Artículo Original

Estudio de estabilidad de un prebiótico constituido por fructanos de Agave fourcroydes para su utilización como aditivo en la ganadería

Stability study of a prebiotic composed of fructans from Agave fourcroydes for its use as additive in livestock

Yanelys García-Curbelo^{1  *} 
http://orcid.org/0000-0002-0027-9481

Ramón Bocourt Salabarría¹ 
http://orcid.org/0000-0003-4423-1911

Mercedes Guadalupe López Pérez² 
http://orcid.org/0000-0002-0660-8119

Nereyda Albelo Dorta¹ 
http://orcid.org/0000-0003-4827-3991

Odalis Núñez Peñalver¹ 
http://orcid.org/0000-0002-2294-9220

¹Instituto de Ciencia Animal (ICA), Carretera central, Km 47 ½, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba

²Centro de Investigaciones y Estudios de Avanzadas del IPN-Unidad Irapuato (CINVESTAV), México.

RESUMEN

El objetivo de este trabajo fue desarrollar el estudio de estabilidad de vida útil, a temperatura ambiente, del prebiótico constituido por fructanos de Agave fourcroydes, para su utilización como aditivo en la ganadería. Se utilizó el método de vida de estante, por un periodo de 12 meses a temperatura ambiente. Se evaluaron las características físico-químicas al inicio, a los seis y 12 meses. Los resultados de estabilidad por vida de estante indicaron que el prebiótico mantuvo su estabilidad física por espacio de seis meses y la estabilidad química del principio activo durante los 12 meses. Se demostró que el prebiótico, constituido por fructanos de Agave fourcroydes, mantiene la estabilidad física del producto por espacio de seis meses y la estabilidad química del principio activo hasta los 12 meses, almacenado a temperatura ambiente.

Palabras clave: estabilidad; fructanos; prebióticos

ABSTRACT

The objective of this work was to develop the shelf life stability study, at room temperature, of the prebiotic composed of fructans from Agave fourcroydes, for its use as additive in livestock. Shelf life method was used for a period of 12 months at room temperature. The physical chemical characteristics were evaluated at baseline, six months and 12 months. Shelf-life stability results indicated that the prebiotic maintained its physical stability for six months and the chemical stability of the active ingredient for 12 months. It was demonstrated that the prebiotic, composed of fructans from Agave fourcroydes, kept the physical stability of the product for six months and the chemical stability of the active ingredient for up to 12 months, stored at room temperature.

Key words: stability; fructans; prebiotics

INTRODUCCIÓN

Los prebióticos se definen como sustratos que se utilizan selectivamente por microorganismos del hospedero y confieren beneficios para la salud (¹). En la producción animal, su empleo es importante para sustituir los antibióticos como aditivos promotores del crecimiento animal y mejorar la salud y el comportamiento productivo (²,³).

En Cuba, se obtuvo a partir de los tallos de Agave fourcroydes (henequén) fructanos, como aditivo prebiótico para su utilización en la ganadería (⁴). Estos compuestos tienen efectos positivos en la microbiota intestinal, así como en estimulación del sistema inmune, la regulación de los niveles de glucosa y metabolismo lipídico, el incremento en la absorción mineral, el incremento de peso vivo, las ganancia y viabilidad, cuando se evaluó en ratones y animales de interés productivos como peces, cerdos y pollos de ceba (⁵,⁶,⁷).

Existen diferentes factores a los que están sometidos los productos o materiales que pueden modificar sus características y propiedades, por lo que es necesario determinar la estabilidad en el tiempo para comprobar si mantiene su composición. El objetivo de este trabajo fue estudiar la estabilidad del prebiótico, constituido por fructanos de Agave fourcroydes como principio activo, en condiciones de almacenamiento y sistema de envase fijados.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se evaluaron tres lotes del prebiótico, en forma de polvo, constituido por fructanos de Agave fourcroydes (henequén) como principio activo, según la tecnología descrita por García-Curbelo et al. (⁸). Se contrató el servicio para producirlo a escala industrial en el Centro de Investigaciones y Desarrollo de Medicamentos (CIDEM), Cuba. Para la obtención en forma de polvo, se utilizó un secador Spray a nivel industrial (GALAXIE). Se envasó en sacos doble capa de papel kraft con bolsa interior de polietileno.

El estudio de estabilidad de vida estante se realizó de acuerdo a la regulación vigente 23-2000 (⁹). Se emplearon muestras de los lotes F1, F2 y F3 (fecha de fabricación: febrero de 2014; abril de 2015; febrero del 2017, respectivamente). Se almacenaron a temperatura ambiente 30^oC ± 2^oC, humedad relativa 75 % y protegidos de la luz. Las determinaciones se realizaron al inicio, a los seis y 12 meses de fabricados.

Se evaluaron las características físico-químicas: forma física, pH con el empleo de un pHmetro (Sartorius, Alemania), materia seca (¹⁰) y determinación por métodos enzimáticos del principio activo fructanos; se utilizó un espectofotómetro UV-Visible (Optizem Pop, Corea) (¹¹). También se determinó carbohidratos totales y carbohidratos reductores por el método DNS (¹²,¹³).

Se realizó el conteo visual de colonias de bacterias totales en placas con medio agar nutriente (OXOID, UK) incubadas 24 horas a 37ºC, coliformes en agar bilis rojo-violeta (OXOID, UK), 24 horas a 37^oC y hongos en agar malta (BIOCEN, Cuba) cultivados por siete días a 30ºC.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la Tabla 1 se muestran las determinaciones de fructanos, principio activo del prebiótico, carbohidratos totales y reductores, en el estudio de vida estante.

Los valores de la concentración de fructanos (n═9), carbohidratos reductores (n═9) y carbohidratos totales (n═9) se representan como valor medio ± desviación estándar relativa.

Tabla 1 Estudio de vida estante del prebiótico en los parámetros: concentración de fructanos, carbohidratos reductores y totales. / Shelf life study of the prebiotic on the following parameters: fructan concentration, reducing and total carbohydrates. 

Parámetros	Tiempo (meses)	Lotes
		F1	F2	F3
Fructanos (%)	0	70,20±2,75	70,73±2,51	70,80±2,68
	6	70,11±2,61	70,50±2,59	70,72±2,55
	12	69,93±2,08	70,23±2,01	70,35±2,08
Carbohidratos reductores (%)	0	19,26±1,18	19,30±1,09	19,35±0,97
	6	19,02±0,98	18,95±1,03	19,10±0,89
	12	18,50±0,62	18,33±0,93	18,48±0,82
Carbohidratos totales (%)	0	95,47±1,35	95,42±1,05	95,48±1,33
	6	95,44±1,07	95,37±1,12	95,42±1,09
	12	94,57±0,74	94,62±0,81	94,55±0,77

En el tiempo de duración del estudio de estabilidad de vida estante, los tres lotes analizados mantienen la composición química estable durante 12 meses, dentro de los límites establecidos para el producto 65-75 % de fructanos (¹⁴). Las características estructurales del principio activo, fructanos de Agave fourcroydes, son importantes, al ser un carbohidrato no reductor. La pérdida del átomo de hidrógeno reactivo de la posición C-2 de todos los residuos fructosilos de la cadena, determina la ausencia de poder reductor en los fructanos y asegura elevada estabilidad conformacional (¹⁵).

Los resultados del estudio de vida estante, relacionado con la forma física, el pH y la materia seca, se muestran en la Tabla 2. Se observó que el prebiótico mantiene sus características iniciales hasta los seis meses; a los 12 meses ocurre el apelmazamiento del material, con disminución de la materia seca, en las condiciones de almacenamiento y sistema de envase fijado.

Tabla 2 Estudio de vida estante del prebiótico en los parámetros: forma física, pH y materia seca. / Shelf life study of the prebiotic on the following parameters: physical shape, pH and dry matter. 

Parámetros	Tiempo (meses)	Lotes
		F1	F2	F3
Forma física	0	Polvo	polvo	polvo
	6	Polvo	polvo	polvo
	12	Apelmazado	apelmazado	apelmazado
pH	0	6,40±0,15	6,41±0,12	6,38±0,15
	6	6,40±0,10	6,40±0,09	6,42±0,14
	12	6,41±0,18	6,42±0,18	6,41±0,15
Materia seca (%)	0	98,85±0,35	98,82±0,33	98,84±0,33
	6	98,84±0,34	98,82±0,35	98,84±0,35
	12	93,23±0,88	93,20±0,88	93,25±0,86

Los valores de pH (n═9) y materia seca (n═9) se representan como valor medio ± desviación estándar relativa.

Al analizar los resultados de la forma física y la materia seca de las muestras, se comprobó que a los 12 meses presentaron cambios. Este prebiótico es un producto natural con alto contenido de azúcares, su principal problema consiste en la higroscopicidad y se evidenció en la disminución de materia seca a los 12 meses de almacenamiento, que provocó apelmazamiento del producto. No se detectó presencia de bacterias totales, coliformes, ni hongos en los análisis realizados al producto.

Existen diferentes estudios que evalúan el efecto de la higroscopicidad sobre diferentes compuestos y su efecto sobre la aglomeración de partículas (¹⁶,¹⁷). Se recomienda, en productos de esta naturaleza, la inclusión de compuestos de alto peso molecular con pocos grupos hidrofílicos para disminuir la adsorción de agua (¹⁸).

Los resultados del estudio de estabilidad de vida estante del prebiótico, constituido por fructanos de Agave fourcroydes, demostraron la estabilidad física del producto por espacio de seis meses (forma física, pH, materia seca) y la estabilidad química del principio activo (concentración de fructanos) hasta los 12 meses, almacenado a temperatura ambiente. Se propone una vida útil de seis meses a temperatura ambiente, envasado en sacos de papel kraft con bolsa interior de polietileno.

REFERENCIAS

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8. García-Curbelo Y, Bocourt R, López M, Albelo N, Núñez O, Rodríguez Z, et al. Manual de procedimiento para la obtención de fructanos a partir del Agave fourcroydes y su evaluación como aditivo prebiótico para la alimentación animal. Registro Centro Nacional de Derecho de Autor. 2015. ISBN 978-959-7171-58-4.

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Recibido: 25 de Enero de 2022; Aprobado: 22 de Febrero de 2022

^*Correspondencia a: Yanelys García Curbelo. E-mail: [e-mail]

Declaración de conflicto de intereses: Los autores declaran que no existe conflicto de intereses.

Contribución de los autores: Conceptualización, Análisis formal, Investigación, Metodología, Supervisión, Visualización, Redacción-Borrador Original, Redacción-Revisión y Edición: Yanelys García Curbelo. Conceptualización, Investigación: Ramón Bocourt Salabarría y Mercedes Guadalupe López Pérez. Investigación: Nereyda Albelo Dorta y Odalis Núñez Peñalver.