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Cuban Journal of Agricultural Science

Print version ISSN 0864-0408On-line version ISSN 2079-3480

Cuban J. Agric. Sci. vol.53 no.2 Mayabeque Apr.-June 2019  Epub Apr 01, 2019

 

Ciencia Animal

Degradabilidad ruminal in situ de ensilado de residuos de mango (Mangifera indica L.) y rastrojo de maíz

O. Guzmán1  * 

C. Lemus-Flores1 

J. Bugarín1 

J. Bonilla1 

V. González-Vizcarra2 

J. Ly3 

1Posgrado en Ciencias Biológico Agropecuarias, Universidad Autónoma de Nayarit, Ciudad de la Cultura “Amado Nervo” Tepic, Nayarit, México

2Instituto de Ciencia Agrícola, Universidad de Baja California. Mexicali, Baja California, México

3Instituto de Investigaciones Porcinas, Punta Brava, La Habana, Cuba. Gaveta Postal No.1

RESUMEN

Esta investigación se realizó con el objetivo de evaluar la degradabilidad ruminal de diferentes ensilados basado en residuo agroindustrial y fruta de mango de desecho (Mangifera indica. v.c. Tommy Atkins), con la adición de 2 niveles de rastrojo de maíz, melaza y urea agrícola. Con un diseño de clasificación simple para determinar la degradabilidad ruminal in situ de la MS en seis alternativas de ensilado, se empleó la técnica de la bolsa de nailon, en cuatro borregos fistulados en rumen. Los tiempos de degradación de MS fueron 0, 4, 8, 16, 34, 48, 72 y 96 horas. Con efecto significativo (P<0.05) de tratamiento entre 0 y 48 h para la degradación de MS, con valores más altos en tratamientos con mayor contenido de fruta (85 %). Aparentemente los tratamientos mostraron un porcentaje de degradación similar a 72 y 96 h de incubación, con valores promedio de 73.1 y 75.1 %, respectivamente. Se observaron diferencias significativas (P<0.05) entre tipos de ensilados para la fracción inmediatamente (a) y potencialmente degradable (b), pero no (P>0.05) para la constante cinética de degradación (c) ni para la degradación potencial (a + b). La degradación efectiva fue significativa (P<0.05) en ensilados con mayor contenido de residuos de mango con respecto a los otros cuatro tipos de materiales. Se concluye que los tratamientos con mayor contenido de fruta entera o residuo industrial, presentaron la mayor degradación, quizás por su alto contenido de material fermentable. Se sugiere efectuar pruebas de comportamiento en rumiantes alimentados con ensilados de residuos de mango, así como realizar estudios in vivo de digestión.

Palabras clave: composición química; desecho de mango; ensilado; degradación ruminal

INTRODUCCIÓN

El aprovechamiento de residuos de cosecha e industriales de frutas tropicales puede contribuir a evitar la contaminación del medio ambiente cuando se utilizan de una manera adecuada (Gutiérrez et al. 2018). Por otra parte, estos residuos para la alimentación de rumiantes, ofrecen la ventaja de ser un recurso alimentario de bajo costo y valor nutritivo aceptable (Pagan 2006 y Rego 2010).

Para evitar la influencia excesiva de la estacionalidad de las frutas en el trópico, y por ende, tener que manejar grandes volúmenes en un período relativamente corto, es posible utilizar la técnica de ensilado, en el caso particular del mango, existen evidencias de que es posible ensilar las frutas no aptas para el consumo y los residuos industriales (Pérez et al. 2009).

EnelestadoNayaritduranteelperíododecosechadejunioaagostode2005sepresentóunaproducciónestimada de 200 000 toneladas (SAGARPA 2006). Trabajos anteriores indican que existen perdidas de la cosecha por distintas razones, las cuales van del 28 al 43 % (Ferrer 1987), de manera que es necesario manipular de 56 000 a 86 000 toneladas aproximadamente, las cuales se concentran en las plantas industrializadoras principalmente. La técnica de ensilado es una alternativa adecuada para preservar desechos agroindustriales de frutas, como residuos de cítricos, en el caso específico de residuos de mango, existen antecedentes en México (Aguilera et al. 1997), además de investigaciones recientes relacionadas con la alimentación animal (Filho et al. 2010 y Rego et al. 2010).

De acuerdo con Ascanio et al. (2017), la técnica de digestión ruminal in situ ofrece la ventaja de determinar en corto tiempo, con un margen de seguridad confiable y de forma poco costosa, el valor nutritivo de diferentes tipos de alimento sometidos al efecto del ambiente ruminal. Mediante el uso de esta metodología, Conde et al. (2010) reportaron que la degradabilidad ruminal de cáscaras y semillas de mango variedad Tommy Atkins fue 99 y 54%, respectivamente. La mezcla de estos residuos ha revelado poseer una degradabilidad ruminal alta (Gonçalves et al. 2004), pero intermedia para los valores encontrados por Conde et al. (2010).

El objetivo del presente trabajo fue evaluar la degradabilidad ruminal de diferentes ensilados basado en residuo agroindustrial y fruta de desecho de mango con la adición de 2 niveles de rastrojo de maíz, melaza y urea agrícola.

MATERIALES AND MÉTODOS

El presente trabajo se realizó en las instalaciones de la Unidad Académica de Agricultura, de la Universidad Autónoma de Nayarit, en el estado de Nayarit, México. El clima en este sitio es semicálido o subtropical húmedo, de acuerdo con la clasificación de Koppen. El régimen pluviométrico es mayor a 1300 mm anuales, la temperatura media anual varía de 20 a 29 ºC. Los meses más cálidos están entre junio y septiembre, con una temperatura media de 23-24 ºC, mientras que los más fríos (16-17 ºC) corresponden a diciembre y enero (García 1983), con una altura de 940 m snm.

Se evaluó la degradabilidad in situ de muestras representativas de seis alternativas de ensilado de residuos de mango (Mangifera indica L. vc. Tommy Atkins) mezclados con rastrojo de maíz sin grano de procedencia local. La composición de los tipos de ensilado aparece descrita en la tabla 1. Los materiales a evaluar provinieron de microsilos elaborados con dos tipos de residuos de mango, provenientes de la temporada de cosecha, comprendida entre junio-agosto de 2009, en el Estado de Nayarit, México.

Las frutas de mango maduro eran de desecho, que por apariencia y consistencia no fueron aptas para el consumo humano, y que no cumplían con las exigencias que establecen las empresas para su industrialización. Se utilizó además el residuo de mango que se obtuvo de una planta procesadora y estaba compuesto en lo fundamental por cáscara y semilla. Otros aditivos utilizados además del rastrojo de maíz fueron la melaza de caña de azúcar y la urea agrícola. Las frutas y residuos industriales de mango constituyeron aproximadamente 45, 55 y 60 % del total del silo en base seca, mientras que, en ese mismo orden, los rastrojos fueron cerca de 45, 45 y 30 % igualmente en base seca. La urea agrícola y la melaza contribuyeron ambas con cerca del 5 % de la materia seca del ensilado.

Para la presente investigación se utilizaron los ensilados de 42 días de conservación con un total de 24 muestras (5 kg cada una) para cada tratamiento. Las características fermentativas de estos ensilados se muestran en la tabla 2.

Al momento de la evaluación, se extrajo una submuestra de 200 gramos de cada una de las 24 muestras. Una vez obtenidas las submuestras estas se mezclaron convenientemente, separadas en tres partes y secadas en estufa a temperatura de 60 °C, por un período de una semana. Posterior al secado se molieron con la ayuda de un molino de martillo provisto de una criba de 2.5 mm. Después las muestras se colocaron en recipientes de plástico con tapadera para su almacenamiento y su posterior utilización.

Table 1 Characteristics of ensiled Nayarit mango wastes with 42 days of conservation 

Table 2 Fermentative characteristics of silages of Nayarit mango wastes (under dry basis) with 42 days of conservation 

Se utilizaron cuatro borregos machos de cruce Pelibuey x Dorper, con un peso vivo promedio de 35 kg a los que previamente se les implantó una cánula simple de un polímero flexible en el saco dorsal del rumen. Estos se desparasitaron previamente de manera interna y externa. Los animales se alojaron por grupos en un establo cerrado, provisto de comederos y bebederos apropiados. Se empleó una dieta con ingredientes similares a los tratamientos que se probaron (tabla 3).

El alimento se ofreció diariamente a las 10:00 am a razón de 1 kg/animal por día (base fresca), mientras que el agua estuvo disponible todo el tiempo. Al inicio de esta fase experimental, los animales se adaptaron a la dieta por un período de 15 días.

Table 3 Composition of the diet provided to sheep (fresh basis) 

1According to NRC (2001)

Se utilizó el procedimiento in situ de degradabilidad ruminal propuesto por Mehrez y Orskov (1977). Se procedió a pesar tres gramos por cada bolsa de nailon estándar, con medidas 5 x 10 cm y con una porosidad de 50 µm/cm2 y se utilizaron tres repeticiones de cada muestra y de cada hora. Posteriormente, se cerraron por medio de ligas y sujetándolas con un amarre especial a argollas de metal. Las bolsas se anclaron en porta llaves, para que éstas se sujetaran a una soga que se colocó a través de la cánula dentro del rumen de los animales para permitir su manipulación. Finalmente, esas 24 bolsas con las muestras se sometieron a incubación ruminal en cada uno de los cuatro animales en los tiempos 0, 4, 8, 16, 24, 48, 72 y 96 horas, con un total de 96 bolsas y muestras por los cuatro animales utilizados. El proceso de incubación se inició a las 12:00 p.m. y se hicieron sucesivas extracciones al azar de acuerdo con los tiempos programados de permanencia en rumen de cada uno de los tratamientos, para finalmente retirar todas las bolsas al final del tiempo de incubación de 96 horas.

Después de retirar las bolsas, éstas se lavaron tres veces con agua común en una lavadora comercial de una capacidad de 4 kg con la finalidad de que éstas quedaran lo más limpias posible. Cada ciclo de lavado tuvo una duración de 5 minutos. Las bolsas pertenecientes a los tiempos 0 que ocupaban los blancos se lavaron por separado para evitar la influencia de estas en una ganancia o pérdida de peso al final del proceso. Por último, se colocaron en charolas de aluminio y se introdujeron en una estufa de aire forzado a una temperatura de 55 °C por un período de 24 horas para su secado.

El contenido de materia seca (MS) de las muestras se determinó por gravimetría mediante secado en una estufa con circulación forzada de aire de acuerdo con la A.O.A.C (1990). Todas las determinaciones se realizaron por duplicado.

La cinética de desaparición in situ de la MS en las muestras incubadas se describió mediante la siguiente ecuación, propuesta por Orskov y McDonald (1979) y McDonald (1981).

y =a+b (1  ect)

Donde “y” es la desaparición de MS en el tiempo t, “a” es la fracción inmediatamente degradable, “b” se corresponde con la fracción potencialmente degradable por fermentación, mientras que “a + b”, es el total de “y” que se puede degradar y “c”, la velocidad de degradación de la fracción “b” (Mehrez y Orskov 1977, Orskov y McDonald 1979 y McDonald 1981). Por otra parte, la degradabilidad efectiva (DE) se calculó de acuerdo con Orskov y McDonald (1979), teniendo en cuenta la velocidad o tasa de paso de la digesta del rumen, k, en la ecuación siguiente:

[TeX:] DE = a + [(bc)/(c + k)]

En este estudio el valor de k fue asumido como 5 %/hora, correspondientes a un nivel productivo moderado (ARC 1984).

En análisis previos se encontró que no hubo efecto significativo (P<0.05) de animal ni de la interacción animal x tipo de ensilado. En consecuencia, las medias para cada tiempo de incubación, así como los índices de la cinética de degradación in situ fueron contrastadas por la técnica del análisis de varianza de acuerdo con un diseño de un solo efecto (Steel et al. 1997), y en los casos en donde se encontraron diferencias significativas (P<0.05), las medias fueron comparadas por la prueba de comparación múltiple de Tukey. Se usó un modelo lineal general para la manipulación de los datos, haciendo uso del paquete estadístico SAS (2003), para computadoras. El modelo lineal aplicado fue el siguiente:

[TeX:] Yij = µ + Ai + Eij

En donde:

Yijk

Variable de respuesta

µ

Media general

Ai

Tratamientos de ensilados

Eijk

Error aleatorio

RESULTADOS

La tabla 4 presenta los resultados de la prueba, desde el punto de la comparación de tratamientos dentro de cada tiempo de incubación ruminal in situ. Se halló efecto significativo (P<0.05) de tratamiento entre 0 y 48 horas para la degradación de la MS, con valores más altos para los tratamientos con un mayor contenido de fruta entera o residuo industrial (85%). En contraste todos los tratamientos parecieron no mostrar un por ciento de degradación distinta cuando se incubaron por 71 y 96 horas, y mostraron un valor promedio de 73.1 y 75.1 %, respectivamente.

Table 4 Influence of incubation time on in situ ruminal degradation of DM in silages of 

1 Do not contain urea and sugar cane molasses. For more details, see table 1. *P<0.05

abc Means without common letter in the same line differ significantly (P<0.05) among them

En la tabla 5 se listan los datos correspondientes a los índices de la cinética de degradación ruminal in situ de los distintos ensilados que se evaluaron. Se manifestaron diferencias estadísticas significativas (P<0.05) entre tipos de ensilados para las fracciones inmediatamente degradable (a) y la potencialmente degradable (b), pero no (P<0.10) para la constante cinética de degradación (c) ni para la degradación potencial (a + b). La degradabilidad efectiva (DE) fue significativamente (P<0.05) mayor en los ensilados con un alto contenido de residuos de mangos ensilados con respecto a los otros cuatro tipos de materiales, tendencia que fue similar para la constante “c” en estos dos tipos de ensilados.

Table 5 Kinetics of in situ ruminal degradation of DM in silages of Nayarit mango wastes 

1 Percentage of fresh basis inclusion

2 Do not contain urea and sugar cane molasses. For more details, see table 1+ P<0.10; * P<0.05

abc Means without common letter in the same line differ significantly (P<0.05) among them

DISCUSIÓN

Aunque es notorio el caudal de datos referentes a estudios de degradación ruminal in situ de distintos recursos alimentarios, son relativamente escasos los que conciernen a distintos productos ensilados de mango. En estudios, similares a los usados en esta investigación, Aguilera et al. (1997) encontraron que la desaparición de MS en las muestras incubadas, después de 45 días de conservación, fue 54.0-54.5 %. La degradación in vitro de la MS medida en los mismos tipos de ensilados fue 59.1 y 60.5 %, respectivamente. Tales datos son considerablemente más bajos que los informados en este artículo. Otros estudios de degradabilidad in vitro de cáscaras de mango, ensiladas o no, han indicado valores altos de desaparición de MS a las 48 horas de incubación, 75.9 y 79.8 %, respectivamente en comparación con semillas de la misma fruta, 45.1 % (Sruamsiri y Silman 2009). Lo anterior indica que el fruto de mango presenta una alta degradación por contener una gran cantidad de compuestos rápidamente degradables, caso contrario a lo sucedido en la fibra del rastrojo de maíz. Se sabe además que la adición de N como fuente no proteica tiene repercusiones en la digestibilidad de la materia seca (Sánchez-Duarte y García 2017). En una investigación realizada en variedades de alfalfa a diferentes días de cosecha y por consiguiente de madurez de la planta encontraron que a mayor edad de corte menor degradación de la MS (Boschini-Figueroa y Chacón-Hernández 2017). En otro estudio con subproductos agrícolas como el bagazo de henequén, Gutiérrez et al. (2018) encontraron una degradabilidad superior al 63 % a las 72 h de incubación in situ.

La degradabilidad in vitro de la MS de ensilados de Penisetum purpureum con niveles de hasta 15 % de subproductos de mango no mostró alteraciones sustanciales en el experimento realizado por Porras (1989). Por su parte, Ledea et al. (2016) evaluaron la fermentación ruminal de Cenchrus purpureus en diferentes fracciones de las plantas como hojas y tallos en diferentes edades. En ambos partes, se superó 50 % de degradación. Dicho porcentaje alcanzó el máximo potencial a las 72 h, pero disminuyó para las fracciones que tenían más de 120 días de edad. Esta situación pudiera ser similar a lo ocurrido en esta investigación donde los altos contenidos de mango en sus diferentes presentaciones pudieron influir en la degradación del rastrojo de maíz, al proporcionar una mayor cantidad de material rápidamente degradable para los microorganismos ruminales, lo que coincide con lo mencionado por Villa et al. (2010). Por su parte, González et al. (2015) realizaron la evaluación de la degradabilidad ruminal de subproductos alimenticios en borregos fistulados, donde concluyeron que las características físicas y químicas de cada ingrediente influyen directamente en su tasa de degradación en el rumen.

En mangos Tommy Atkins, Conde et al. (2010) indicaron valores de degradabilidad para la cáscara y la semilla ascendentes a 99 y 54 %, respectivamente. De igual forma, Pereira et al. (2008) reportaron que la desaparición ruminal in vitro de MS en el caso de residuos de mangos, esencialmente pulpa, fue muy alta, 83-84 % entre 48 y 96 horas. Ello sugiere que en mezclas donde predominen cáscaras y semillas de mango, los valores de degradabilidad serán necesariamente intermedios debido a la baja degradabilidad de la fracción fibrosa de las semillas, ricas en FDA en comparación con la cáscara (Pereira et al. 2008). Es probable que en el estudio de Aguilera et al. (1997), los ensilados evaluados hayan sido muy ricos en fibra, haciendo por consiguiente que la degradabilidad ruminal, tanto in vitro como in situ fuese tan baja. Tal vez la calidad del rastrojo de maíz a mezclar con los residuos de mangos pudiera ser otro factor que pudiera reflejar cambios en el aprovechamiento digestivo de los nutrientes en las mezclas resultantes. En este estudio, los ensilados con más residuos de mango y menor proporción de rastrojo de maíz parecieron mostrar cifras más altas de degradación ruminal in situ, al menos hasta las 48 horas de medición. Por su parte, Valles et al. (2016) realizaron una evaluación a diferentes pastos tropicales a diferentes edades de corte, que confirman que la edad de corte tiene una relación con la degradación, pues a mayor edad menor degradación por la cantidad de lignina en el forraje. Esto se manifestó en el presente estudio pues los contenidos de rastrojo mostraron valores más bajos de degradabilidad en los tiempos aquí evaluados.

En esta investigación los tratamientos que contenían urea y un menor contenido de rastrojos de maíz parecieron determinar valores más altos para la degradabilidad ruminal in situ de la MS. A este respecto, Sruamsiri y Silman (2009) indican que cuando suministraron ensilados de mangos a vacas, la digestibilidad rectal de MS subió de 53.8 a 58.6 % al incluir entre 0 y 15 % de hojas de leucaena en la ración. Por su parte, Sánchez y García (2017) evaluaron la concentración de N en un ensilaje que se utilizó en bovinos leche y observaron que la concentración de N en la ración influye en la digestibilidad, el consumo y la producción de leche.

Los datos relativos a la cinética de degradación ruminal in situ sugieren que los ensilados con mayor proporción de productos de mango, ya fuera fruta o residuo industrial, mostraron una degradación más rápida de la MS (c) y mostraron valores dentro del rango sugerido por Sampaio (1988), para la tasa de degradación de alimentos vegetales de buena calidad (de 2 a 6 % por hora). De igual forma ocurrió con la desaparición instantánea (a), en consonancia con lo sugerido por Orskov y McDonald (1979). Esta desaparición instantánea, 41.9-56.8 %, fue considerablemente más baja que la informada con otros recursos forrajeros, como el Cenchrus purpureus, el cual presentó los valores más altos de degradabilidad a una edad de corte entre los 80 y 100 días (Ledea-Rodríguez et al. 2018).

Cuando se adicionaron niveles variables de residuos de mango a ensilados de pasto elefante, Rego et al. (2008) notaron que la desaparición potencial (a + b) y efectiva in situ en el rumen de borregos aumentó con la inclusión de los residuos de mango ensilado, lo que está de acuerdo con los resultados del presente experimento. En el caso del subproducto industrial del mango sin ensilar, Gonçalves et al. (2004) observaron una degradación efectiva de la MS que ascendió a 61.1 % con una tasa de paso de 5 %/hora, en sus estudios de digestión in situ. Este alto valor también corrobora el alto aprovechamiento digestivo in situ que se encontró en la investigación que aquí se informa.

CONCLUSIONES

Se concluye que los tratamientos con mayor contenido de fruta entera o residuo industrial de mango presentaron la mayor degradación ruminal, probablemente debido a la influencia de su alto contenido de material rápidamente fermentable. Se sugiere efectuar pruebas para evaluar rasgos de comportamiento en rumiantes alimentados con ensilados de residuos de mango, así como realizar estudios de digestión in vivo o producción de gas in vitro.

Agradecimientos

Se agradece a la empresa Mexifrutas, de la ciudad de Tepic, Nayarit, México, por las facilidades brindadas para el acopio de los residuos industriales de mango utilizados en la presente investigación. Igualmente se agradece la asistencia técnica del personal del Laboratorio de Nutrición Animal y Forrajes, de la Unidad Académica de Agricultura, en Xalisco

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Recibido: 30 de Julio de 2018; Aprobado: 12 de Noviembre de 2018

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