimental. En esta
etapa se realizó, además de los mismos recuentos de la etapa
anterior, el recuento de mohos y la evaluación, por PCR multiplex, de
la presencia de los siguientes virus al día 21 de fermentación:
parvovirus porcino (PVP), circovirus porcino tipo I (PCV-I), circovirus
porcino tipo II (PCV-II), virus del síndrome reproductivo y
respiratorio porcino (PRRS), y herpesvirus porcino tipo I (HVP-I) ó
virus de la enfermedad de Aujeszky. Complementariamente se evaluó
75
la presencia de bacterias, mohos, levaduras y parásitos, en la mezcla
de 21 días de fermentación, los días 22, 23, 26, 27 y 28, con el
propósito de analizar lo sucedido en la semana siguiente a la apertura
del microsilo, para lo cual se cerró el recipiente sin restablecer el
vacío, como ocurre en la práctica.
Los huevos de parásitos presentes en la porcinaza fresca, fueron
inactivados a partir del tercer día de fermentación. Ninguna muestra
evidenció crecimiento de mohos y levaduras. Los Coliformes totales y
fecales se redujeron a niveles aceptables para la alimentación animal,
desde el sexto día. La carga de Salmonella, Clostridium sulfito
reductor, Staphylococo de tipo coagulasa positivo, encontrada en la
porcinaza fresca desapareció por efecto de la fermentación, desde el
tercer día. Las muestras fueron negativas para los cinco virus
evaluados. En concordancia con los expuesto anteriormente, se
puede afirmar que en este estudio se ha probado la inocuidad del
ensilaje de CAIM enriquecido con porcinaza y la viabilidad de su uso
en alimentación de rumiantes.
Palabra clave: Porcinaza, ensilaje, inocuidad, alimentación bovina.
Effect of fermentation in solid state of the swine stools on the
persistence of pathogens in the silage
Abstract
This work was carried out to establish the health quality (microbial and
parasitic) of silages whole grounded sugar cane (WGSC) enriched with
fresh swine stools. The study was conducted in the laboratories of the
Institute of Agricultural Biotechnology at the University of Caldas. In the
76
first step, it was evaluated the presence of parasitic and microbial
pathogens by the 21st day of fermentation, of different mixes of SCIG with
fresh swine stools; in a second phase involved evaluating the effect of the
fermentation time in solid phase (FTSP) of a mixture of SCIG with 40% of
fresh swine stools with vitafert at 3, 6, 9, 12, 15, 18 and 21 days, on the
sanitary quality of the silage. The evaluated organisms were: lactobacilli,
molds, yeasts, total and fecal coliforms, Salmonella, sulphite reductive
Clostridium, Staphylococcus type coagulase-positive, and parasites. The
eggs of parasites present in the fresh swine stools were inactivated from
the third day of fermentation. The total and faecal Coliforms detected on
the fresh swine stools were reduced to acceptable levels to animal feed,
from the sixth day; while the burden of Salmonella, sulphite reductive
Clostridium and Staphylococcus type coagulase-positive, found in the
fresh swine stools disappeared because the effect of the fermentation,
from the third day. The presence of lactobacilli in all the evaluated
samples enabled us to establish a good lactic fermentation. In this study
thas been tested the safety of the silage of WGSC enriched with swine
stools and, therefore, the feasibility of use in feeding to ruminants.
Key words: Swine manure, silage, innocuousless, Bovine feeding.
Introducción
Las excretas animales y particularmente las de cerdo y aves de corral
ocasionan graves problemas de contaminación, debido
particularmente a la facilidad con que sus componentes se integran al
agua y a los olores que generan. Las excretas pueden convertirse,
por tanto, en una barrera para la producción animal. Una de las
estrategias de solución a esta problemática podría ser la utilización de
excretas en la alimentación animal (Barrón et al., 2000),
77
especialmente bajo la forma de ensilaje para el ganado vacuno y
otros rumiantes (García et al., 2007).
A pesar de que el uso de excretas frescas y procesadas en la
alimentación animal se ha convertido en una práctica común,
(Campabadal, 2003; Ogunbanwo et al., 2003; Boucurt et al., 2006),
es preciso considerar que a pesar de que aportan pequeñas
cantidades de nutrientes, poseen una carga microbiológica y
parasitaria muy elevada, potencialmente agresiva para las
poblaciones animales y humanas. La evaluación de la presencia de
estos organismos en las diferentes vías de utilización de excretas en
alimentación animal cobra gran importancia, y constituye
actualmente un requisito ineludible (Espinosa et al., 2009). En
investigaciones realizadas por Sollins et al. (1984) se comprobó que
en estiércoles frescos y fermentados bajo condiciones caracterizadas
por: temperaturas muy bajas, pH ácido, falta de agua y de oxigeno,
ocurre siempre la destrucción de microorganismo y parásitos.
Además, en múltiples investigaciones (Ramírez et al., 2005;
Martínez-Gamba et al., 2001; Serrano et al., 2008), se ha
comprobado mediante métodos de cultivo convencionales y técnicas
moleculares, que organismos como: Salmonellas, Escherichia coli,
Campylobacter spp., Yersinia spp., Listeria spp, Clostridium, virus de
Aujeszky y virus causante de ojo azul, son destruidos durante el
proceso de fermentación en fase solida de excretas de cerdo.
Los huevos de los parásitos presentes en la porcinaza son muy
susceptibles a Tº superiores a los 30°C y a un pH cercano a 4 (Nuñez
et al., 1987; Reyes, 1963). Nuñez et al. (1987) encontraron que a
35ºC y a pH próximo a 4, se inactivan todos los huevos de parásitos,
con la excepción del 78,6% de los huevos de Ascaris; en una
experiencia similar, Reyes (1963) registró un descenso de la
78
viabilidad de los huevos de Ascaris hasta el 8%, cuando aumentó la
T° a 38ºC. La persistencia de los huevos de Ascaris es explicada por
estos mismos autores por las características particulares de la
cutícula de los huevos de estos parásitos.
El presente trabajo se realizó con el propósito de establecer la calidad
sanitaria (microbiológica, viral y parasitaria) de ensilajes de caña de
azúcar integral con diferentes niveles de incorporación de porcinaza
fresca.
Materiales y Métodos
Este trabajo se desarrollo en los laboratorios del Instituto de
Biotecnología Agropecuario de la Universidad de Caldas, en
Manizales, ubicada a 05°04” latitud N 75°31” longitud O, temperatura
media 18°C, humedad relativa media 80% y 2.150 m.s.n.m. La
porcinaza utilizada se colectó fresca, a mano y recién emitida, y
proveniente de cerdos de 40 a 60 kg de peso vivo, alimentados con
una dieta basada en maíz, sorgo, torta de soya, harina de arroz,
aceite acidulado, carbonato de calcio R 35, sal, bentonita, núcleo
cerdos sulfato de cobre, zinc, biosure L, metionina liquida, L-lisina.
El estudio se desarrolló en dos etapas; en la primera etapa, se
realizó un arreglo factorial de 3x2, 3 niveles de incorporación de
porcinaza (IP) (20–30 y 40% en base húmeda), y 2 niveles de
fermentación previa (FP) (con y sin FP de 48 horas), en un diseño de
bloques completos al azar (se bloqueó por la fecha de inicio del
experimento), con 3 replicaciones por tratamiento y un microsilo
como unidad experimental. De acuerdo con este diseño, a la caña de
azúcar integral previamente picada con molino de martillo (CAIM), se
adicionó 20, 30 y 40% de porcinaza enriquecida, y se sometió a
79
fermentación durante 21 días, al cabo de los cuales se realizó la
evaluación microbiológica y parásitaria en muestras de 120 g.
Se utilizó porcinaza con 36,16% de MS, enriquecida con vitafert, un
producto biológico de color oscuro, olor agradable, obtenido como
resultado de la FLS de la mezcla referida en la tabla 1. Este aditivo es
rico en bacterias lácticas, levaduras y sus metabolitos, que funciona
como probiótico, que le confieren la propiedad de estimular la
producción de ácidos orgánicos de cadena corta (láctico, acético,
propiónico, succínico, y pirúvico), de vitaminas y enzimas; además,
disminuye el pH, incrementa y estabiliza la proteína, aumenta la
digestibilidad de la materia seca y disminuye la fracción de la pared
celular (Elías y Herrera, 2010). Para la preparación del vitafert se
siguió la metodología descrita por Arias (2010). Este aditivo fue
agregado a razón de 0,4 kg por kilo de porcinaza fresca, en base
húmeda, es decir con un 28,6% de vitafert (Tabla 3) en la mezcla
final de porcinaza enriquecida. La mezcla de porcinaza con vitafert
más CAIM se evaluó con y sin fermentación aeróbica previa de 48
horas.
La prueba se realizó en 18 microsilos de PVC de 2,5 kg de capacidad,
con válvula de vacío y cierre hermético. Cada uno de los microsilos
fue llenado con la mezcla correspondiente, compactado, tapado y
sellado con cinta adhesiva. A todos los microsilos se les realizó
extracción del aire (vacío) con una aspiradora Karcher®, por 10
segundos.
En la segunda etapa se realizó un diseño completamente al azar,
con 3 replicaciones por tratamiento y un microsilo como unidad
experimental, para evaluar el efecto del tiempo de fermentación en
fase sólida (TFFA) a los 3, 6, 9, 12, 15, 18 y 21 de una mezcla de
80
CAIM con 40% de porcinaza con vitafert que fue sometida a
fermentación aeróbica previa de 48 horas (seleccionada en un estudio
previo (Estrada et al., 2011), por las características físico-químicas
del ensilaje). Se realizaron evaluaciones microbiológicas y
parasitarias, en muestras de 120 g, a la porcinaza fresca, y a la
mezcla antes de iniciar la fermentación, y en cada uno de los días de
la TFFA.
La prueba se realizó en 21 microsilos de PVC de 2,5 kg de capacidad,
con válvula de vacío y cierre hermético. Cada uno de los microsilos
fue llenado de manera similar a la primera etapa.
La mezcla de 21 días de fermentación fue evaluada, además, los días
22, 23, 26, 27 y 28; con el propósito de analizar lo sucedido en la
semana siguiente a la apertura del miocrosilo, para lo cual se cerró el
recipiente sin restablecer el vacío, como ocurre en la práctica.
A todas las muestras colectadas en las dos etapas del trabajo, se les
registró pH y Tº, inmediatamente después de colectadas. El análisis
bacteriológico siguió las siguientes pautas: para la determinación de
lactobacilos y levaduras se utilizó el agar RMS, por el método De
Man, et al. (1960), para las muestras de la primera etapa; recuento
de mohos y levaduras en agar rosa de bengala adicionado de
cloranfenicol, por el método de Marshall (1993), para las muestras de
la segunda etapa; recuento de Coliformes totales y fecales en caldo
Fluorocult® LMX-Broth, por el método de Ossmer (1993) y Manafi
(1996), en el que se utilizó el índice del número más probable por
gramo de materia seca (NMP/g MS) con un límite de confiabilidad
del 99%, para varias combinaciones de resultados positivos y
negativos cuando se usan: 3 tubos con porciones de 0,1 g de
muestra en cada uno, 3 con porciones de 0,01 g y 3 tubos con
81
porciones de 0,001 g (Moreno et al., 2009; Castillo y Andino, 2010);
recuento de gérmenes del genero Salmonella en agar Rambach®,
sembrados por agotamiento (método de Rambach, 1990 y Ossmer,
1992); recuento de gérmenes del género Clostridium, de tipo sulfito
reductores por el método de Pascual y Calderón (2000) (ISO 6888
construida por De Buyser (2003); recuento de gérmenes del género
Staphylococo, de tipo coagulasa positivo por el método de Baird-
Parker (1962); y el método de Vajda en la etapa uno y recuento de
huevos de parásitos en cámara de Mc Máster, por flotación en
solución salina saturada en la etapa dos Vélez (1995); las muestras
para parásitos se analizaron inmediatamente después de su toma.
Para virus se utilizó la metodología descrita por Elnifro et al., (2000)
en el diagnostico virológico con la aplicación del PCR multiplex; para
cinco virus: parvovirus porcino (PVP), circovirus porcino tipo I (PCV-
I), circovirus porcino tipo II (PCV-II), virus del síndrome reproductivo
y respiratorio porcino (PRRS), y herpesvirus porcino tipo I (HVP-I) ó
virus de la enfermedad de Aujeszky.
Los datos obtenidos fueron evaluados mediante estadística
descriptiva con el paquete estadístico R-project.
Resultados y discusión
A las muestras de la etapa uno, inmediatamente colectadas, se les
determinó pH y Tº. Los valores de pH encontrados fluctuaron entre
3,74 y 3,97 y los de Tº entre 18,3 y 19,3ºC; lo cual confirmó las
optimas condiciones físico-químicas de las preparaciones.
Los valores encontrados para Coliformes totales y fecales en la
primera etapa se reportan en la tabla 7, donde se registrá que en los
82
tres bloques con y sin FP el NMP/g de MS a los 21 días de
fermentación, estuvo entre >1100 y <3 NMP/g de MS, lo cual
estableció la necesidad de un análisis más detallado en la segunda
etapa. En la Norma Oficial Mexicana NOM-EM-034-FITO-2000, para la
producción y procesamiento de productos agropecuarios orgánicos, se
establece que los Coliformes fecales deben estar en un NMP/g de MS
de <1000 y de <10 huevos de helminto/g para parásitos (Comisión
del Codex Alimentarius, 2000).
Tabla 7. Recuento de Coliformes totales (CT) y fecales (CF) (NMP/g)
en ensilajes de Porcinaza y CAIM a los 21 días de fermentación.
FP
% de IP
20 30 40
CT CF CT CF CT CF
Con BI
BII
BIII
>1100
<3
23
23
<3
23
>1100
23
23
20
23
23
>1100
23
43
15
9
43
Sin BI
BII
BIII
>1100
23
23
240
460
36
>1100
9
23
23
4
23
>1100
23
23
23
23
23
BI = bloque I; BII = bloque II; BIII = bloque III.
83
A partir de las mismas muestras, se realizó el recuento de esporas de
Clostridium sulfito reductor, para los tres bloques, arrojando como
resultado, para los porcentajes de IP y FP, <10 UFC/g en el bloque I
y II, pero incontables en las diluciones 10-1 para el III (ver Tabla 8).
Tabla 8. Recuento de esporas de Clostridium sulfito reductor en
ensilajes de Porcinaza y CAIM a los 21 días de fermentación
Muestra Bloque I
reportado
Bloque II
reportado
Bloque II
reportado
20% FP
30% FP
40% FP
20% SFP
30% SFP
40% SFP
<10 UFC/g
<10 UFC/g
<10 UFC/g
<10 UFC/g
<10 UFC/g
<10 UFC/g
<10 UFC/g
<10 UFC/g
<10 UFC/g
<10 UFC/g
<10 UFC/g
<10 UFC/g
Incontable en dilución 10-1
Incontable en dilución 10-1
Incontable en dilución 10-1
20 UFC/g
20 x 10-1 UFC/g
Incontable en dilución 10-1
FP= Fermentación previa; SFP= Sin fermentación previa
Para Staphylococcus coagulasa positivo (<100 UFC/g), como para el
recuento de Salmonella (ausencia en 25 g) en estos ensilajes,
reportaron valores que no alteran la salud animal y humana. Lo
anterior concuerda parcialmente con Berger et al., (1981) quien
encontró que el número de patógeno decreció con los días de
fermentación y que los Coliformes totales y fecales fueron
completamente destruidos por la fermentación durante el ensilaje.
Boucourt et al., (2006) reportaron que los Coliformes totales y
fecales disminuyeron cuando decrecía la cantidad de excreta en la
mezcla, y que a más días de fermentación monos Coliformes. Lo
anterior es atribuido a las relaciones ecológicas que se implantan,
84
posibilitando que unos surjan como dominantes, y otros disminuyan
en su número o desaparezcan. Este proceso de ajuste ecológico en
las fermentaciones mixtas puede ser consecuencia de la competencia
por los nutrientes y de la producción de sustancias antimicrobianas,
como los ácidos orgánicos, bacteriocinas y peróxido de hidrogeno
(Robredo y Torres, 2000; Ogunbanwo et al., 2003).
Además, en los microorganismos benéficos, se encontró que tanto las
BAL como las levaduras, estuvieron presentes en todos los microsilos
analizados, lo que indicó según Berger et al., (1981) y Robredo y
Torres (2000), una buena fermentación con producción de ácido
láctico, estabilidad del pH ácido y así asegurar la muerte de los
patógenos y la proliferación de benéficos para la fermentación.
Con los hallazgos encontrados en estos ensilajes de porcinaza y
CAIM, se realizó un nuevo experimento, donde se utilizó el mejor
resultado encontrado de las diferentes combinaciones (40% de IP,
con FP y 12 momentos de fermentación) (Estrada et al., 2011). Las
muestras se realizaron por triplicado para cada momento de
fermentación.
A pesar de haber sido encontrada la Salmonella en la porcinaza
fresca, el resultado fue negativa para todos los casos, incluida la
etapa entre los días 22 y 28 de fermentación; lo mismo sucedió con
Clostridium, el cual se hallo tanto en la porcinaza fresca como el día
cero, determinándose incontables colonias en todas las diluciones
(10-1 a 10-6); el día tres se determinaron incontables colonias en la
dilución 10-1 y algunas colonias en 10-2 y 10-3 (3 y 2
85
respectivamente), a partir del día seis de fermentación todas las
muestras fueron negativas.
En la tabla 9, se reportan los resultados encontrados para Coliformes
totales y fecales, cuyos valores fueron ≥2400 NMP/g de MS en
porcinaza fresca, como el día cero, el día tres inició su descenso, con
valores de 210 NMP/g de MS, todas las muestras citadas
anteriormente fueron positivas a la prueba de Indol; a partir del día
seis de fermentación los valores estuvieron entre 500 y 4 NMP/g de
MS, pero negativas a Indol, excepto una de las muestras del día 23
que fue ≥2400 pero negativa a Indol, lo anterior pudo deberse a una
contaminación de la muestra. Oliva et al., (2004) señalaron un
contenido de Coliformes fecales en porcinaza fresca de 1 x 10-7
NMP/g de MS, señalando que el sistema de recolección de las
excretas en las granjas porcinas, influye sobre la calidad sanitaria de
las mismas, particularmente en relación a la carga en Coliformes
fecales.
Debido a que se encontraron levaduras en la primera etapa de esta
investigación, se decidió en la segunda realizar la determinación de
mohos y levaduras en agar rosa de bengala hasta las 120 horas; el
día tres de fermentación se hallaron colonias en una de las muestras
después de 48 horas de incubación, (52, 31, 23, 19, 8 y 1 para las
diluciones 10-2 a 10-7 respectivamente), posterior no se encontraron
mohos y levaduras, excepto el día 26 que se encontró crecimiento en
una de las muestras, a partir de las 72 horas >200 UFC/g para las
diluciones 10-2 y 10-3, y 199, 111, 86 y 31 UFC/g para las diluciones
10-4 a 10-7.
86
Tabla 9. Recuento de Coliformes totales y fecales en ensilajes de
Porcinaza y CAIM con 40% IP en 12 momentos de fermentación
Con FP % IP 40%
CT CF
0
3
6
9
12
15
18
21
22**
23**
26**
27**
28**
1*
≥2400
210
200
90
150
40
23
23
23
70
500
15
23
2*
≥2400
210
500
40
23
23
40
40
9
9
70
23
4
3*
≥2400
210
20
23
40
90
40
40
23
9
≥2400
4
40
1
Indol
+
+
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
2
Indol
+
+
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
3
Indol
+
+
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
* Limite de confianza 99%.
** Muestras tomadas sucesivamente en el microsilo abierto el día 21, abriendo y
cerrando sin realizar vacío.
A la porcinaza fresca recolectada para ser mezclada con vitafert, se le
realizó un coprologico, obteniendose 45 Eimeria spp, 21
Hyostrongylus sp y 15 Oesophagostomum sp/g.
87
En la primera etapa de este trabajo, se realizaron pruebas
cualitativas, para determinar la presencia o no de huevos y larvas de
parásitos en todos los microsilos, encontrando solo en 22 de ellos
huevos infertiles. En la segunda etapa se realizó cuantificación de
huevos en los diferentes días de fermentación para IP del 40% con
FP; el día tres de fermentación solo se encontraron 10 Eimeria, 9
Hyostrongylus y 6 Oesophagostomum/g con las técnicas de flotación
en solución salina saturada (Koffoyd y Barberd; Cardona, 2010) y en
cámara de Mc Master, a partir del día seis fue negativo, para todos
los casos. Alcaíno et al. (1989), determinó que en la porcinaza fresca
es común encontrar huevos y larvas de Nemátodos como:
Choerostrongylais pudendotectus, Metastrongylus apri, y M. salmi,
Hyostrongylus rubidus, Physocephalus sexalatus, Asearops
strongylina, Ascaris suum, Oesophagostomum dentatum y Oe.
longicaudum, Trichuris suis, Strongyloides ransomi y protozoos
intestinales como: Isospora suis (Balantidium coli y diversas
Coccidias del género Eimeria).
De acuerdo a lo expresado por Alcaíno et al. (1989), a una muestra
homogénea de porcinaza fresca, se le debe determinar la presencia o
no de huevos de parásitos. Autores como, Nuñez et al. (1987);
Morais et al. (1999); Barrón et al. (2000); Oliva et al. (2004),
encontraron que en ensilajes con excretas, los huevos de los
parásitos desaparecen con el pH ácido.
Además, por PCR multiplex, se busco la presencia de los siguientes
virus al día 21 de fermentación: parvovirus porcino (PVP), circovirus
porcino tipo I (PCV-I), circovirus porcino tipo II (PCV-II), virus del
síndrome reproductivo y respiratorio porcino (PRRS), y herpesvirus
porcino tipo I (HVP-I) ó virus de la enfermedad de Aujeszky.
88
Conclusiones y recomendaciones
Con los resultados microbiológicos encontrados, se puede determinar
que los microorganismos patógenos presentes en la porcinaza, bajan
a niveles que no son perjudiciales para la salud de los rumiantes y
por ende del hombre.
La utilización de la porcinaza ensilada para alimentación de
rumiantes, disminuye la presión ambiental por el mal uso de este
valioso subproducto.
Antes de mezclar la porcinaza con el vitafert, se recomienda realizar
un análisis coprologico a la porcinaza para determinar la presencia o
no de huevos de parásitos en ella.
Se debe analizar por PCR multiplex la presencia o no de virus (PVP,
PCV-I y PCV-II, PRRS, HVP-I) del material a ensilar.
Se recomendaría realizar nuevos estudios con la porcinaza, tanto
microbiológicos como virales para ratificar la inocuidad de este
subproducto en la alimentación de ruminates a través de su ensilaje.
89
Capitulo V
Utilización de un ensilaje de porcinaza fresca en
alimentación de bovinos.
Resumen
A un ensilaje de porcinaza fresca y CAIM, se le determinó la
degradabilidad in situ e in vitro, a las 72 horas, además, se evaluó su
efecto en suplementación de bovinos y la generación de metano en el
rumen. El trabajo se desarrollo en los laboratorios del Instituto de
Biotecnología Agropecuario de la Universidad de Caldas. Se evaluó el
efecto del tiempo (0, 3, 6, 9, 12, 24, 48, 72 horas) sobre la
degradación de la materia seca in situ e in vitro, en un diseño de
bloques completos al azar con tres repeticiones por tratamiento (se
bloqueo por la variable bovino fistulado de rumen). La unidad
experimental fueron dos bolsas de poliéster de 20x10 cm, con poro
de 53 μ y 5 g de muestra molida con criba de 1 mm, según la
metodología descrita por Romero (1990). Para la degradación de la
materia seca in vitro, se utilizó el mismo diseño, pero la unidad
experimental utilizada fue un tubo de 50 mL con 100 mg de MS, por
duplicado. Para el ensayo de suplementación se emplearon 9 vacas F1
Cebú x Holstein, de segunda a octava lactancia, seleccionadas de un
lote de 30 vacas en pastoreo de pasto estrella (Cynodon
plectostachyus), suplementado con ensilaje de maíz. Se
suministraron 5 kg de ensilaje de porcinaza/vaca/día, y se evaluó la
producción de leche diaria, el consumo del ensilaje y la condición
sanitaria de las vacas. La cantidad de metano contenido en muestras
de gases ruminales, obtenidas por punción ruminal, se midió por
cromatografía.
90
Palabra clave Degradabilidad in situ e in vitro, suplementación de
rumiantes, producción de metano.
Use of fresh swine manure silaje in feeding of cattle
Abstrat
It was determined in situ dry matter degradability and within 72
hours, of a mixture of ensiled sugar cane integral ground and fresh
swine manure, and assessed their effect on the supplementation of
cattle and in the generation of methane in the rumen. The work
developed in the laboratories of the Institute of Agricultural
Biotechnology at the University of Caldas. Evaluated the effect of time
(0, 3, 6, 9, 12, 24, 48, 72 hours) on the degradation of the dry
matter in situ in a design of randomized complete blocks with 3
replicates per treatment (blockade by the variable beef fistulado of
rumen). As an experimental unit were used two samples of 5 g of
silage ground (particle 1 mm) in two bags of polyester 20x10 cm
pore-53 μm. For the supplementation trial were used 9 cows F1 Cebu
x Holstein and first to third lactation, selected from a batch of 30
cows grazing, Cynodon plectostachyus), supplemented with corn
silage. The supplied 5 kg of silage porcinaza/cow/day, and we
assessed the production of milk daily, the consumption of the silage
and the health status of the cows. The amount of methane content in
samples of ruminal gases, obtained by ruminal puncture, were
measured by gas chromatography. On-site assessment led to a rapid
increase in degradation of the dry matter of the food, between the
zero hour (58.3%) and the hour 24 (70.3% ), and stabilization from
there. The animals consumed totally silage offered and his
administration for 21 days did not alter the production curve
expected milk nor the health status of animals. Cows fed silage fresh
91
porcinaza tended to produce less methane (6.9 ppm) than those
receiving corn silage (7.6 ppm).
Key words in situ and in vitro degradability, bovine suplementation,
methane production.
Introducción
El empleo de subproductos de la producción agropecuaria y
agroindustrial (estiércoles, pelos, plumas, sangre, follajes,
seudotallos, etc.), con diferentes niveles de procesamiento,
constituye en la actualidad uno de los caminos más eficientes en la
disposición y utilización estratégica de los mismos. En esta tendencia,
la porcicultura ha ensayado diferentes estrategias para la disposición
de la porcinaza, tal vez el principal contaminante generado por esta
industria, entre las que sobresale la producción de ensilajes mediante
la fermentación de ella en fase sólida. Con diferentes niveles de éxito,
se ha conseguido por esta vía una buena opción para prevenir la
contaminación y dar valor agregado al subproducto, como materia
prima para alimentación de rumiantes. (Campabadal, 2003; Barrón et
al., 2000).
La porcinaza se ha empleado como fuente de proteína y de minerales
en la producción de ensilajes (Campabadal, 2003), mezclada con
plantas forrajeras, como la caña de azúcar (S. officinarum), pobres
en estos nutrientes, en razón a que en países intertropicales como
Colombia, es una planta que además de su alta producción por
unidad de área (100 a 150 ton de caña/ha/año), tiene un alto
contenido de carbohidratos de fácil fermentación, bajos costos de
producción por tonelada de MS, mantiene su valor nutritivo hasta 6
meses después de su maduración y está disponible en épocas de baja
92
producción de otros forrajes en los potreros (De Lima, et al. 2010).
De otro lado se ha comprobado que en este tipo de mezclas, la
porcinaza mejora de manera sustantiva la digestibilidad del ensilaje
(Pinto et al., 2003), especialmente si se incorporan aditivos
microbianos como BAL, utilizados para mejorar o aumentar la
fermentación y conservar los ensilajes, al tiempo que promueven el
crecimiento de microorganismos benéficos y la inhibición de
indeseables como el Clostridium y virus (Pedroso, 2003; Hernández,
1997; Martínez-Gamba et al., 2003).
Los rumiantes son mamíferos que se han especializado en consumir
material vegetal fibroso, que sus enzimas digestivas son incapaces de
degradar, pero mediante la fermentación que proporcionan los
microorganismos que viven en simbiosis en el rumen, son
aprovechados (Van Soest, 1994). La gran capacidad gástrica de los
rumiantes es necesaria para mantener los alimentos el tiempo
suficiente para ser digeridos (Araujo y Vergara, 2007). Ørskov
(1994), asegura que el tiempo de retención en el rumen se encuentra
entre 48 y 60 horas; esta retención provee suficiente tiempo a los
microorganismos para degradar eficientemente los alimentos
ingeridos (Yokoyama y Johnson, 1988). Esta información es esencial
para optimizar el nitrógeno y la energía disponible para la síntesis de
proteína microbial en el rumen (Bulang et al., 2007). Los rumiantes
tradicionalmente se han alimentado de praderas (gramíneas,
leguminosas, mezclas de ellas o plantas forrajeras), muchas veces
suplementadas con subproductos regionales tanto de origen animal
(porcinaza, gallinaza, pollinaza) como vegetal (caña de azúcar,
remolacha forrajera, pastos de corte), buscando un suministro
adecuados de proteína, energía y minerales, los cuales realizan un
aporte sustantivo a la buena y sana nutrición (Chamberlain y
Wilkinson, 2002; Church, 2002).
93
Hall et al. (1998), encontraron que tanto la estructura como la
cantidad y tipo de carbohidratos almacenados en el forraje,
determinan su digestibilidad o disponibilidad para las bacterias
ruminales. La tasa de fermentación, más la degradabilidad absoluta
de esos carbohidratos, hacen que el proceso sea eficiente o no, en la
síntesis de microorganismos (Van Soest, 1994). Se sabe que la
eficiencia del rumiante depende de dos aspectos críticos en el proceso
de fermentación: la velocidad de fermentación o tasa de degradación
y la velocidad de paso o tasa de pasaje (Fox et al., 2000).
A partir de la dinámica de digestibilidad ruminal, se utilizó la
degradabilidad de la materia seca in situ; donde las investigaciones
de Ørskov y McDonald (1979); Ørskov et al. (1980) fueron pioneras
en esta técnica, aunque Huhtanen y Sveinbjorsson (2006),
determinaron algunos errores a tener en cuenta, como que no todo
el material que desaparece de la bolsa de poliéster, ha sido
fermentado y que se considera un proceso lento y de alto consumo
de tiempo y recursos; a pesar de ello, es una de las metodologías
más utilizadas en el mundo, solo se debe ajustar los protocolos, como
lo sugiere Vanzant et al., (1998) (Tabla 1).
Estas metodologías, se han aplicado a investigaciones en degradación
ruminal de forrajes tropicales; la cual sugiere un acompañamiento
detallado de sus caracterización físico-química, y así establecer
efectos de metabolitos secundarios y diferencias en estructura de la
pared celular y carbohidratos solubles, sobre la degradación de cada
una de las fracciones (Arreaza et al., 2005).
94
Las gramíneas tropicales, pueden limitar la fermentación ruminal
debido a su bajo contenido de nitrógeno disponible en ella; en dietas
con predominio de forrajes, el pH del fluido ruminal oscila entre 6.2 y
7.0, mientras que en dietas predominantes en concentrado oscila
entre 5.5 y 6.5, siendo la digestión de la celulosa inhibida cuando el
pH alcanza valores inferiores a 6.0, lo que puede perjudicar la
digestibilidad de la dieta basada en forrajes (Campos et al., 2007).
En la década de los 50s la producción bovina se intensifico (más
animales por área) a nivel mundial; Europa hasta 1980 tuvo un
incremento sostenido de la producción, acompañado del aumento de
la demanda de productos pecuarios (Herrero y Gil, 2008); pero la
producción es dependiente de la calidad y cantidad del forraje
disponible ofrecido al animal, siendo esta condición en la zona
intertropical, una de las limitantes en la producción debido a las
fluctuaciones climáticas a través del año, bajando principalmente el
contenido de proteína y la digestibilidad en las pasturas,
consecuentemente reduciéndose el consumo de forraje y reflejándose
en pérdidas de producción (Villalobos et al., 2000). La
suplementación de rumiantes en pastoreo, en estas zonas, es una
práctica común y consiste en ofrecer los nutrientes deficientes para
llenar sus requerimientos nutricionales, siendo los más determinantes
proteína, energía y minerales. Regularmente, la suplementación
animal en estas zonas se realiza a partir de alimentos balanceados,
que dependen fundamentalmente de materias primas importadas,
cuyos costos dependen del mercado internacional; por ello, en los
países intertropicales se busca suplementar a partir de materias
primas producidas dentro del mismo país, convirtiéndose los ensilajes
en una excelente alternativa para la producción tanto de carne como
de leche (Zapata, 2000; Medina et al., 2008).
95
Con el tratado de Kyoto (1994), se inicio la lucha contra las emisiones
de gases de efecto invernadero, originadas en las actividades
humanas, donde la agricultura y la ganadería aportan directamente a
estas emisiones (la ganadería contribuye con emisiones de metano y
CO2), debido a la fermentación entérica y las excreciones de los
animales; este proceso digestivo normal de los animales, produce
metano como un subproducto; en los rumiantes el metano es
exhalado o eructado a la atmosfera. En condiciones normales, los
rumiantes son alimentados con forrajes ricos en celulosa, que los
microorganismos ruminales desdoblan, transformándola en productos
que pueden ser absorbidos y utilizados por el animal; las bacterias
metanogénicas son las responsables de la producción del metano, sin
embargo, también cumplen una función muy importante, al proveer
un mecanismo para eliminar el hidrógeno producido en el rumen
(Berra y Finster, 2010). Johnson y Johnson (1995) indican dos
factores responsables de las variaciones en la producción de metano:
1. la cantidad de carbohidratos fermentados en el retículo-rumen, lo
que implica diversas interacciones dieta-animal, afectando el balance
entre tasa de fermentación de los carbohidratos y tasa de pasaje; 2.
la relación de AGV producidos, que regulan la producción de
hidrógeno y la subsecuente producción de metano. El aspecto de
mayor impacto en la metanogénesis es la relación de los ácidos
acético:propiónico, si esta relación llega a 0.5, la pérdida energética
puede ser de 0%, pero si todos los carbohidratos fuesen fermentados
a ácido acético y no se produjera ácido propiónico, las pérdidas
energéticas podrían llegar a ser del 33%. Esta relación puede variar
entre 0.9 y 4, por tanto las pérdidas por metano son muy variables
(Johnson y Johnson, 1995).
A partir de estos hechos, es necesario buscar alternativas de
96
suplementación en rumiantes, que contribuyan a mitigar la emisión
de metano, como se ha encontrado en los estudios realizados con
incorporación de leguminosas ricas en taninos (Hess et al., 2003;
Mera, 2004) a la dieta de los rumiantes. En estos resultados, Galindo
et al., (2008) demostraron que la utilización de L. leucocephala
modula la fermentación ruminal, siendo capaz de reducir la población
de metanógenos y modificar la presencia de otros grupos microbianos
que habitan en ese complejo ecosistema. Es preciso indicar, que el
empleo del modulador no compromete la microbiota responsable de
fermentar la fibra, lo que indica la existencia de interrelaciones entre
las bacterias celulolíticas y las metanogénicas a nivel del rumen; de
las experiencias in vitro se deduce que este efecto pudiera observarse
in situ en aquellos animales que reciban o pastoreen en bancos de
leucaena.
Este trabajo tuvo como objetivo determinar la degradabilidad de un
ensilaje de CAIM y porcinaza, a las 72 horas (técnicas in situ e in
vitro) y evaluar el efecto de está estrategia en la suplementación de
bovinos y su relación con la generación de metano.
Materiales y métodos
La evaluación de la degradabilidad tanto in situ como in vitro
determinó un rápido incremento en la degradación de la materia seca
del alimento, entre la hora cero (58.1 y 48.9%) y la hora 24 (70.3 y
63.5% respectivamente), y su estabilización a partir de allí. A pesar
de la diferencia obtenida entre la degradabilidad in situ e in vitro, su
tendencia fue similar a lo largo de las 72 horas; la diferencia inicial a
favor de la degradabilidad in situ, puede explicarse por lo encontrado
por Huhtanen y Sveinbjorsson (2006), quienes determinaron que no
todo el material que desaparece de la bolsa de poliéster, ha sido
97
fermentado, debido a que por el molido, quedan partículas muy
pequeñas que pueden escapar por los microporos (40 a 60 μ) de las
bolsas. Los animales consumieron totalmente el ensilaje ofrecido y su
administración durante 21 días no alteró la curva de producción
láctea esperada ni la condición sanitaria de los animales. Las vacas
alimentadas con ensilaje de porcinaza fresca tendieron a producir
menos metano (6.9 ppm) que las que recibieron ensilaje de maíz (7.6
ppm).
La canulación y el cuidado de los animales fistulados usados en este
proyecto, al igual que los animales de donde se extrajo metano por
punción ruminal directa, fue aprobado por el Comité de Ética para
experimentación con animales, Acta No 1 del 06 de abril de 2010.
Este trabajo se desarrollo en los laboratorios del Instituto de
Biotecnología Agropecuario de la Universidad de Caldas, en
Manizales. La porcinaza utilizada para el ensilaje, se colectó fresca, a
mano y recién emitida, y proveniente de cerdos de 40 a 60 kg de
peso vivo, alimentados con una dieta basada en maíz, sorgo, torta de
soya, harina de arroz, aceite acidulado, carbonato de calcio R 35, sal,
bentonita, núcleo cerdos sulfato de cobre, zinc, biosure L, metionina
liquida, L-lisina.
Con la mejor mezcla determinada en una etapa anterior (Estrada et
al., 2011), se realizó un ensilaje de la mezcla porcinaza y CAIM, en
canecas plásticas de 50 kilos de capacidad, con válvula de vacío y
cierre hermético, tapada y sellada con cinta adhesiva. A todas las
canecas se les realizó extracción del aire (vacío) con una aspiradora
Karcher®, por 20 segundos.
98
En este ensilaje la porcinaza con 36.16% de MS, fue enriquecida con
vitafert, un producto biológico de color oscuro, olor agradable,
obtenido como resultado de la FLS de la mezcla referida en la tabla 2.
Este aditivo es rico en bacterias lácticas, levaduras y sus metabolitos,
que funciona como probiótico, que le confieren la propiedad de
estimular la producción de ácidos orgánicos de cadena corta (láctico,
acético, propiónico, succínico, y pirúvico), de vitaminas y enzimas;
además, disminuye el pH, incrementa y estabiliza la proteína,
aumenta la digestibilidad de la materia seca y disminuye la fracción
de la pared celular (Elías y Herrera, 2010). Para la preparación del
vitafert se siguió la metodología descrita por Arias (2010). Este
aditivo fue agregado a razón de 0.4 kg por kilo de porcinaza fresca,
en base húmeda, es decir con un 28.6% de vitafert (Tabla 2) en la
mezcla final de porcinaza enriquecida.
Utilizando tres novillos de levante cebú comercial con 280 kg de peso
promedio, provistos de cánula ruminal, fueron acostumbrados
durante 14 días en pastoreo directo de una mezcla de gramínea (C.
plectostachyus) leguminosa (L. leucocephala), suplementada con sal
mineral y agua ad libitum; para la prueba de digestibilidad in situ se
evaluó el efecto del tiempo (0, 3, 6, 9, 12, 24, 48 y 72 horas) sobre
la degradación de la materia seca in situ, en un diseño de bloques
completos al azar (donde se bloqueo la variable bovino fistulado) con
tres repeticiones por tratamiento. Como unidad experimental se
utilizaron dos muestras de 5 g de ensilaje molido (partículas de 1
mm) en sendas bolsas de poliéster de 20x10 cm con poro de 53 μm,
según la metodología descrita por Romero (1990); la introducción de
las bolsas se realizó en sentido inverso al tiempo de incubación, es
decir, incorporando primero las bolsas incubadas por 72 horas, de tal
forma de remover el conjunto de bolsas al mismo tiempo. A los
99
animales fistulados adicionalmente, se les suministro sal mineralizada
y agua ad libitum durante todo el experimento.
Las bolsas recolectadas de la incubación ruminal, junto con la de la
hora cero fueron lavadas con agua corriente por 20 minutos, hasta la
no aparición de turbidez en éstas, las bolsas se colocaron por una
hora en detergente neutro en ebullición, como lo recomienda Van
Soest et al. (2000), posteriormente se secaron por 48 horas en
estufa de flujo a 60°C, trasladándolas posteriormente a un desecador
para ser pesadas con balanza analítica y así determinar su
degradación a las 72 horas (Van Soest, 1994).
Para la degradación in vitro, se utilizaron tubos de 50 mL, con fluido
ruminal filtrado, tomado a través de la cánula de tres animales
fistulados de rumen, de acuerdo a la metodología de Moloney and
Flynn (1992), incubados con 100 mg de MS, por duplicado. En esta
evaluación se utilizó el mismo diseño que in situ, pero la unidad
experimental fue un tubo de 50 mL de capacidad. Las incubaciones se
realizaron bajo estrictas condiciones de anaerobiosis con agitación a
39°C, colocando 7 mL de solución de bicarbonato-fosfato adicionando
solución reductora (Menke y Steingass, 1988), 1 mL de agua
destilada hervida y 2 mL de fluido ruminal; al finalizar las
incubaciones, se midió el pH a cada frasco, el cual se encontró en
6.5, considerándose la incubación ajustada a las condiciones de
crecimiento microbial óptimas (Pell y Schofield, 1993). Los residuos
sólidos se lavaron con detergente neutro, según lo descrito por Pell y
Schofield (1993), filtrándolos con vacío ligero sobre la bolsa utilizada
y lavándose finalmente con etanol y acetona. La degradación total se
cuantificó por diferencia de pesos entre el material antes de la
incubación y el residuo seco.
100
Tradicionalmente, en los laboratorios de nutrición de rumiantes en
Colombia, las bolsas de incubación se lavan en agua corriente a la
temperatura ambiente o, en máquina de lavado doméstica, no siendo
este lavado suficiente para desprender tanto partículas como
bacterias del rumen pegadas al material dentro de la bolsa (Arreaza
et al., 2005). En la digestibilidad in situ, las bolsas se deben
colocaron por una hora en detergente neutro en ebullición, como lo
recomiendan Van Soest et al. (2000) y Pell y Schofield (1993).
En forrajes tropicales estas técnicas, deben estar acompañada de una
detallada caracterización físico-química de la muestra, para
establecer efectos de metabolitos secundarios y diferencias en
estructura de la pared celular y carbohidratos solubles, sobre la
degradación de cada una de las fracciones (Arreaza et al., 2005),
puesto que estos metabolitos pueden limitar la fermentación ruminal
debido a la cantidad de nitrógeno disponible en ella; adicionalmente,
en dietas con predominio de forrajes el pH ruminal oscila entre 6.2 y
7.0, mayor al de dietas predominantes en concentrado que fluctúa
entre 5.5 a 6.5, siendo la digestión de la celulosa inhibida cuando el
pH alcanza valores inferiores a 6.0, lo que puede perjudicar la
digestibilidad de la dieta (Campos et al., 2007).
A partir de la información aportada por el experimento de
degradabilidad (in situ e in vitro), se realizó un ensayo de
suplementación, donde se emplearon 9 vacas F1 (Cebú x Holstein) de
segunda a octava lactancia, seleccionadas de 30 vacas en pastoreo
de pasto estrella (C. plectostachyus) suplementadas con ensilaje de
maíz. Se suministraron 5 kg de ensilaje de porcinaza/vaca/día y se
evaluó la producción de leche diaria, el consumo de ensilaje y la
condición sanitaria de las nueve vacas; para esta determinación, se
101
utilizo un análisis de regresión lineal mixto, donde la vaca fue la
variable aleatoria y el número de lactancias y los días d emedición
fueron considerados como efectos fijos. La cantidad de metano
contenida en muestras de gases, obtenidas por punción ruminal
directa con vacutainer® de 7 mL tapa roja, se midió por
cromatografía de gases acoplada a detección por ionización de llama,
con inyección Split-Less.
Todos los datos obtenidos fueron evaluados mediante estadística
descriptiva con el paquete estadístico R-project.
Resultados y discusión
En la Figura 4a - b, se presenta la cinética de degradación de la MS
(DMS) in situ e in vitro del ensilaje de la mezcla con 40% de IP CAIM;
la cual determinó un rápido incremento en la degradación de la MS
del alimento, entre la hora cero (58.1 y 48.9%) y la hora 24 (70.3 y
63.5%), y su estabilización a partir de allí hasta la hora 72 (71.7% y
73.6).
La cinética de degradación ruminal de la materia seca (MS), de
nitrógeno (N) y de algunos constituyentes de la pared celular puede
ser descrita a través de diferentes modelos matemáticos; el modelo
más utilizado es el no lineal propuesto por Orskov y McDonald,
(1979). Rosero y Posada (2007), indican que según Mertens (1993)
los modelos para estudiar la cinética de degradación in situ deben
describir el proceso de digestión incluyendo tres fases durante el
proceso, 1) una fase lag o tiempo de colonización, 2) un periodo de
rápida degradación y 3) una lenta digestión proporcional al
incremento de la fracción indigestible.
102
Bochi-Brum et al. (1999) aseguran que determinar la digestibilidad
de los alimentos en los ruminates, es básico para establecer su valor
nutritivo, para ello se han utilizado las técnicas de degradabilidad in
situ e in vitro que se constituyen en herramientas de gran valor para
su determinación.
El comportamiento encontrado en este ensayo puede deberse a un
conjunto de reacciones bioquímicas ruminales, que ocurren con la
adición de nutrientes a la dieta base como complemento de ella;
mejorando así la sincronización entre energía-proteína, el crecimiento
microbiano, el tiempo de permanencia del alimento en el rumen para
su degradación y la celulólisis ruminal (McAllister et al., 1994; Suárez
et al., 2007).
58,1 59,9 60,3
60,6
63,6
70,3 70,3 71,7
40
45
50
55
60
65
70
75
0 3 6 9 12 24 48 72
% d
e d
ige
stib
ilid
ad in
sit
u
Horas de fermentación
103
Figura 4a - b. Degradación de la MS in situ e in vitro de un ensilaje de
la mezcla de 40% de IP - CAIM.
En la Figura 5, se presentan en la parte superior derecha la curva de
producción de leche tipo para las vacas F1 (Cebú x Holstein) tomada
por Hernández y Ossa (2001) en el Centro de Investigaciones
Macagual, pie de monte caqueteño en Colombia, la cual alcanza su
pico de producción entre la séptima y decima semana, para
descender gradualmente hasta la semana 40.
En nuestras observaciones los animales consumieron ambos ensilajes
en su totalidad, y no se encontró ningún cambio en la condición
sanitaria de ellos; durante los 19 días de mediciones, se encontró una
diferencia altamente significativa (P<0.001) en la producción de
48,9 49,1 48,5
51,3
53,4
63,5
70,8
73,6
40
45
50
55
60
65
70
75
0 3 6 9 12 24 48 72
% d
e d
ige
stib
ilid
ad in
vit
ro
Horas de fermentación
104
Figura 5. Curvas de lactancia en vacas F1 Cebú x Holstein.
Figura 6. Curva de respuesta en la producción diaria de leche (kg/d)
en los 19 días experimentales en vacas F1 (Cebú x Holstein)
suplementadas con ensilaje de porcinaza vs ensilaje de maíz.
6,7
7,4 8,8
9,4
9,6 8,1
7,1
6,9
7,6
7,4
4
6
8
10
12
14
16
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 98 105 112 119
Pro
du
cció
n li
tro
s d
e le
che
Días de producción
2
4
6
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40
Pro
du
cció
n li
tro
s d
e le
che
Semanas de producción
105
leche, entre los animales que consumieron ensilaje de maíz (4.38
lt/animal/día) y ensilaje de porcinaza (7.10 lt/animal/día) (Fig. 6).
Se puede evidenciar que el ensilaje de la mezcla con 40% de IP -
CAIM, no causo problemas en los animales experimentales; los cuales
se pueden atribuir a la calidad nutricional y sanitaria de dicho
ensilaje.
Además, entre los animales que consumieron ensilaje de porcinaza se
obtuvo una diferencia de 2.72 lt más que, los que consumieron
ensilaje de maíz; pero no se encontraron diferencias significativos
(P>0.05) entre la interacción tratamiento x tiempo y tratamiento x
lactancia, al igual que en días y número de lactancias.
En la figura 7, se puede observar las tendencias encontradas con las
mediciones de metano a nivel ruminal; las vacas alimentadas con
ensilaje de porcinaza fresca tendieron a producir menos metano (6.9
ppm) que las que recibieron ensilaje de maíz (7.6 ppm). Carrillo,
(2003) señala que los alimentos ricos en glucosa (como la caña de
azúcar) favorecen la formación de ácido propiónico, y reduciendo de
esta forma la producción de metano (Chandramoni, et al., 2000).
Además, Rodríguez y Valencia, (2008) señalan la producción de
metano como un proceso realizado por bacterias metanogénicas
anaeróbicas (grupo Archaea) que fermentan la glucosa y reducen el
CO2 hasta metano. Estas bacterias metanogénicas deben ser
controladas con la dieta, por ello se busca que las fuentes de energía
en el rumen sean utilizadas en beneficio del animal hospedero, sin
embargo, se conoce que estas bacterias son un grupo especial dentro
de la población ruminal por su papel en la regulación de H2;
manteniendo bajo su concentración, y favoreciendo el crecimiento de
106
otras especies bacterianas que permiten una fermentación más eficaz
(Yokoyama y Johnson, 1993).
Ensilaje porcinaza Ensilaje maíz0
4
8
6.97.6
Pro
du
cc
ión
de
me
tan
o,
pp
m
Figura 7. Cuantificación de metano (ppm) en vacas F1 (Cebú x
Holstein) consumiendo ensilaje con porcinaza vs ensilaje de maíz.
Conclusiones y recomendaciones
Los resultados tanto de cinetica ruminal, producción de leche, como
de metano encontrados, se puede concluir, que el ensilaje de la
mezcla con 40% de IP - CAIM es una alternativa viable para la
producción bovina nacional, la cual presenta indicios de disminuir las
emisiones directas de metano a la atmosfera. De otra parte, con la
utilización de la porcinaza en la alimentación animal se evita el
vertimiento de este subproducto a fuentes de agua.
107
Se recomienda profundizar en la evaluación de ensilajes con IP, como
suplemento para bovinos tanto de carne como de leche en pastoreo
directo.
Es necesario realizar más investigación de este tipo, para confirmar
las posibilidades del uso de las excretas porcinas, cuando son
procesadas a través de fermentación en estado sólida.
108
Capitulo VI
Discusión general
La FP afectó de manera altamente significativa (P≤0.01) el contenido
de AR y de manera significativa (P≤0.05) el pH, el contenido de CT y
el contenido de Cu. Por otra parte, no se encontraron diferencias
significativas (P>0.05) para MS, PT, FB y GT. En razón de lo anterior
es posible afirmar que es conveniente la FP de un ensilaje como el
evaluado en el presente trabajo.
También se determinó que el porcentaje de IP afectó de manera
altamente significativa (P≤0.01) el contenido de PT, GT y CT; de
manera significativa (P≤0.05) MS; y de manera por lo menos
significativa (P≤0.05) el contenido de los minerales estudiados, con la
excepción del Mg.
Para los minerales evaluados se aprecia claramente que al aumentar
la IP mejora de manera significativa (P≤0.05) el nivel de cada
mineral, las excepciones a lo anterior fueron el P, y el Mg que no
registró diferencias entre los tres niveles de porcinaza. Por el
comportamiento evidenciado en las variables MS, PT, GT, CT y la
mayoría de los minerales evaluados (P, K, Ca, Na, Fe, Cu, Mn y Zn)
es posible afirmar que la mezcla de IP – CAIM, mejora la calidad
nutricional de estos, y que el mejor PI en este trabajo es 40%,
quedando abierta la posibilidad para indagar en el futuro sobre la
incorporación de niveles superiores.
Para el factor TF, el pH registrado en la mezcla de porcinaza - CAIM,
antes de iniciar la fermentación fue de 5.8. El pH descendió
109
drásticamente en los primeros tres días del proceso. Entre el tercero
y el sexto día se acentuó el descenso de pH, se mantuvo
relativamente estable hasta el día 21, y se elevó levemente entre el
día 21 y el día 50 de fermentación, el aumento de los lactobacilos y la
concentración de ácido láctico coinciden con un descenso del pH por
debajo de 4.5.
La mezcla de porcinaza y CAIM evaluada registro un valor promedio
de 34.06% de MS, el día cero. El contenido de AR y de MS se redujo
levemente (P>0.05) entre los días 3 y 21 del proceso, y disminuyó de
manera significativa (P≤0.05) entre el 21 y el 50, sin embargo es
prudente considerar que el cambio en los azucares reductores indica
la transformación de azucares en ácido láctico por vía bacteriana,
benéfico desde todo punto de vista para la nutrición de los animales.
En cuanto a la GT, la tendencia fue contraria, debido a que esta
variables se elevo de forma significativa (P≤0.05) entre el día 3 y el
50 de fermentación. El contenido de CT tendió a disminuir entre el día
3 y el día 6 de forma significativa (P≤0.05), y a mantenerse
relativamente constante a partir de allí.
Por los datos encontrados es evidente que la mezcla ensilada
presenta características nutricionales propias para la alimentación de
rumiantes desde el tercer día de fermentación; sin embargo la
información relativa a la apariencia y olor del material, indican que
solo hasta el día 15 adquiere aroma láctica y apariencia aceptable
como ensilaje. Además, es fundamental confrontar estos resultados
con evaluaciones complementarias sobre presencia de parásitos y
bacterias potencialmente patógenos.
Los valores encontrados para Coliformes totales y fecales en la
primera etapa registran que en los tres bloques con y sin FP el NMP/g
110
de MS a los 21 días de fermentación, estuvo entre >1100 y <3
NMP/g de MS, lo cual estableció la necesidad de un análisis más
detallado en la segunda etapa. La norma NOM-EM-034-FITO-2000,
establece en <1000 NMP/g de MS para Coliformes fecales y de <10
huevos de helminto/g para parásitos.
A partir de las mismas muestras, se realizó el recuento de esporas de
Clostridium sulfito reductor, para los tres bloques; para
Staphylococcus coagulasa positivo, como para el recuento de
Salmonella en estos ensilajes, reportaron valores que no alteran la
salud animal y humana. Además, en los microorganismos benéficos,
se encontró que tanto las BAL como las levaduras, estuvieron
presentes en todos los microsilos analizados. Con los hallazgos
encontrados en estos ensilajes, se realizó un nuevo experimento,
donde se utilizó el mejor resultado encontrado de las diferentes
combinaciones (40% de IP, con FP y 12 momentos de fermentación).
Las muestras se realizaron por triplicado para cada momento de
fermentación.
A pesar de haber sido encontrada la Salmonella en la porcinaza
fresca, el resultado fue negativa para todos los casos, incluida la
etapa entre los días 22 y 28 de fermentación; lo mismo sucedió con
Clostridium, el cual se hallo tanto en la porcinaza fresca como el día
cero, determinándose incontables colonias en todas las diluciones
(10-1 a 10-6); el día tres se determinaron incontables colonias en la
dilución 10-1 y algunas colonias en 10-2 y 10-3, a partir del día seis de
fermentación todas las muestras fueron negativas. En Coliformes
totales y fecales, cuyos valores fueron ≥2400 NMP/g de MS en
porcinaza fresca, como el día cero, descendió a valores de 210 NMP/g
de MS, todas las muestras citadas anteriormente fueron positivas a la
111
prueba de Indol; a partir del día seis de fermentación los valores
estuvieron entre 500 y 4 NMP/g de MS, pero negativas a Indol,
excepto una de las muestras del día 23 que fue ≥2400 pero negativa
a Indol, lo anterior pudo deberse a una contaminación de la muestra.
Por haberse encontrado levaduras en la primera etapa de esta
investigación, se decidió determinar en la segunda mohos y levaduras
en agar rosa de bengala hasta las 120 horas; el día tres de
fermentación se hallaron colonias en una de las muestras después de
48 horas de incubación, posteriormente no se encontraron mohos y
levaduras, excepto el día 26 que se encontró crecimiento en una de
las muestras, a partir de las 72 horas.
A la porcinaza fresca, se le realizó coprologico, obteniendose 45
Eimeria spp, 21 Hyostrongylus sp y 15 Oesophagostomum sp/g. En la
primera etapa, se realizaron pruebas cualitativas, para determinar la
presencia o ausencia de huevos en todos los microsilos, encontrando
solo 22 huevos infertiles. En la segunda etapa se realizó
cuantificación de huevos en los diferentes días de fermentación para
IP del 40% con FP; el día tres de fermentación solo se encontraron 10
Eimeria, 9 Hyostrongylus y 6 Oesophagostomum/g con las técnicas
de flotación en solución salina saturada (Koffoyd y Barberd) y en
cámara de Mc Master, a partir del día seis fue negativo, para todos
los casos. Por lo anterior, antes de mezclar la porcinaza con el
vitafert, es necesario recolectar una muestra representativa de
materia fecal fresca de varios animales, y así cuantificar la presencia
o no de huevos de parásitos.
Para la cinética de DMS in situ e in vitro del ensilaje de la mezcla de
40% de IP – CAIM, la cual determinó un rápido incremento en la
112
degradación de la MS del alimento, entre la hora cero y la hora 24, y
estabilización a partir de allí; el porcentaje de degradación para
ambos casos estuvo alrededor de 12%. Por otra parte, se realizó una
observación del consumo del ensilaje de porcinaza y la tendencia de
la producción de leche en animales F1 Cebú X Holstein, observándose
que los animales consumieron totalmente el ensilaje ofrecido y su
administración no altero la curva de producción láctica esperada ni la
condición sanitaria de los animales.
113
Capitulo VII
Literatura citada
Albarracín, LC; Sánchez, L; García, G. 2008. Caña de azúcar ensilada.
Una alternativa de alimentación para ganado bovino en
confinamiento. [Artículos científicos] Bogotá [consultado el 15 de
septiembre de 2010]; disponible en:
http://www.corpoica.org.co/sitioweb/Archivos/oferta/CAADEAZCAR.p
df.
AOAC. 1990. Official Methods of Analysis. 15th. Ed. Ass. Off. Anal.
Chem. Washington D.C., USA.
Araujo, O. y Vergara J. 2007. Propiedades físicas y químicas del
rumen. XX Reunión ALPA, XXX Reunión APPA-Cusco-Perú. Arch.
Latinoam. Prod. Anim. Vol. 15 (Supl. 1):133-139.
Arias, F.T. 2010. Efectos de los niveles de vitafert y melaza en la
pollinaza fermentada aeróbica. Tesis de Maestría. Cárdenas - México:
Colegio de postgraduado - Campus Tabascos.
Arreaza, L.C.; Sánchez, D.E. y Abadía, B. 2005. Degradabilidad
ruminal de fracciones de carbohidratos en forrajes tropicales
determinada por métodos in vitro e in situ. Rev. Corpoica, 6(1).
ASOCAÑA. Asociación Colombiana de Cultivadores de Caña. 2011.
Informe Trimestral de Mercados - 2010 III. 2010 [consultado el 10
114
de marzo de 2011]; disponible en:
http://www.asocana.org/documentos.
Asociación Colombiana de Porcicultores. 2006. Guía de buenas
prácticas pecuarias para el subsector porcícola. ACP – CCI – IICA.
Bogotá, Colombia. 105 p.
Asociación Colombiana de Porcicultores. 2011. Informe del sector
porcícola 2010. Evolución del sector porcícola colombiano.
Porcicultura colombiana. 150:10-21.
Aubert de la Parra, I.; Martínez, J.J. y Borbolla, G. 2001. Efectos del
ensilaje y la biodegradación con larvas de mosca sobre las
características nutricionales y bacterianas de la excreta de cerdo.
Veter. México. Vol. 32(4):249-256.
Baird-Parker, AC., 1962. An improved diagnostic and selective
medium for isolating coagulase positive staphylococci. J. appl.
Bacterol., 25 : 12-16.
Barrón, A.; Rosemberg, M. y Mendoza, E. 2000. Utilización de
porcinaza en la elaboración de ensilado de pasto elefante enano
(Pennisetum purpureum cv. Mott). Anales científicos [serial en la
Internet]. XLIV. Universidad Nacional Agraria La Molina. Peru.
Berger, J.C.A.; Fontenot, J.P.; Kornegay, E.T. y Webb, J.K. 1981.
Fermentation Characteristics of swine waste ensiled with ground hay
or corn grain. J Anim. Sci.; 52(6):1388-1403.
Berra, G. y Finster, L., 2010. Influencia de la ganadería Argentina a la
emisión de gases de efecto invernadero. Rev. INIA XXI. 13:212-215.
115
Boucourt, R.; Carrasco, E.; López, A.; Rodríguez, Z. y Gutiérrez, O.,
2006. Microbiota aerobia en caña fermentada con excreta vacuna
como alternativa alimentaria. Rev. Cubana de Cienc. Agríc., 40 (3):
279-282.
Bulang, M.; Elwert, C.; Spilke, J. and Rodehutscord, M. 2007.
Suitability of synthetic alkanes as markers for the estimation of
passage rate in sheep. Livest. Sci. doi: 10.1016/j.livsci.2007.06.007.
Camí, J.; Méndez, V.R.; Suñén, P.; Redes, E. 2008. Evolución de la
productividad científica de España en Biomedicina (1981 – 2006);
10:24-29, (http://www.prbb.org/bac/publicacions/Redes.pdf).
Campabadal, C. 2003. El valor nutritivo de la porcinaza y su uso en la
alimentación del ganado de carne. En: Memorias 2do Seminario
Internacional de Porcicultura y Medio Ambiente. Pág. 23-42. Bogotá,
Colombia.
Campos, W.C.; Benedetti, E.; Rodríguez N.M.; Saliba, E.S. y Borges,
A.L.C.C. 2007. Cinética ruminal de vacas leiteiras a pasto consumindo
diferentes gramíneas tropicais. Arch. Zoot. 56(216):829-837.
Cañas, R. 1998. Alimentación y Nutrición Animal. 2° Ed. Pontificia
Universidad Católica de Chile. Facultad de Agronomía. 550 p.
Santiago, Chile.
Cardona, E.A. 2010. Parasitología práctica Veterinaria. La coprologia
como técnica de diagnostico. Universidad de Antioquia. p. 1-13.
Carrillo, L. Microbiología Agrícola. Capitulo I. Universidad Nacional de
116
Salta – Argentina. p. 1-20
CEGA-Uniandes, 2011. Encuesta de opinión empresarial
Agropecuaria. Situación económica actual para el subsector pecuario.
Resultados cuadragésima cuarta etapa.
economia.uniandes.edu.co/investigaciones_y_publicaciones/CEGA/EO
EA/informe. Fecha de consulta 27/01/2011.
Chamberlain, A.T. y Wilkinson J.M. 2002. Alimentación de la vaca
lechera. 317 p. Editorial ACRIBIA, SA. Zaragoza, España.
Church, D.C.; Pond, W.G y Pond, K.R. 2002. Fundamentos de
nutrición y alimentación de animales. 2da Ed. Editorial Uteha Wiley.
México. 635 p.
Church, D.C. 1993. El rumiante: Fisiología digestiva y nutrición. 1ª
ed. Editorial Acribia S.A. Zaragoza, España. 652 p.
Comisión del codex Alimentarius. 2000. Normas de aplicación de
residuos animales en México. Manual de procedimientos NOM-EM-
034-FITO-2000. Diario Oficial de la Federación, del 15 de noviembre
de 2000. México D.F.
Cone, J. W.; Van Gelder, A.H.; Visscher G.J.W. and Oudshoorn, L.
1996. Influence of rumen fluid and substrate concentration on
fermentation kinetics measured with a fully automated time related
gas production apparatus. Anim. Feed Sci. and Technol. 61:113-128.
117
Corrêa, C.E.S.; Pereira, M.N.; Oliveira, S.G. 2003. et al. Performance
of Holstin cows fed sugarcane or corn silages of different grain
textures. Scientia Agricola, Piracicaba-SP. 60:221-229.
Crampton, E.W. and Harris, L.E. 1969. Applied animal nutrition. The
use of feedstruffs in the formulation of livestock rations. 2nd Ed.
Edition Freeman and Company. 753 p.
De Buyser, M.L.; Lombard, B.; Schulten, S.M.; In´t Veld, P.H.;
Scotter, S.L.; Rollier, P. y Lahellec, C., 2003. Validation of EN ISO
standard methods 6888 Part 1 and Part 2: 1999—Enumeration of
coagulase-positive Staphylococci in foods. Int. J. of Food Microbiol.,
83: 185–194.
De Man, J.D., Rogosa, M. y Sharpe, M.E. 1960. A Medium for the
Cultivation of Lactobacilli. – J. Appl. Bacteriol., 23: 130-135.
De Lima, M.; Sáles, P.; Rangel A.H.; Maciel, M. e Oliveira, S.E. 2010.
Cana-de-açúcar na alimentação de ruminantes. Rev. Verde (Mossoró
– RN – Brasil). 5(2):13-20.
Ensminger, M.E. 1993. Dairy cattle science. Animal agriculture series.
Third edition. Interstate publishers, inc. Danville, Illinois, USA. 550 p.
Elías, A. y Herrera, F.R. 2010. Producción de alimento para animales
a través de procesos biotecnológicos sencillos con el empleo de
Microorganismos Eficientes Benéficos Activados (MEBA). Vitafert. La
Habana, Cuba.
118
Espinoza, Y.; Hernández M.J.; Barrera, T.V. y Obispo N.E. 2009.
Efecto de la alimentación animal sobre la calidad microbiológica de
estiércoles usados como fertilizantes. Zootec. Trop., 27(2):151-161.
Estrada, J.; Aranda, E.M.; Pichard, G. y Henao, F.J. 2011. Ensilaje de
caña de azúcar integral enriquecido con porcinaza fresca. Rev. MVZ
Córdoba., En arbitraje.
Elnifro, E.M.; Ashshi, A.M.; Cooper, R.J. and Klapper, P.E. 2000.
Multiplex PCR: Optimization and Application in Diagnostic Virology.
Clinical Microbiology Reviews. p. 559–570
Faría-Mármol, J. 1998a. Fundamentos para el manejo de pastos en
sistemas ganaderos de doble propósito. En: Mejora de la ganadería
mestiza de doble propósito. Ed. Astro Data S.A. Maracaibo Venezuela.
p 213-232.
Faría-Mármol, J. 1998b. Manejo de pastos y forrajes en la ganadería
de doble propósito. X seminario de Pastos y Forrajes. Universidad del
Zulia. p 1-9.
FEDEGAN (Federación Colombiana de Ganaderos). 2006. Plan
estratégico de la ganadería colombiana 2019. Editorial San Martín
Obregón & Cia. Ltda., Bogotá, Colombia.
Fox, D.G.; Tylutki T.P.; Tedeschi L.O.; Van Amburgh M.E.; Chase
L.E.; Pell A.N.; Overton T.R. and Russell, J.B. 2000. The Net
Carbohydrate and Protein System for Evaluating Herd Nutrition and
Nutrient Excretion: Model Documentation. Mimeo No. 213, Animal
Science Department, Cornell University, Ithaca, NY.
119
Galindo, J.; González, N.; Delgado, D.; Sosa, A.; Marrero, Y.;
González, R.; Aldana, A.I. y Moreira, O. 2008. Efecto modulador de
Leucaena leucocephala sobre la microbiota ruminal. Zootec. Trop.,
26(3):249-252.
García Y.; Ortiz, A.; Lon Wo, E. 2007. Efecto de los residuales
avícolas en el ambiente. Instituto de Ciencia Animal. La Habana,
Cuba.
García, E.P.; Solorzano, I.R. y Vázquez, E.G. 1991. Aislamiento de
micro-organismos patógenos (aerobios) en estiércol fresco de cerdo
antes y después de ser utilizado como integrante en la dieta de
toretes. I Encuentro Universitario de Investigación. Universidad
Michoacana de San Nicolas de Hidalgo. México. p 91-92.
Gerig, N.; Rodríguez, H.; Combellas, J. y Gabaldón, L. Influencia del
nivel de cama de pollo en la ración sobre algunas característica de la
digestión ruminal y la ganancia de peso de toros en ceba. Zootec.
Trop. 2000; 18(3):323-335.
Gómez, M.E; Rodríguez, L.; Murgueitio, E.; Rios, C.I.; Rosales, M.;
Molina, C.H.; et al. 2002. Árboles y arbustos forrajeros utilizados en
alimentación como fuente proteica. Ed. CIPAV. 147 p.
Gooding, E.G.B. 1982. Effect of quality of cane on its value as
livestock feed. Trop. Animal Prod. 78(1):72-91.
Gordon, H. y Whitlock, H., 1939. A new technique for counting
nematode eggs in sheep feces. J. Coun. Sci. Ind. Res. Australia.,
12:50-52.
120
Gutiérrez, E. y Preston, T.R. 1995. ¿El reciclaje del estiércol fresco de
cerdo en la alimentación de rumiantes conduce a la producción
sostenible?. LRRD., 6 (3).
Hall, M. B.; Pell, A.N. and Chase, L.E. 1998. Characteristics of neutral
detergent soluble fiber fermentation by mixed ruminal microbes.
Anim. Feed Sci. and Technol. 70:23-39.
Hernández, M.R. 1998. Desempenho e digestibilidade aparente de
cana-de-açúcar com bovinos. 69f. Dissertação (Mestrado) –
Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Universidade Estadual
Paulista, Jaboticabal. Brasil.
Hernández, J. 2002. Alternativas de uso para la caña. Perspectivas.
Ed. Entorno. Maracaibo, Venezuela. p 1-6.
Herrero, M.A. y Gil, S.B. 2008. Consideraciones ambientales de la
intensificación en producción animal. Ecol. Aust. 18:273-289.
Hernández, C.B. 1997. Determinación de bacterias patógenas en
ensilados de excretas porcinas con caña de azúcar. In: Bachelor
Degree Dessertation. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia.
Universidad Nacional Autónoma de México. pp. 15-36. Ciudad de
México. México.
Hess, H.D.; Monsalve, L.M.; Lascano, C.E.; Carulla, T.E. and Kreuzer,
M. 2003. Supplementation of a tropical grass diet with forage
legumes and Sapindus saponaria fruits: effects on in vitro ruminal
nitrogen turnover and methanogenesis. Aust. J. Agric. Research.; 54:
703-713.
121
Huerta, B.M. 1993. Suplementación de rumiantes en pastoreo.
Memoria Curso Internacional Avanzado de Nutrición de Rumiantes. Ed.
Ortega C.M.E. y Mendoza, G.D. Centro de Ganadería, Colegio de
Postgraduados. Texcoco. México.
Hughes, H.D.; Heath, M.E. and Metcalfe, D.S. 1969. Forages: The
science of grassland agriculture. 2nd Ed. Iowa State University Press.
USA. 707 p.
Huhtanen, P. and Sveinbjornsson J. 2006. Evaluation of methods for
estimating starch digestibility and digestion kinetics in ruminants.
Animal Feed Sci. and Technol. 130:95–113.
ICA (Instituto Colombiano Agropecuario). 2007. Reglamentación de
las condiciones sanitarias y de inocuidad en la producción primaria de
ganado porcino destinado al sacrificio para el consumo humano.
Resolución No 2640; Sect. 19.
Jay, J.M. 1994. Microbiología moderna de los alimentos. 3ª Ed. Editorial
ACRIBIA, S.A.; Zaragoza, España. 804 p.
Johnson, K.A. and Johnson, D.E. 1995. Methane emissions from
cattle. J Anim Sci; 73:2483-2492.
Jung, H. G.; Buxton, D.R.; Hatfield, R.D. and Ralph, J. 1993. Forage
Cell Wall Structure and Digestibility. P. 105.
Larrahondo JE. 1995. Calidad de la caña de azúcar. En: El cultivo de
la caña en la zona azucarera de Colombia. Eds. Cassalett, C.; Torres,
J.S. e Isaacs, C.H. Cenicaña. p 337-354. http://www.cenicana.org.
122
Lehninger, A.L. 1991. Bioquímica. 2ª Ed. Ediciones Omega, S. A.;
Barcelona, España. 1117 p.
León, V.D. y López, V.M. 2009. Comparación del ensilaje de caña de
azúcar y el ensilaje de maíz mezclado con Mucuna pruriens como
forraje para vaquillas de reemplazo. Carrera de Ciencia y Producción
Agropecuaria. Zamorano, Honduras.
Manafi, M. 1996. Fluorogenic and chromogenic enzyme substrates in
culture media and identification tests. Int. J. Food Microbiol. 31:45-
58.
Martínez-Gamba, R.; Pradal-Roa, P.; Castrejón, F.P.; Herradora, M.;
Galván, E. and Mercado, C. 2001. Persistence of Escherichia coli,
Salmonella choleraesuis, Aujeszky's Disease virus and Blue Eye
Disease virus in ensilages based on the solid fraction of pig faeces. J.
of Appl Microbiol.; 91:750-758.
Marshall, RT. 1993. Standard methods for the examination of dairy
products. 16th ed. American public health association. Washinton, DC.
Maynard, L.A.; Loosli, J.K.; Hintz, H.F. y Warner R.G. 1989. Nutrición
Animal. 7ª Ed. McGraw-Hill. 640 p.
Medina, P.; Mejía, S.; Martínez, R y Sánchez, L. 2008. Efecto de la
suplementación con ensilaje de millo adicionado con urea-melaza-
azufre, semilla de algodón y harina de pescado sobre la producción
de leche en vacas doble propósito durante la época seca en el valle
123
del Sinú. Rev. Corpoica; Ciencia y tecnología agropecuaria. 9(1):81-
87.
Menke, K.H. and Steingass, H. 1988. Estimation of the energetic feed
value obtained from chemical analysis and in vitro gas production
using rumen fluid. Animal Resea. and Devel. Vol. 28:7.
Mera, M.L., 2004. Efecto de leguminosas forrajeras tropicales ricas en
taninos sobre la fermentación ruminal y la producción de metano en
un sistema in vitro (RUSITEC). Trabajo de grado. Universidad
Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Palmira.
Mertens, D.R. 2002. Gravimetric Determination of Amylase-Treated
Neutral Detergent Fiber in Feeds with Refluxing in Beakers or
Crucibles: Collaborative Study. J. of AOAC Intern. 85(6).
MINAMBIENTE. Ministerio del medio ambiente. 1995. Decreto
948/1995 Reglamento de Protección y Control del Aire.
Mitchell, D.A.; Berovic, M. and Krieger, N. 2002. Overview of solid
state bioprocessing. Biotechnology annual Review. Elsevier Science.
Anim. Feed Sci. Technol. 8:183-200.
Miller, GL. 1959. Use of DNS acid reagent for determination of
reducing sugar. Anal. Chem. 31:426-428.
Moloney, A.P. and Flynn, A.V. 1992. Rumen fermentation and in
sacco degradability in steers of grass hay treated with urea and
sodium hydroxide, alone or in combination. Ir. J. Agric. Res. 31:129–
142.
124
Morais de Lima, J.; Sáles Monteiro, P.B.; do Nascimento A.H.; do
Vale, M.; Oliveira, S.E.O. 2010. Cana-de-açúcar na alimentação de
ruminantes. Revisão de Literatura. Revista Verde (Mossoró – RN –
Brasil) 5(2):13–20.
Morais, M.G.; Tomich, T.R.; Amorin, J.R.P. y Gonçalves, L.C. 1999.
Consumo voluntário e digestibilidade da silagem de milho associada
ao esterco de poedeiras. Arq. Bras. Med. Vet. Zoot., 51:115-121.
Moreno, B.; Díez, V.; García, M.L.; Menes, I.; Gutiérrez, L.M. y
Polledo, J.J. 2009. Microorganismos de los alimentos. Bacterias
Coliformes. Vol. 1. 2da ed. Editorial ACRIBIA, S.A. p. 131-145.
Nuñez, F.; Urrutia, F.; Urcelay, S. y Oviedo P. 1987. Estudio
microbiológico de excretas de cerdo sometidas a biodigestión
anaeróbica en laboratorio. Avanc. Cienc. Vet., 2(1):37-41.
Nussio, L.G. and Schmidt, P. 2005. Silagens de cana-de-açúcar para
bovinos leiteiros: aspectos agronômicos e nutricionais. In: Visão
técnica e econômica da produção leiteira, Piracicaba. Anais.
Piracicaba: Fundação de Estudos Agrários Luiz de Queiroz. 193-218.
Ogunbanwo, S.T.; Sanni, A.I. y Onilude, AA. 2003. Characterization
of bacteriocin produced by Lactobacillus plantarum F1 and
Lactobacillus brevis OG1. Afr: J. Biotechnol. 2:21-29.
Ojeda, F.; Cáceres O.; Espererance, M. 1991. Conservación de
forrajes. Miniosterio de educación superior. Ed. Pueblo y Educación.
80 p.
125
Oliva, M.; Elasco, D.; Ballinas, E.; Salvador, M. y Gutiérrez, F. 2004.
Estudios de eliminación de microorganismos patógenos de residuales
porcinos en un biorreactor con tiempo de retención corto. Rev. Comp.
Prod. Porcina; 2(Supl. 1).
Oliveira, M.D.S.; et al. 1998. Efeito da variedade de canade-açúcar
sobre a composição química bromatológica. In: Reunião anual da
sociedade brasileira de zootecnia, 34., Botucatu. Anais. Botucatu:
FMVZ.
Oliviera, C.M.; López, J.; Soares, A. e Fonseca de Freitas, R. 1997.
Determinación nutritivo de desechos de cerdos, utilizando cerdos en
crecimiento. Rev. Bras. Zoo. 26(2):332-336.
Ørskov, E.R. 1994. Recent advances in understanding of microbial
transformation in ruminants. Livestock Prod. Sci. 39:53-60.
Ørskov, E R.; De Hovell, F.D. and Mould, F. 1980. The use of the
nylon bag technique for the evaluation of feedstuffs. Trop. Anim.
Prod. 5(3):195-213.
Ossmer, R. 1992. Salmosyst and Rambach agar. A rapid alternative
for the detection of Salmonella. Congress Poster. Salmonella and
Salmonellosis; Ploufragan/Saint-Brieux – France.
Ossmer, R. 1993. Simultaneous detection of total coliforms and E.
coli - Florocult LMX broth. Food Microbiol., 93:202-209.
Padilla, E.C.; Castellanos, A.F.; Cantón, J.G. y Moguel, Y.B. 2000.
Impacto del uso de niveles elevados de excretas animales en la
alimentación de ovinos. LRRD. 12(1).
126
Pascual, M. del R. y Calderón, V. 2000. Investigación y recuento de
Clostridium sulfito reductor. En: Microbiología alimentaria:
metodología analítica para alimentos y bebidas. 2a ed. p 73-76.
Pedroso, A. 2003. Aditivos químicos e microbianos no controle de
perdas e na qualidade de silagem cana-de-açúcar (Saccharum
officinarum l.). Tese Doutorado. Escola Superior de Agricultura Luiz
de Queiroz. Universidade de São Pablo, Piracicaba - Brazil. 120 p.
Peláez, A.; Meneses, M.; Aranda, E.A.; Megías, M.D.; Martínez, A.;
Barcena, R.; et al. 2007. Mejoramiento de la calidad del ensilado de
caña de azúcar integral mediante la incorporación de fermentos
sólidos de pleurotus sapidus. Memorias XII Congreso Nacional de
Biotecnología y Bioingeniería.
Pell, A.N. and Schofield, P. 1993. Computerized monitoring of gas
production to measure forage digestion in vitro. J. dairy Sci. 76:1063-
1073.
Pereira, M.N.; Oliveira, S.G. 2003. et al. Performance of Holstin cows
fed sugarcane or corn silages of different grain textures. Scientia
Agricola, Piracicaba-SP. 60:221-229.
Peruchena, C.O. 2004. Suplementación de bovinos para carne sobre
pasturas tropicales. Aspectos nutricionales, reproductivos y
económicos. 3 p. Consultado: 27 de enero del 2011.
http://www.portalveterinaria.com/sections.php?op=viewarticle&artid
=291.
127
Preston, T. R. & Leng, R.A. 1989. Ajustando los sistemas de producción
pecuaria a los recursos disponibles: Aspectos básicos y aplicados del
nuevo enfoque sobre la nutrición de rumiantes en el trópico. Ed.
CONDRIT. Cali, Colombia.
Pinto, A.P.; Pereira; E.S. e Mizubuti, I.Y. 2003. Características
nutricionais e formas de utilização da cana-de-açúcar na alimentação
de ruminantes. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, 24(19):73-84.
Rambach, A. 1990. New plate medium for facilitated differentation of
Salmonella spp. From Proteus spp. And other enteric bacteria. Appl.
Environ. Microb., 56:301-303.
Ramírez, G.; Martínez, R.; Herradora, M.; Castrejón, F. and Galván,
E. 2005. Isolation of Salmonella spp. from liquid and solid excreta
prior to and following ensilage in ten swine farms localited in central
México. Biores. Technol. 96:587-595.
Reyes, M. 1963. The effect of aerobic and anaerobic digestión on
eggs of Ascaris lumbricoides var. suum in night soil. Am. Trop. Med.
Hyg., 12:46-55.
Robredo, B. y Torres, C. 2000. Bacteriocin production by Lactobacillus
salivgarius of animal origin. J. Clin. Microbiol., 38:10-16.
Rodríguez, Z.; Elías, A. y Rivery, Z. 1998. Estudio de utilización de
boniato (Ipomea batata Lan), en la fermentación en estado sólido de
la caña de azúcar. Rev. Cubana. Cienc. Agríc., 32:2307-2312.
Romero, F. 1990. Utilización de la técnica de digestión in situ para la
caracterización de forrajes. En: Nutrición de ruminates: Guía
128
metodológica de investigación. Editores Ruiz M.E. y Ruiz A. ALPA –
RISPAL.
R-project. 2011. Paquete estadístico. 2.12.2. A language and
environment for statistical computing, R Fundation for statistical
computing.
Sánchez, O.J.; Cardona, C.A. 2008. Trends in biotechnological
production of fuel ethanol from different feedstocks. Biores Technol.
99:5270-5295.
Salazar, E.; Fortiz, M.; Vázquez, A. y Vázquez, C. 2003. Normas de
aplicación de residuos animales en México. Capítulo X. Sociedad
Mexicana de la Ciencia del suelo. Facultad de Agricultura y Zootecnia
de la Universidad Juárez del Estado de Durango (UJED). p. 192-208.
Schofield, P. 2000. Gas production methods. In: Farm Animal
Metabolism and Nutrition, Chapter 10. Cab International, UK. pp.
209-232.
Senra, A. 2005. Índice para controlar la eficiencia y sostenibilidad del
ecosistema del pastizal en la explotación bovina. Rev. Cubana Cienc.
Agríc. 39:13-18.
Senra, A., Martínez, R.O., Jordan, H., Ruiz, T., Reyes, J.J., Guevara,
R.V. & Ray, J.V. 2005. Principios básicos del pastoreo rotacional
eficiente y sostenible para el subtrópico americano. Rev. Cubana
Cienc. Agríc. 39:23-27.
129
Serrano, E.; Castrejón, F.; Herradora, M.A.; Ramírez, A.H.; Angeles,
S. y Buntinx, S.E. 2008. Fungal survival in ensiled swine faeces.
Bioresource Technol., 99:3850-3854.
SIAP. Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera. 2008.
Descripción de la cadena agroalimentaria de caña de azúcar. México:
Secretaría de Agricultura Ganadería Desarrollo Rural Pesca y
Alimentación. SAGARPA; p. 13.
Silva, S.C. 1993. A cana-de-açúcar como alimento volumoso
suplementar. In: Volumosos para bovinos. FEALQ. P 59-74.
Sollins, P.; Spycher, G. y Glassman, C.A. 1984. Net nitrogen
mineralization from light and heavy fraction soil organic matter. Soil
Biol. Biochem., 16(1):31-37.
Theodorou, M.K.; Williams, B.A.; Dhanoa, M.S.; McAllan A.B. and
France, J. 1994. A simple gas production method using a pressure
transducer to determine the fermentation kinetics of ruminant feeds.
Anim. Feed Sci. Technol. 48:185-197.
Tilley, J.M.A. and Terry, R.A. 1963. A two stage technique for the in
vitro digestion of forage crops. J. of the British Grassland Society
18:104-111.
Urdaneta, J. 2005. La caña de azúcar una opción para el ganadero.
En: Manual de ganadería de doble propósito. Fundación GIRARZ. Ed.
Astro Data. Maracaibo, Venezuela. p 231-235.
Van Soest, P.J. 1994. Nutritional Ecology of the Ruminant. 2nd ed.
Cornell University Press, Ihaca, NY. USA. 476 p.
130
Van Soest, P.J. Van Amburgh, M.E. Robertson, J.B. and Knaus, W.F.
2000. Validation of the 2.4 times lignin factor for ultimate extent of
NDF digestión, and curve peeling rate of fermentation curves into
pools. Cornell Nutrition Conf. Proceeding. p. 139-149
Vanzant E.S.; Cochran, R.C. and Titgemeyer, E.C. 1998.
Standardization of in situ techniques for ruminant feedstuff
evaluation. J. Anim. Sci. 76:2717–2729.
Vélez, A. 1995. Guías en parasitología Veterinaria. La coprología y
otras técnicas de diagnóstico. Capitulo II. Métodos de Vajda, Mc
Máster y Koffoyd y Barber. Ed. Exitodinamica, 2da ed. Medellín,
Colombia. p. 75-104.
Villalobos, C.; González, E. y Ortega, J.A. 2000. Técnicas para
estimar la degradación de proteína y materia orgánica en el rumen y
su importancia en rumiantes en pastoreo. p. 119-134.
Villamil C.M.; Duque C.O. and Caicedo, L.A. 2000. Impacto ambiental
de estiércol y algunas alternativas de manejo. En: Sistemas de
tratamiento para los residuos de la industria porcícola, editor. Bogotá,
D.C. Asociación colombiana de porcicultores-Universidad Nacional de
Colombia-Corpoica; p. 8-9.
Viniegra, G. 2001. Diversificarse o morir: alternativas para el uso de
la caña de azúcar. Ed. Entorno. Maracaibo, Venezuela. p 20-26.
131
Yokoyama, M.T. and Johnson, K.A. 1988. Microbiología del rumen e
intestino. En: El rumiante. Fisiología digestiva y nutrición. C. D.
Church (Ed.). Editorial Acribia.
Zapata, A. 2000. Utilización de la caña de azúcar y sus derivados en
la alimentación porcina. Bogotá. Colombia: CIPAV - Asociación
Colombiana de Porcicultores.
Zopollatto, M.; Daniel, J.L.P.; Nussio, L.G. 2009. Aditivos
microbiológicos em silagens no Brasil: revisão dos aspectos da
ensilagem e do desempenho de animais. Rev. Bras. de Zootec.
38:170-189. (supl. especial).
