Ciencia Animal

Características químicas del ensilado de fruta de guayaba madura (Psidium guajaba L.) para su uso en porcinos en condiciones de la Amazonía ecuatoriana

0000-0002-2890-3274W. Caicedo^{1  2  *}  , 0000-0002-2599-4641S. Valle¹  , 0000-0001-5980-4028L. Caicedo²  , 0000-0002-2702-5430María Caicedo^{1  2} 

¹Facultad de Ciencias de la Tierra, Universidad Estatal Amazónica, Puyo, Pastaza, Ecuador

²Granja Agropecuaria Caicedo, Puyo, Pastaza, Ecuador

RESUMEN

En la actualidad, las materias primas convencionales para la elaboración de dietas balanceadas (concentración) destinadas a cerdos se han encarecido notablemente, por lo que es necesario utilizar recursos de alimentación alternativa para lograr producciones sostenibles. Ante esta realidad, en este estudio se evalúan las características químicas del ensilado de fruta de guayaba madura como fuente de alimento alternativo para cerdos. En muestras de ensilado de ocho días se determinó la materia seca, proteína bruta, fibra bruta, extracto etéreo, cenizas, extractos libres de nitrógeno y energía bruta. En los días 0, 1, 4, 8, 15 y 30 se determinó el pH. En la composición nutricional (materia seca, proteína bruta, fibra bruta, extracto etéreo, cenizas, extractos libres de nitrógeno y energía bruta) se comprobó el valor promedio, la desviación estándar y el coeficiente de variación. Los datos del pH se procesaron mediante un diseño completamente aleatorizado, donde los tratamientos fueron los días de fermentación (0, 1, 4, 8, 15 y 30 d). Al día ocho de evaluación, el ensilado presentó apreciables contenidos de materia seca (22.61 %), proteína bruta (13.51 %), fibra bruta (9.90 %), extracto etéreo (6.08 %), ceniza (10.24 %), extracto libre de nitrógeno (72.49 %) y energía bruta (18.54 kJ g MS^-1). Con respecto al pH, los mayores valores (p < 0.05) se evidenciaron en el día cero (4.75) y uno (4.01), y entre los días cuatro y 30 se estabilizó (3.74-3.76). El ensilado de fruta de guayaba madura presentó buena composición nutricional y constituye un alimento alternativo con características nutritivas favorables para su uso en dietas destinadas a cerdos en condiciones de la Amazonía ecuatoriana.

Palabras-clave: alimento alternativo; cerdos; fermentación; fruta tropical

Los recursos alternativos constituyen una opción viable para mitigar los costos de la alimentación de cerdos en criaderos extensivos y semintensivos (^{Lezcano et al. 2014}). Ecuador dispone de un excelente potencial, en cuanto a la producción de alimentos alternativos para su uso en esta categoría animal, entre los que se encuentra el fruto del cultivar de guayaba (Psidium guajaba L.). En las zonas tropicales y subtropicales, esta labranza se produce y cosecha dos veces al año en febrero-mayo y agosto-noviembre. Las zonas de mayor cultivo son las provincias de Orellana, Pastaza, Pichincha, Esmeraldas, Azuay, Zamora Chinchipe y Tungurahua, pero el eje principal de producción se encuentra en los cantones de Baños, Mera, Pastaza, Santa Clara, Palora y Joya de los Sachas. En el cantón Pastaza, este cultivo se encuentra establecido en la mayor parte de las fincas de los productores agrícolas (^{Morocho 2017}).

La producción comercial de la fruta de guayaba se inicia en Ecuador a partir del tercer año, con un promedio de 3 t/ha/año, que alcanza 26 t/ha/año en el octavo. En cultivos seleccionados se logra una producción de 35 t/ha/año. La mayor parte de la fruta se utiliza para la producción de jaleas, yogures, vinos y mermeladas. Sin embargo, existe un excedente que no cumple con los indicadores para la comercialización y no se valora para la alimentación animal por su alto contenido de humedad y por las características perecederas de la fruta (^{Marquina et al. 2008}). De hecho, luego de la cosecha experimenta el ataque vertiginoso de microorganismos que ocasionan la descomposición de esta materia prima (^{MAGAP 2023}).

Para la conservación de estos recursos por tiempo prolongado y para su uso en la alimentación de cerdos (^{Caicedo et al. 2019}) se pueden utilizar procesos fermentativos (ensilado). La técnica de fermentado tradicional se realiza con el empleo de cultivos de bacterias lácticas sobre la materia prima picada finamente, en condiciones de anaerobiosis. Sin embargo, en la fermentación de subproductos agrícolas, actualmente se aplican variantes de inclusión de material secante para mejorar el contenido de materia seca y la concentración de nutrientes del alimento fermentado (^{Borrás-Sandoval et al. 2017} y ^{Caicedo et al. 2019}). El objetivo de este estudio fue evaluar las características químicas del ensilado de fruta de guayaba madura (Psidium guajaba L.) para su uso en porcinos.

Materiales y Métodos

Localización. La investigación se ejecutó en los laboratorios de Microbiología y Bromatología de la Universidad Estatal Amazónica. El lugar del estudio se halla en el cantón Pastaza, provincia Pastaza, Ecuador. Esta zona posee un clima subtropical húmedo, con elevadas precipitaciones (4000 a 4500 mm anuales), humedad relativa de 87 % y altitud de 900 m s.n.m. Las temperaturas varían entre 20 y 28 ºC (^{INAMHI 2014}).

Preparación del ensilado de fruta de guayaba madura. Para la preparación del ensilado se utilizó fruta de guayaba madura y fresca, procedente de la Granja Agropecuaria Caicedo. Luego de la cosecha, las frutas se lavaron con agua potable para consumo humano y se dejaron escurrir durante 10 min. Se molieron inmediatamente en un molino, provisto de cuchillas y criba de 2 cm. Luego, la materia prima molida se trasladó al Laboratorio de Microbiología de la Universidad Estatal Amazónica. Para formular el ensilado, se combinó fruta madura picada, polvillo de trigo, melaza de caña, premezcla de vitaminas y minerales, carbonato de calcio y yogur natural (tabla 1). Todas las materias primas se pesaron en una balanza digital marca CAMRY, modelo Ek9150k, de procedencia China, con capacidad para 5000 g y precisión de ± 1 g. La mezcla se colocó en 24 microsilos plásticos con capacidad para 1 kg, cuyo contenido se analizó en diferentes tiempos de conservación (0, 1, 4, 8, 15 y 30 d). Se evaluaron cuatro microsilos por tiempo de conservación, los que se desecharon cada vez que se realizaron las respectivas mediciones.

Tabla 1 Inclusión de materias primas y aditivos para la elaboración del ensilado de guayaba madura 

Materias primas	Inclusión, %
Guayaba madura picada	90.0
Polvillo de trigo	6.0
Melaza de caña	2.0
Premezcla de vitaminas y minerales^1	0.5
Carbonato de calcio	0.5
Yogur natural	1.0

¹ Cada kg contiene: calcio 17 a 20%; fósforo 18%; NaCl 0.5 a 1%; magnesio 3.0%; biotina 50 mg; zinc 8000 mg; manganeso 1500 mg; hierro 500 mg; cobre 2000 mg; yodo 160 mg; cobalto 30 mg; selenio 70 mg; vitamina A 300 000 UI; vitamina D3 50 000 UI; vitamina E 100 UI; relación calcio-fósforo 1.3:1; relación zinc-cobre 4:1

Determinación de los componentes químicos del ensilado de fruta de guayaba. Los componentes químicos del ensilado se determinaron en el Laboratorio de Bromatología de la Universidad Estatal Amazónica. Para ello se tomaron tres muestras al azar de 1 kg de ensilado, procedentes de los microsilos de 8 días poselaboración. El tiempo de caracterización química se estableció en función de las sugerencias de ^{Rodríguez (2008)} y ^{Lezcano et al. (2014)}. En el alimento fermentado se determinó la materia seca (MS), fibra bruta (FB), ceniza, proteína bruta (PB), extracto etéreo (EE) y extractos libres de nitrógeno (ELN), de acuerdo con las recomendaciones de la ^{AOAC (2005)}. La energía bruta (EB) se determinó en una bomba calorimétrica adiabática, marca Parr, modelo 1241, procedente de Estados Unidos. Todos los análisis se efectuaron por triplicado.

Comprobación del pH en el ensilado de fruta de guayaba. La determinación del pH se realizó con un medidor portátil estándar, marca Milwaukee, modelo MW102, de fabricación estadounidense. La comprobación se hizo en 24 microsilos a 0, 1, 4, 8, 15 y 30 d de conservación (cuatro microsilos en cada día de estudio). La medición del pH se efectuó por el procedimiento de ^{Cherney y Cherney (2003)}.

Diseño experimental y análisis estadístico. Para el análisis de los componentes químicos del ensilado se empleó estadística descriptiva y se determinó la media, desviación estándar y coeficiente de variación. Para analizar los datos de pH del alimento se aplicó un diseño completamente aleatorizado. Los tratamientos fueron los días de fermentación 0, 1, 4, 8, 15 y 30 y se aplicó la prueba de ^{Duncan (1955)} con (p ≤ 0.05) para contrastar las medias. Todos los análisis se hicieron con el programa estadístico InfoStat (^{Di Rienzo et al. 2020}).

Resultados y Discusión

El empleo de diferentes materias primas y aditivos en combinación con la fruta de guayaba madura produjo un alimento ensilado de una apreciada calidad nutritiva para la alimentación de cerdos (tabla 2).

Tabla 2 Componentes químicos del ensilado de fruta de guayaba madura (base seca, n=3) 

Nutrientes	Media	Desviación Estándar	Coeficiente de variación, %
MS, %	22.61	0.01	0.01
PB, %	13.51	0.10	0.20
FB, %	9.90	0.57	0.40
EE, %	6.08	0.01	0.02
Cenizas, %	10.24	0.09	0.1
ELN, %	72.49	1.60	1.96
EB, kJ g MS^-1	18.54	3.33	2.76

La inclusión del polvillo de trigo como material secante mejoró el contenido de MS del ensilado, de 12 a 13 %, con respecto a la fruta en estado natural (^{Torres 2010}), lo que es beneficioso para conservar el alimento por tiempo prolongado y para evitar pérdidas por microorganismos descomponedores. ^{Nkosi et al (2016)} manifiestan que el alto contenido de MS en el ensilado limita el desarrollo de microorganismos putrefactivos. El aumento en el tenor de proteína se debe a las unidades formadoras de colonia (UFC) de bacterias ácido lácticas y levaduras que se desarrollan durante el proceso fermentativo (^{Gunawan et al. 2015},^{Caicedo et al. 2020} y ^{García et al. 2020}). El incremento en las concentraciones de ceniza, extracto etéreo, extractos libres de nitrógeno y energía se debe a la inclusión de las diferentes materias primas y aditivos que conformaron el ensilado (^{Borrás-Sandoval et al. 2017} y ^{Fonseca-López et al. 2018}).

La composición nutricional del ensilado de fruta de guayaba madura es similar a algunas variantes de ensilados de subproductos agrícolas utilizados en porcinos: raíz de yuca (^{Reina-Rivas et al. 2022}), tubérculos de camote (^{Lezcano et al. 2015}) y plátano (^{García et al. 2020}).

El mayor valor de pH se evidenció en el momento de la elaboración de los microsilos (día cero) y se redujo ligeramente en 0.74 unidades hacia el primer día de haber iniciado el proceso de fermentación. Entre los días 4 y 30 de evaluación, el pH se estabilizó en valores inferiores a 4, sin diferencias significativas entre los días citados. Los resultados del análisis del pH en el ensilado de fruta de guayaba madura se muestran en la tabla 3.

Tabla 3 Comportamiento del pH en el ensilado de fruta de guayaba madura 

	Días de ensilado						EE ±	P valor
	0	1	4	8	15	30
pH	4.75^a	4.01^b	3.74^c	3.78^c	3.75^c	3.76^c	0.05	< 0.0001

^abc Letras distintas muestran diferencias a nivel de p < 0.05 (^{Duncan 1955})

Los mayores valores de pH se evidenciaron en los días 0 y 1 de evaluación. Esto se debe a que al inicio del proceso de fermentación las concentraciones de ácido láctico en los microsilos son bajas o nulas por la escasa actividad de las bacterias ácido lácticas (BAL). Los cambios en el pH se relacionan con la cantidad de inóculos y carbohidratos solubles que se utilizan en la formulación de los ensilados para que la población microbiana benéfica reduzca el pH de forma eficiente, al aumentar en el medio las concentraciones lactato (^{Ogiy et al. 2015} y ^{Ogunade et al. 2018}).

No obstante a lo anterior, el pH se estabilizó entre los días 4 y 30 de medición. Esto es satisfactorio para lograr una buena conservación del producto. ^{Nkosi y Meeske (2010)} manifiestan que el pH se debe estabilizar en las primeras 96 h de iniciada la fermentación para reducir las concentraciones de ácido butírico y nitrógeno amoniacal, como para conseguir una buena estabilidad aerobia y restringir el desarrollo de enzimas proteolíticas, enterobacterias y clostridios que dañan el ensilado (^{Álvarez et al. 2015} y ^{Da Silva et al. 2018}).

La pronta estabilización del pH se debe a la producción de ácido láctico por la presencia de Lactobacillus (^{Lopes et al. 2013}). La inclusión de una fuente de carbono (melaza de caña) de fácil asimilación y el yogur natural como fuente de inóculo en la materia prima favoreció el crecimiento de las bacterias lácticas y con ello, la rápida acidificación del medio (^{García et al. 2020} y ^{Kim et al. 2021}). Esto permitió reducir y estabilizar el pH del ensilado (^{Ossa et al. 2010} y ^{Cárdenas et al. 2018}) y conservar los nutrientes en el alimento. Es importante destacar que la rápida estabilización del pH inhibe el desarrollo de microorganismos descomponedores que provocan fermentaciones indeseables, el deterioro de los nutrientes y de la calidad del ensilado (^{Borreani et al. 2017} y ^{Ávila y Carvalho 2020}).

Conclusiones

El ensilado de fruta de guayaba madura presentó buena composición nutricional, por lo que constituye un alimento alternativo con apreciadas características nutritivas para su uso en dietas destinadas a cerdos en condiciones de la Amazonía ecuatoriana. El pH del ensilado se mostró estable en las primeras 96 h de iniciado el proceso de conservación, lo que es beneficioso para evitar fermentaciones indeseables y conseguir buena estabilidad aerobia y conservación del alimento por tiempo prolongado.

Agradecimientos

Se agradece a los propietarios de la Granja Agropecuaria Caicedo y al personal técnico de los laboratorios de Bromatología y Microbiología de la Universidad Estatal Amazónica por el apoyo brindado para la ejecución de esta investigación.

REFERENCIAS

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Recibido: 02 de Abril de 2023; Aprobado: 01 de Junio de 2023

^*Email: [e-mail]

Conflict of interests: The authors declare that there are not conflicts of interests in this study.

Author’s contribution: W. Caicedo: conceptualization, data curation, investigation, formal analysis, supervision and writing of the original draft. S. Valle: data curation, investigation, formal analysis and writing of the original draft. L. Caicedo: investigation and formal analysis. María Caicedo: investigation and formal analysis.