ARTÍCULO ORIGINAL

 

Indicadores físico-químicos, biológicos y organolépticos en ensilados de banano (Musa sapientum) para la alimentación porcina

 

Physicochemical, biological and organoleptic indicators in banana silage (Musa sapientum) for pig feeding

 

 

W. Caicedo¹, J.C. Vargas¹, H. Uvidia¹, E. Samaniego¹, S. Valle¹, L. Flores², J. Moyano¹ and S. Aguiar¹

¹Universidad Estatal Amazónica, Departamento de Ciencias de la Tierra, Paso Lateral S/N Km 2 ½ Vía a Napo. Pastaza, Ecuador

²Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Facultad de Ciencias Pecuarias, Panamericana Sur km 1 ½. Riobamba, Ecuador.

 

 

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RESUMEN

Con el propósito de evaluar los indicadores físico-químicos, biológicos y organolépticos en ensilados de banano verde (Musa sapientum) para su uso en la alimentación porcina, se realizaron cuatro ensilados con banano de rechazo. Los tratamientos fueron: yogurt natural (YNBV), suero de leche (SLBV),  suero de leche y miel B 5 % (SLBVMB5) y suero de leche y miel B 10 % (SLBVMB10). El experimento se condujo mediante un diseño completamente aleatorizado simple. Las medias se contrastaron con la prueba de Duncan (P < 0.05). Se estudiaron las varaiables temperatura, pH, hongos, levaduras, coliformes totales, Escherichia coli, Clostridium spp., Salmonella spp., olor, color y consistencia a 1; 4; 8; 15; 30 y 60 d. Con respecto a la temperatura, en el día uno, los tratamientos YNBV y SLBVMB5 presentaron el valor más alto (P < 0.05) (22.50 ºC; 22.51 ºC). En el día cuatro, los ensilados YNBV y SLBV tuvieron el mayor valor (P < 0.05) (22.49 ºC - 22.48 ºC). Desde el día ocho, al 60, en el SLBVMB10 se alcanzó la mayor temperatura (22.83 - 22.53 ºC). Con respecto al pH, en el día uno, no hubo diferencias (P > 0.05) entre tratamientos: YNBV (4.39), SLBV (4.33), SLBVMB5 (4.36) y SLBVMB10 (4.35). Al día cuatro, el pH se redujo proporcionalmente en los ensilados, y fue mayor en tratamiento 1_YNBV, en 0.31 unidades. Luego, el pH se estabilizó en todos los ensilados. El tratamiento YNBV presentó el menor valor (P < 0.05) (4.00 - 4.02). Los hongos y levaduras estuvieron presentes en el día uno, y después se ausentaron. Durante el estudio no hubo coliformes totales ni Escherichia coli. Tampoco se encontró Clostridium spp. ni Salmonella spp. Los ensilados presentaron olor (dulce fermentado), color (café amarillento) y consistencia (semidura). Los indicadores físico-químicos, microbiológicos y organolépticos de los ensilajes, hasta el día 60, tuvieron un comportamiento idóneo, aptos para su uso en la alimentación porcina.

Palabras clave: alimento, cerdos, banano verde, fermentación, microorganismos.

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ABSTRACT

In order to evaluate the physicochemical, biological and organoleptic indicators in green banana silage (Musa sapientum) for use in pig feeding, four silages with waste banana were carried out. The treatments were: natural yogurt (NYGB), whey (WGB), whey and 5 % molasses B (WGBMB5) and whey and 10 % molasses B (WGBMB10). The experiment was conducted using a completely randomized single design. The means were contrasted with the Duncan test (P <0.05). The variables temperature, pH, fungi, yeasts, total coliforms, Escherichia coli, Clostridium spp., Salmonella spp., odor, color and consistency at 1, 4, 8, 15, 30 and 60 d were studied. With respect to temperature, on day one, the treatments NYGB and WGBMB5 showed the highest value (P < 0.05) (22.50 ºC; 22.51 ºC).On the day four, the silages NYGB and WGB had the highest value (P < 0.05) (22.49 ºC - 22.48 ºC). From day eight, to day 60, in the WGBMB10 the highest temperature was reached (22.83 - 22.53 ºC). Regarding pH, on day one, there were no differences (P> 0.05) between treatments: NYGB (4.39), WGB (4.33), WGBMB5 (4.36) and WGBMB10 (4.35). At day four, the pH was proportionally reduced in the silages, and was higher in treatment 1_NYGB, in 0.31 units. Then, the pH was stabilized in all silages. The NYGB treatment had the lowest value (P <0.05) (4.00 - 4.02). Fungi and yeasts were on day one, and then absent. During the study there were no total coliforms or Escherichia coli. Neither Clostridium spp. nor Salmonella spp. The silages showed odor (fermented sweet), color (yellowish coffee) and consistency (semi-hard). The physicochemical, microbiological and organoleptic indicators of silages, up to day 60, had a right performance, suitable for their use in pig feeding.

Key words: food, pigs, green banana, fermentation, microorga-nisms.

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INTRODUCCIÓN

En Ecuador se produce una gran cantidad de banano para el mercado nacional e internacional. Asimismo, se generan altas tasas de banano de rechazo, que no cumple con los estándares que exigen los mercados internacionales para exportación. Estos subproductos no se aprovechan eficientemente para la alimentación animal (Espinoza y Avellaneda 2016).

El uso de subproductos agrícolas resulta una buena opción. Recientemente se han generado muchos estudios en los que se utilizan como fuente de alimentación alternativa para los cerdos (Ly et al. 2014 y Ranjan et al. 2014). Sin embargo, debido a que están disponibles a gran escala, pero por tiempo limitado, no se pueden aprovechar eficientemente en la alimentación porcina (Castro y Martínez 2015).

Esta situación posibilita utilizar la técnica de fermentación o ensilaje a través de Lactobacillus spp., Leuconostoc spp., Pediococcus spp., L. plantarum, L. rhamnosus, L. gasseri y L. acidophilus como una alternativa viable para su utilización en la alimentación de las diferentes categorías porcinas (Lezcano et al. 2014 y García et al. 2015). Esta técnica de biotecnología permite controlar adecuadamente el pH para obtener un producto fermentado de óptima calidad microbiológica y organoléptica, sin riesgos de enfermedades para los animales (Belém et al. 2016).

El objetivo de esta investigación fue evaluar los indicadores físico-químicos, biológicos y organolépticos en ensilajes de banano verde (Musa sapientum) para su utilización en la alimentación porcina.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio se realizó en las instalaciones de la “Granja Agropecuaria Caicedo”, ubicada en la parroquia Tarqui, provincia de Pastaza, Ecuador. Esta zona tiene un clima semicálido o subtropical húmedo, con precipitaciones que oscilan entre 4000 y 4500 mm anuales. Se encuentra ubicada a una altitud de 850 msnm, con humedad relativa media de 87 % y temperatura mínima y máxima promedio de 20 a 28 ºC (INAMHI 2013).

En la preparación de los ensilajes (tabla 1) se siguieron las recomendaciones de Caicedo et al. (2015). Los microsilos se hicieron con fruta de banano verde que, por su aspecto físico,  no cumplíeron las exigencias que establecen los mercados nacionales e internacionales para el consumo humano, en cuanto a forma, tamaño y peso. El banano se lavó y molió en su forma fresca. Se utilizó para ello un molino mixto, provisto de cuchillas y criba de 2.5 cm, para obtener tamaño de partícula uniforme.

Para la formulación de los ensilados, las materias primas se pesaron en una balanza digital marca CAMRY, de 100 kg de capacidad. Se depositaron en cuatro tanques plásticos limpios, con capacidad para 450 kg cada uno. Los componentes se adicionaron en el orden siguiente: ensilado 1) banano picado, yogurt natural y agua potable para consumo humano (YNBV); 2) banano picado y suero de leche (SLBV); 3) banano picado, miel B (83º Brix) 5 % y suero de leche (SLBVMB5) y 4) banano picado, miel B (83º Brix) 10 % y suero de leche (SLBVMB10).

Los ingredientes se mezclaron manualmente de manera homogénea con una paleta de madera, durante 15 min, a temperatura ambiente de 25 ºC. Luego, se introdujeron en microsilos de polietileno, con capacidad para 2 kg, Los microsilos se cerraron y almacenaron bajo techo,  protegidos de la luz solar (Caicedo 2013).

Los indicadores físico-químicos (temperatura y pH) se evaluaron en 576 microsilos, a los 1, 4, 8, 15, 30 y 60 d. Se evaluaron 24 microsilos por tratamiento, para 96 microsilos en total, valorados en cada día de conservación. Una vez que se realizaron las respectivas mediciones, se desecharon los microsilos. La temperatura  de los microsilos se midió a 20 cm de profundidad (Caicedo 2013). Luego de una hora de reposo, para la valoración del pH se utilizó extracto acuoso formado por una fracción de 25 g de ensilado y 250 mL de agua destilada (Cherney y Cherney 2003).

En el recuento de microorganismos se determinó la cantidad de hongos, levaduras, coliformes totales, Escherichia coli, Clostridium spp. y Salmonella spp. a los 1, 8, 15, 30 y 60 d, según (AOAC 2016). Se recolectaron en total 160 muestras, de 200 g de ensilado en frascos plásticos trasparentes estériles, con capacidad para 250 g. Se tomaron muestras al azar en 32 microsilos (ocho por tratamiento), de los 96 evaluados en los indicadores físico-químicos en cada día de preservación.

Las características organolépticas (olor, color y consistencia) se evaluaron con 12 panelistas a los 4, 8, 15, 30 y 60 d, según Caicedo y Valle-Ramírez (2016) (tabla 2). Se recogieron un total de 240 muestras, de 500 g de ensilado en tarrinas plásticas, con capacidad para 1 k bg. Se tomaron muestras al azar (doce por tratamiento) de los 48 microsilos evaluados en cada día de conservación.

Los panelistas seleccionados fueron hombres y mujeres, entre 25 y 55 años de edad, con perfecto estado de salud, sin hábitos de fumar o consumidores habituales de café y/o bebidas alcohólicas.

Los indicadores físico-químicos y biológicos se evaluaron mediante un diseño completamente aleatorizado simple. Todas las determinaciones se hicieron por triplicado. El análisis de varianza se realizó de acuerdo con las recomendaciones de Steel et al. (1997). En los casos en que se encontraron diferencias significativas (P < 0.05), las medias se contrastaron por la prueba de Duncan (1955). Los análisis se hicieron con la aplicación del programa estadístico Infostat (Di Rienzo et al. 2012). Para las características organolépticas (olor, color y consistencia), se realizó la comparación múltiple de proporciones con la utilización del Software Comparpro Versión 1.0 para Windows (Font et al. 2007).

 

RESULTADOS

En el momento de la apertura de los microsilos no hubo presencia de alcohol ni síntoma de descomposición en los materiales ensilados. La tabla 3 muestra el comportamiento de la temperatura en ensilados de banano.

No hubo diferencias significativas (P < 0.05) entre los tratamientos YNBV (22.50 ºC) y SLBVMB5 (22.51 ºC) en el día 1 de conservación. Estos tratamientos superaron a los ensilajes de suero de leche SLBV (22.29 ºC) y miel B al 10 % SLBVMB10 (22.37 ºC). Sin embargo, en el día cuatro los tratamientos con yogurt natural  YNBV (22.48 ºC) y suero de leche SLBV (22.49 ºC) presentaron el mayor valor (P < 0.05) de temperatura, y difirieron de los tratamientos SLBVMB5 (22.29 ºC) y SLBVMB10 (22.26 ºC).

La temperatura, a partir del día ocho, y hasta el 60 de valoración, fue estable en todos los tratamientos. El tratamiento en el que se utilizó miel B al 10 % SLBVMB10 presentó el mayor valor (P < 0.05) de temperatura (22.83-22.53 ºC), y difirió de YNBV (22.38-22.46 ºC), SLBV (22.43-22.46 ºC) y SLBVMB5 (22.36-22.24 ºC).

En la tabla 4 se muestra el comportamiento del pH en ensilados de banano. El pH presentó los mayores valores al inicio del proceso de fermentación (día uno) en todos los tratamientos. Al respecto, no hubo diferencias significativas entre tratamientos (P >0.05) YNBV (4.39); SLBV (4.33); SLBVMB5 (4.36) y SLBVMB10 (4.35).

Desde el día uno al cuatro, el pH disminuyó parcialmente en todos los tratamientos: YNBV (0.31);  SLBV (0.25); SLBVMB10 (0.25)  y SLBVMB5 (0.26). A partir del día ocho al 60, el pH se estabilizó con valores entre 4.03-4.02 (SLBOCMB10); 4.02-4.02 (SLBV); 4.01-4.02 (SLBVMB5) y 4.00-4.02 (YNBV).

La evaluación de los microorganismos en los alimentos es una condición, si se trata de producir un alimento para la alimentación animal. Al respecto, resulta de vital importancia conocer el estado sanitario de estos microorganismos. Los hongos y levaduras presentaron una concentración de <10 UFC g^-1 en el día uno de valoración. No obstante, a los 4; 8; 15; 30 y 60 d, estos microorganismos estuvieron ausentes en todos los tratamientos. Durante el estudio tampoco hubo presencia de Coliformes totales, Clostridium spp. y Salmonella spp.

Con respecto a las características organolépticas de los ensilados, hay que destacar que en este estudio los cuatro tratamientos presentaron características organolépticas idóneas en cuanto el olor (dulce fermentado), color (café amarillento) y consistencia (semidura).

 

DISCUSIÓN

En la variación de la temperatura entre tratamientos al inicio del proceso de fermentación (día uno y cuatro) pudo influir la presencia de microorganismos aportados por la microflora del suero de leche, yogurt natural y miel B de caña de azúcar (Caicedo et al. 2015). Estos alimentos tienen su propio grupo de microorganismos que actúan con mucha intensidad y producen calor. Entre los más importantes se encuentran las bacterias, hongos, levaduras y actinomicetos (Caicedo et al. 2016).

El ensilado SLBVMB10, al trascurrir el proceso de fermentación, desde el día ocho hasta 60, presentó el mayor valor de temperatura. En estudios realizados por Caicedo (2015) en la República de Ecuador se informó que en ensilados de fuentes energéticas no se conocen las causas exactas del aumento de la temperatura, pues al tratarse de un proceso biológico está relacionado con la temperatura ambiente del lugar y el calor generado durante el proceso. No obstante, cuando se trata de ensilados proteicos, en la temperatura influye la actividad microbiológica y proteolítica (Revuelta 2012).

En todos los tratamientos, el pH tuvo los mayores valores al inicio del proceso de fermentación (día uno). Se redujo proporcionalmente hasta el cuarto día de fermentación y se estabilizó al octavo día. Valores similares de pH informó Caicedo (2015) en ensilados de tubérculos de papa china hasta el día 180 de investigación (3.65).

En ensilados con suero de leche, contenido ruminal y estiércol bovino, Díaz (2014) informó descenso del pH a partir de las ocho horas iniciales del proceso, con valor de 5.77 hasta 3.87 al cuarto día. El pH se debe estabilizar rápidamente para lograr la restricción del desarrollo de enzimas proteolíticas, enterobacterias y clostridios que dañan el ensilado (Díaz et al. 2014 y Álvarez et al. 2015).

La pronta estabilización del pH se debe a la presencia de Lactobacillus por la producción de ácido láctico (Lopes et al. 2013 y Wang et al. 2016). Los cuatro ensilados de banano presentaron valores de pH que se encontraron entre los recomendados para este tipo de alimento.

En los ensilados se determinó concentración de <10 UFC g^-1 de hongos y levaduras en el día uno de valoración. Esto se puede asociar a la contaminación externa de los productos por los sistemas de agua para regadío, suelo y materia orgánica fecal, que pueden representar fuentes de contaminación microbiana (Yang et al. 2012).

Es posible que los resultados obtenidos en los ensilados, en lo que respecta al  comportamiento inhibitorio de Coliformes totales, Clostridium spp., y Salmonella spp.,  se relacionen directamente con el bajo pH de los silos en las condiciones de anaerobiosis, exclusión competitiva con bacterias patógenas y producción de compuestos antimicrobianos producidos por las bacterias lácticas durante el proceso de fermentación (Dunière et al. 2013, Carvalho et al. 2014 y Zhao y Kim 2015).

Si los procesos de fermentación son adecuados, los azúcares se convierten en ácidos orgánicos, principalmente en ácido láctico y ácido acético, que son responsables de la rápida caída del pH que inhibe el crecimiento de clostridios, causantes de grandes pérdidas por la producción de ácido butírico en los silos (Hassanat et al. 2007 y Rendón et al. 2014).

Las bacterias lácticas limitan el crecimiento de microorganismos putrefactivos sensibles al bajo pH por la producción de ácidos orgánicos y otros metabolitos inhibidores, entre los que cabe  mencionar el  peróxido  de  hidrógeno (H₂O₂) y otros procedentes del  metabolismo  del oxígeno, así como compuestos aromáticos (diacetilo, acetaldehido), derivados deshidratados del glicerol (reuterina), bacteriocina, diploccocinas, lactalinas, acidofilinas entre otros (Li et al. 2015 y Pringsulaka et al. 2015).

Los cuatro ensilados presentaron olor (dulce fermentado), color (café amarillento) y consistencia (semidura). Resultados similares, en cuanto a olor y consistencia, informaron Caicedo (2015) en ensilados de tubérculos de papa china hasta el día 30 de conservación. En otro estudio de ensilajes de subproductos agrícolas, Caicedo y Valle-Ramírez (2016) obtuvieron un comportamiento idóneo de las características organolépticas hasta los 120 d de fermentación.

En condiciones de almacenamiento favorable, las bacterias lácticas contribuyen al desarrollo de características organolépticas idóneas. Asimismo, en ocasiones se incrementa  el contenido de nutrientes importantes, como los ácidos grasos poliinsaturados ω-3, (Mcfeeters 2004 y Gutiérrez et al. 2010).

Se concluye que los indicadores físico-químicos, microbiológicos y organolépticos de los cuatro ensilados de banano verde presentaron un comportamiento idóneo hasta el día 60, lo que hace a estos ensilados aptos para su uso en la alimentación porcina.

 

AGRADECIMIENTOS

Se agradece al personal técnico y a los trabajadores de la “Granja Agropecuaria Caicedo” por su apoyo durante el desarrollo de esta investigación.

 

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Recibido: 10/9/2014

Aceptado: 11/2/2015

 

 

W. Caicedo. Universidad Estatal Amazónica, Departamento de Ciencias de la Tierra, Paso Lateral S/N Km 2 ½ Vía a Napo. Pastaza, Ecuador. Email: [e-mail]