Concentración de fibra detergente ácido, fibra detergente neutro y lignina durante la fermentación en estado sólido de subproductos de manzana (Malus domestica)

Concentration of acid detergent fiber, neutral detergent fiber and lignin during solid state fermentation of apple (Malus domestica) derivates

C. Rodríguez-Muela¹, H. E. Rodríguez-Ramírez¹, D. Díaz-Plascencia¹,  R. Bocourt-Salabarría² and C. Arzola-Álvarez¹

¹Facultad de Zootenia y Ecología, Universidad autónoma de Chihuahua, Chihuahua, México.

²Instituto de Ciencia animal, carretera Central, km 47½, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba.

RESUMEN

Para evaluar los cambios en la concentración de carbohidratos y la consiguiente pérdida de materia seca durante la fermentación en estado sólido de bagazo de manzana, se utilizaron dos fuentes de sustrato que se correspondieron con dos tratamientos: T1 (100 %  de bagazo de manzana), T2 (66.6 % de bagazo de manzana y 33.4 % de manzana de desecho). Se midió la materia seca, cenizas, pérdida de materia seca, ácido láctico, ácidos grasos de cadena corta, fibra detergente neutro, fibra detergente ácido, lignina y digestibilidad in vitro de la materia seca. Se usó un modelo mixto de SAS para estudiar las diferencias entre estas variables en las fuentes de sustrato, como efectos fijos se estableció las fuentes del sustrato, días de fermentación en estado sólido y su interacción. Como aleatorio,  se usaron las repeticiones dentro de T1 y T2. La MS de T1 fue mayor (P < 0.05) que la de T2. El porcentaje de MS se incrementó en la medida que pasó el tiempo de fermentación (3.65 % el día 0, 6.82% el día 16). Resultó mayor (P < 0.05) en T2 (5.23 vs. 4.49 %) que en T1. Hubo mayor pérdida de MS (P < 0.05) del día 0 al  8 en el T1 con respecto al T2 (41.9 vs. 36.9 %, respectivamente). El contenido de ácido acético fue mayor en el T1 (P<0.05) con respecto al T2, el día 0 (29.82 vs. 8.42 mg*g^-1 MS) y el día 4 (13.40 vs. 1.64 mg*g^-1 MS). No se observaron diferencias en el contenido de ácido propiónico y butírico.  La FDN, FDAy L en T1 disminuyeron (P < 0.05), en tanto que en T2 se incrementaron (P < 0.05) durante el tiempo de fermentación. T1 tuvo menor (P < 0.05) digestibilidad que T2, con diferencias (P < 0.05) por efecto del día de fermentación.  Se encontró que, después de 96 h de fermentación, se perdió  21.94 % de la MS en el T1 y 17.55 % en el T2. En tanto que, a las 192 h, la pérdida de MS fue de  41.88 % y  36.92 % en T1 y T2, respectivamente. Se concluye que durante la fermentación en estado sólido se utilizan carbohidratos estructurales.

Palabras clave: bagazo de manzana, fermentación, levaduras

ABSTRACT

In order to evaluate the changes in carbohydrate concentration (CHO) and the consequent loss of dry matter during the solid state fermentation of apple bagasse, two substrate sources were used, which corresponded to two treatments: T1 (100 % apple bagasse), T2 (66.6 % apple bagasse and 33.4 % waste apple). Dry matter, ash, dry matter loss, lactic acid, short chain fatty acids, neutral detergent fiber, acid detergent fiber, lignin and in vitro digestibility of dry matter were measured. A mixed model of SAS was used to study the differences among these variables and substrate sources, days of solid state fermentation and their interaction were established as fixed effects. As random effects, repetitions within T1 and T2 were used. Dry matter of T1 was higher (P <0.05) than that of T2. The percentage of DM increased as the fermentation time passed (3.65 % on day 0, 6.82 % on day 16). It was higher (P<0.05) in T2 (5.23 vs. 4.49 %) than in T1. There was a higher loss of dry matter (P <0.05) from day 0 to 8 in T1 regarding T2 (41.9 vs. 36.9 %, respectively). Acetic acid content was higher in T1 (P <0.05) than in T2, day 0 (29.82 vs. 8.42 mg * g^-1 DM) and day 4 (13.40 vs. 1.64 mg * g ^-1 DM). There were no differences in propionic and butyric acid content. The NDF, ADF and lignin of T1 decreased (P <0.05), while, in T2, they increased (P <0.05) during the time of fermentation. T1 had lower (P <0.05) digestibility than T2, with differences (P <0.05) due to the effect of fermentation day. It was found that, after 96 h of fermentation, 21.94 % of DM was lost in T1 and 17.55 % in T2. At 192 h, DM loss was 41.88 % and 36.92 % in T1 and T2, respectively. It is concluded that, during solid state fermentation, structural carbohydrates are used.

Key words: apple bagasse, fermentation, yeast

La fermentación en estado sólido (FES) ha sido empleada para mejorar el valor nutritivo de algunos subproductos o sustratos ricos en carbohidratos de rápida fermentación.  Elías et al. (1990) informaron incremento en la concentración de proteína verdadera (PV) por el desarrollo de levaduras en el bagazo de caña (Saccharum officinarum). Los AGCC son productos de desecho de algunos microorganismos en condiciones anaerobias (van Soest et al. 1991). En la FES de mezclas de caña de azúcar y boniato (Ipomoea batatas) hay producción fluctuante de C₂. Además, también puede haber presencia de C₃ en concentraciones muy bajas, el cual desaparece después de 48 h de FES (Rodríguez et al. 2001a).

El Estado de Chihuahua es el principal productor de manzana de mesa en México. La manzana de desecho, como los subproductos provenientes de la industria de extracción de jugo de esta fruta, representan una fuente de alimento potencial para los animales, con la ventaja de su bajo costo y de poseer nutrientes altamente fermentables por parte de las levaduras y bacterias. Actualmente, solo se utiliza aproximadamente 20 % del subproducto para alimentación animal, y el resto se desecha al medio, incinerado o composteado, lo que genera gases de efecto invernadero que representan un gran  flujo de contaminantes al medio (Rodríguez et al. 2010 y Dhillon et al. 2013).

La manzarina es un alimento para consumo animal, producido por la fermentación en estado sólido de subproductos de manzana (Díaz et al. 2013). La manzarina tiene un valor nutritivo mayor, en cuanto a contenido de proteína cruda. Por su bajo contenido de humedad,  no tiene peligro de ser un alimento perecedero, a diferencia de los subproductos de los que se obtiene (bagazo de manzana y manzana de desecho). Sin embargo, es posible que la manzarina proveniente de bagazo de manzana (BM) tenga una calidad nutritiva mayor que la de manzana de desecho (MD).

Este estudio parte de la hipótesis de que con mayor disponibilidad de carbohidratos fermentables, al agregar una proporción de MD en el sustrato, se genera mayor disponibilidad de azúcares para el desarrollo de las levaduras y, por lo tanto, de proteína microbiana, sin que existan diferencias considerables en la consistencia de los sustratos.

El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la adición de azúcares rápidamente fermentables durante la FES del bagazo de manzana, con la utilización de manzana de desecho en la concentración de los carbohidratos presentes en el subproducto.

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio se llevó a cabo en el laboratorio de nutrición animal de la Facultad de Zootecnia y Ecología de la Universidad Autónoma de Chihuahua.

En la fermentación se usaron dos tratamientos: bagazo de manzana (T1) y bagazo de manzana + manzana de desecho molida (T2) en una proporción de 2:1 sobre base húmeda. Los sustratos se prepararon para tener un diferencial en la concentración de carbohidratos fermentables. Se utilizaron 72 recipientes de plástico de 500 mL, en los que se depositaron ~350 g de sustrato para fermentar. Cada recipiente se consideró una repetición, y cada tratamiento tuvo 36 repeticiones.

Los sustratos con nutrientes se mezclaron cuatro veces al día cada 5 h durante 16 d, iniciándose el proceso a las 08:00 h en los d0, d1, d2, d4, d8 y d16 de fermentación. Se tomaron seis recipientes (repeticiones) de cada tratamiento, se pesaron y su contenido se utilizó para realizar los análisis correspondientes. El peso de cada recipiente se registró, antes y después de agregar el sustrato a fermentar. El peso por diferencia se calculó por el peso del sustrato dentro de cada recipiente.

Se evaluaron las variables MS, cenizas, pérdida de MS debido al proceso de FES (PMS), concentración de ácidos grasos de cadena corta (AGCC), carbohidratos estructurales (FDN, FDA), lignina (L) y digestibilidad in vitro de la MS (DIVMS).

Durante el proceso de fermentación, se tomaron de cada tratamiento seis recipientes con sustrato (muestras) en los d0, d1, d2, d4, d8 y d16.  El sustrato se congeló a -4 °C. Posteriormente, se deshidrató a 60 °C, por al menos 48 h en una estufa de aire forzado. El peso se registró antes y después para calcular el porcentaje de MS y la pérdida de humedad (en porcentaje) para posteriormente calcular la pérdida de biomasa debido al proceso de fermentación. El material deshidratado se molió (malla de 1 mm, molino Wiley) y se conservó en bolsas de polietileno identificadas. Posteriormente, se determinó la MS (%) residual a 100 °C y, de manera secuencial, su concentración de cenizas (Cen) en base seca a temperatura de 600°C (AOAC 1999).

La MS consumida por el proceso de FES se expresó en porcentaje y se calculó en el d1, d2, d4, d8 y d16 de fermentación.

La concentración de AcL de las muestras se determinó por colorimetría según el procedimiento de Taylor (1996). 

La concentración de AGCC se analizó en las muestras del d0, d1, d2 y d4.  Las muestras que se tomaron durante el proceso se diluyeron en agua destilada  (9:1) y se centrifugaron para determinar pH,  AGCC (ácido acético, propiónico y butírico), NH₃ y AcL. La determinación de estos últimos se hizo por espectrofotometría. Las de AGCC se hicieron en un cromatógrafo SRI 8610, con columna Alltech phase EC™ 1000 de 15 m de largo, 0.53 mm de diámetro interno y espesor de capa de 1.20 µm.  Las muestras se inyectaron con una jeringa Hamilton de 10 µl.  Cada muestra se inyectó (2.5 µl) tres veces. Se utilizó nitrógeno como gas acarreador y un detector de iones con flama alimentada por una mezcla de hidrógeno y aire.  El programa de temperatura  fue: inicio a 100°C, incremento desde 100 hasta 130°C en dos min. (∆15°C*min^-1), y de 130 a 140°C en 1 min. (∆10°C*min^-1). Para determinar la temperatura,  se incrementó desde 140 hasta 200 °C en 2.4 min (∆25°C*min^-1).  La columna se calentó a 200 °C por al menos 30 min. antes de comenzar el análisis de las muestras diariamente. Las concentraciones de AGCC se calcularon en función del área formada por los picos en el cromatograma y las cantidades inyectadas, tomando como base el cromatograma obtenido con el estándar inyectado. Los resultados se expresaron en base húmeda  y en base seca.

La concentración de fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácido (FAD) y L en porcentaje de  MS se determinó, únicamente, en las muestras de los d0 y d8 del proceso de FES.  Las determinaciones se realizaron con ~0.45 g de muestra, con bolsas para análisis de fibra (ANKOM™) de manera secuencial, con un aparato para análisis de fibra ANKOM200 y  soluciones comercialmente disponibles para los procedimientos (ANKOM).  La L se determinó introduciendo las bolsas con muestra por 3 h en H₂SO₄ al 72 %, agitando cada 30 min. (ANKOM, 2005).

La digestibilidad in vitro de la MS (DIVMS) se determinó, únicamente, en las muestras molidas de sustrato deshidratado de los d0 y d8 del proceso de FES.  Para su determinación, se utilizó el procedimiento de digestibilidad verdadera in vitro de ANKOM (2005), en el que las muestras se introducen en bolsas para análisis de fibra, se sellan y posteriormente se incuban a 39 °C durante 48 h en una solución compuesta por solución amortiguadora más líquido ruminal como inoculante.  La solución para incubación se preparó purgando la superficie del líquido con CO₂. El proceso se realizó en un aparato incubador DAISYII.

El análisis estadístico de todas las variables se realizó mediante un modelo mixto,  en el que los efectos fijos fueron el tipo de sustrato (tratamiento), el día de fermentación y su interacción. Como efecto aleatorio, se utilizaron las repeticiones anidadas en cada tratamiento.  Los resultados del análisis de varianza, medias, error estándar y comparaciones entre medias, se obtuvieron con el procedimiento MIXED de SAS (2009). El modelo utilizado fue:

 Yiju.- es la variable de respuesta

µ.- es la media general

t_i.- es el efecto del i-ésimo tratamiento (tipo de sustrato)

d_j.-     es el efecto del j-ésimo día de fermentación

(td)_ij.- es el efecto de la interacción del i-ésimo tratamiento (tipo de sustrato) y el j-ésimo día de fermentación

δ_iu.-    es el efecto aleatorio de la u-ésima repetición anidada dentro del i-ésimo tratamiento

ε.- es el error residual

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El proceso de obtención de la manzarina es similar al de la saccharina (Díaz 2006). Con respecto a este último, Vivas y Carvajal (2004) mencionan que en el proceso de  obtención de  saccharina se requiere secar el producto para poder almacenarlo.

 En este experimento, los sustratos fermentados no se secaron durante el proceso. La temperatura de fermentación (30 ± 1 °C) se mantuvo durante los 16 d para conocer si el porcentaje de humedad disminuía más rápido en algún tratamiento y obtener así manzarina en menor tiempo. Además de conocer qué tan necesario es deshidratar el sustrato para detener la fermentación, se observó que los sustratos conservan su humedad hasta ocho días, lo que mantiene las condiciones de humedad para conservar la fermentación. No obstante, la máxima actividad fermentativa se llevó a cabo durante las primeras 24 h, lo que se manifiesta por algunas de las variables evaluadas en este trabajo.

El momento ideal para detener el proceso de FES en la producción de manzarina depende de la concentración de PV, debido al incremento de levaduras que se logra en las primeras 72 h del proceso, con conteos superiores de 10⁸ cel*mL (Rodríguez et al. 2010), así como al crecimiento de hongos (Dhillon et al. 2011). Este es uno de los mejores indicadores de la síntesis de proteína microbiana (Rodríguez et al. 2001a).

El T2 tuvo como promedio una concentración de Cen mayor (P < 0.05) que el T1 al  iniciar la fermentación. La concentración promedio de Cen durante el proceso en T1 fue de 4.49 ± 0.07 % y en T2, de 5.23 ± 0.07 % (figura 2).  La concentración promedio de Cen de los dos sustratos se incrementó (P < 0.05) del d0 (3.65 ± 0.11 %) al d1 (4.06 ± 0.11 %) y del d4 (4.48 ± 0.11 %) al d16 (6.82 ± 0.11 %).  Del d1 al d4 de la FES, el incremento diario de la concentración de Cen fue más lento que en el resto del proceso.

La pérdida de MS durante la FES incrementa la concentración relativa de algunos componentes, como la fibra, proteína cruda y la concentración de Cen (Zhong-Tao et al. 2009).  Ese efecto se observó en la concentración de Cen en los dos tratamientos de este trabajo.  A pesar de que la concentración promedio de Cen en T2 fue ligeramente mayor que la de T1, el comportamiento del incremento en su concentración fue similar (P > 0.05).

Pérdida de materia seca durante la FES (PMS). Esta variable mostró un efecto (P < 0.05) de interacción de tratamiento por día. En T1 hubo mayor PMS (P < 0.05) que en T2.  En el d8 de FES, la cantidad de MS disponible en T1 (BM 100.0 %) fue  58.1 ± 1.3 % de la cantidad inicial de MS (pérdida de 41.9 %); en T2 la cantidad de MS en el d8 fue  63.1 ± 1.3 % de la que había en el d0 (pérdida de 36.9 % de MS). Esto indica que el T2, teniendo mayor cantidad de azúcares de rápida fermentación, fue usado durante las primeras veinticuatro horas para luego invertirse el comportamiento con mayor PMS en el T1 vs. el T2. Esto se pudo deber, tal vez, a que a partir de ahí se empezó a usar el resto de la materia orgánica disponible en los sustratos por la presencia de enzimas producidas por hongos en el BM, tal y como lo informan Ajila et al. (2012).

Como se mencionó, hay pérdida de MS de los sustratos durante la fermentación. Esta pérdida se debe al uso de carbohidratos estructurales y no estructurales, así como a la utilización de otros compuestos como fuente de energía (Zhong-Tao et al. 2009). Lo anterior se ilustra en la figura 3, donde se observa disminución en la concentración de ácido láctico, debido a su empleo como fuente de energía para el crecimiento de microorganismos en las primeras horas de la FES. Estos microorganismos durante su metabolismo producen agua, bióxido de carbono y compuestos solubles o volátiles (Rodríguez et al. 2001b). 

La producción de compuestos líquidos durante la FES ocasionó que la humedad se haya conservado alta en el sustrato, por lo que el porcentaje de MS se mantuvo durante los primeros 8 d de la FES en este experimento. Además, los compuestos líquidos provinieron de la MS de los sustratos que causaron su reducción.

Joshi y Sandhu (1996) en FES de BM inoculado con levaduras encontraron pérdidas de MS de 35 a 46 % durante una fermentación de 96 h. Dhillon et al. (2012) informaron pérdida rápida de MS con la utilización de una cepa específica de Aspergillus niger para la producción de celulasas y hemicelulasas mediante la FES de BM.

Concentración de ácido láctico. En ambos sustratos, la concentración del AcL en BS disminuyó (P < 0.05), debido a las condiciones de fermentación. Sin embargo, la mayor (P < 0.05) concentración de AcL en BS de T2 (figura 3) con respecto a la de T1, indicó que del d1 al d2, hubo producción de AcL en el sustrato de T2, debido a la presencia de mayor disponibilidad de azúcares rápidamente fermentables, que inició un rápido descenso en la concentración de este ácido a partir de ese momento, debido al proceso de la FES.

El AcL es un producto del catabolismo de los carbohidratos (Rodríguez et al. 2001a). En este trabajo, la presencia de este ácido en una cantidad alta en el d0 de FES en los sustratos de T1 y T2 es resultado de la disponibilidad de carbohidratos fermentables en este subproducto. Estos causan la formación de AcL desde el momento en el que el BM se produce hasta que se utiliza (Anrique y Viveros 2002), lo que es una condición común que se origina por la actividad de bacterias ácido lácticas. En este trabajo, el rápido descenso en la concentración de AcL indica que pudo haber sido utilizado como fuente de energía por los microorganismos presentes en las primeras horas de la FES, principalmente levaduras.

Ácidos grasos de cadena corta (AGCC). El C2 mostró efecto de interacción de tratamiento por día de FES (P < 0.05). Durante la FES, la concentración de C2 en el T1 fue mayor (P < 0.05) que la del T2 en el d0 (29.82 ± 1.43 vs. 8.42 ± 1.56 mg*g^-1 MS) y en el d4 (13.40±1.43 vs. 1.64±1.43 mg*g^-1 MS).  Del d0 al d1, hubo disminución (P < 0.05) en la concentración de C2 en el sustrato de T1. La concentración de C2 en el sustrato de T1 fue baja y similar (P > 0.05) a la del sustrato del T2 en el d1 y el d2 de la FES. Posterior a esto, del d2 al d4, la concentración de C2en el sustrato del T1 se incrementó (P < 0.05).  En el T2, la concentración de C2 decreció (P < 0.05) paulatinamente, desde el d0 hasta el d4 de la FES (figura 4).

La concentración de ácido propiónico (C₃), fue diferente entre sustratos (P<0.05) (figura 5).  En el d0 (0.64±0.17 mg*g^-1 MS), la concentración promedio fue baja; esta concentración se incrementó (P<0.05) del d0 al d1 (1.45±0.22 mg*g^-1 MS) y posteriormente disminuyó (P<0.05), del d1 al d4 (0.23±0.13 mg*g^-1 MS). La variabilidad del C3 fue alta; es posible que para analizar esta variable en estas condiciones, se necesite un mayor número de muestras para detectar diferencias con mayor precisión.

En la concentración de ácido butírico (C4), únicamente se observó  efecto (P<0.05) del día de FES (figura 6). La concentración de C4 fue relativamente baja en el d0 (0.52 ± 0.18 mg*g^-1 MS), llegando a 0.91±0.11 mg*g^-1 MS en el d1 y posteriormente disminuyó (P<0.05) del d1 al d2 (0.40±0.11 mg*g^-1 MS), la concentración de C4 en el d4 de FES fue de 0.22±0.10 mg*g^-1 MS.

Los AGCC son producto de desecho de algunos microorganismos en condiciones anaerobias. En la FES de mezclas de caña de azúcar y boniato (Ipomoea batatas), hay producción fluctuante de C2 durante el proceso. También puede haber presencia de C3 en concentraciones muy bajas, este último desaparece después de 48 h de FES (Rodríguez et al. 2001a). En este trabajo, sucedió algo similar, hubo presencia de C2 y C3. La concentración de C2 fue fluctuante en T1 y la concentración de C3 fue baja y disminuyó a partir de las 24 h de FES en T1 y T2. La presencia de estos ácidos indica que en ciertos momentos de la FES y en ciertas áreas, hubo condiciones de anaerobiosis, encontrando además, pequeñas cantidades de C4.

La disminución de C2 y los incrementos de C3 y C4 del d0 al d1 de la FES de los sustratos de T1 y de T2, coinciden con la disminución de AcL. Van Soest et al. (1991) describe que, en ciertas reacciones químicas que se presentan en los procesos metabólicos, se pueden producir C3 y C4 a partir del AcL. Debido a que el proceso evaluado en este trabajo es en condiciones aerobias, esto explicaría las bajas cantidades detectadas de C3 y C4. El incremento de C2, C3 y C4 indica la posible presencia de bacterias anaerobias. En el desarrollo de fermentaciones no lácticas, si hubiera cantidades disponibles de AcL y C2, se pueden producir C4, CO₂ y H₂. Así también, puede haber formación de C3 a partir del lactato (van Soest 1991 et al.). Anrique y Viveros (2002) mencionan que el AcL puede tener una fermentación secundaria y producir ácidos orgánicos en el ensilaje de BM. De acuerdo con van Soest (1991 et al.) y considerando que en la FES de algunos sustratos puede haber gran diversidad de especies de microorganismos (Valiño et al. 2002), se explica la disminución del AcL y el C2 en los sustratos,  debido a la incorporación de oxígeno durante el metabolismo que tiene lugar por parte de microorganismos aerobios, lo que se puede constatar en este trabajo (Gassara et al. 2013).

Carbohidratos estructurales. FDN, FDA y L presentaron efecto de interacción de tratamiento por día de FES (P < 0.05). Del d0 al d8 las concentraciones de FDN, FDA y L disminuyeron (P < 0.05) en T1 (BM), en tanto que en el sustrato de BM + MD (T2) se incrementó (P < 0.05) (tabla 1).  Esto indica que durante la fermentación del BM se degradó gran cantidad de carbohidratos estructurales, mientras que en la FES de la combinación de BM más MD, los carbohidratos estructurales no se degradaron de igual manera y se incrementaron de manera relativa, como sucedió con las Cen.

Rodríguez et al. (2001b) informaron que en la FES de mezclas de caña de azúcar con boniato se pueden haber desarrollo hongos a partir de las 96 h de iniciado el proceso. Valiño et al. (2002) refirieron que en la FES de bagazo de caña de azúcar, disminuye la FDN y hay deslignificación, debido al desarrollo de hongos celulolíticos de los géneros Aspergillus y Trichoderma. Este efecto también incrementa el valor nutritivo del producto fermentado. Dhillon et al. (2012) informaron disminución de constituyentes de la pared celular en bagazo de manzana en FES, con la utilización de Aspergillus niger.

La relación entre el desarrollo de hongos y la disminución de componentes de la pared celular y de L ha sido demostrada en sustratos con alto contenido de carbohidratos estructurales lignificados. Gassara et al. (2013) informaron el efecto de la metodología de aireación y agitación en FES de bagazo de manzana, con la utilización del hongo Phanerochaete chrysosporium para la obtención de enzimas linolíticas y extracción de extractos fenólicos, con la consecuente utilización de pared celular y lignina.

En este trabajo, quizás se hayan desarrollado hongos después de 96 h de FES en el sustrato de T1, lo que se ha indicado por la disminución de FDN, FDAy L.. Esto ha sido similar a lo encontrado por Rodríguez et al. (2001b). Lo anterior indica que el desarrollo de cierto tipo de hongos celulolíticos se ha favorecido por la presencia de oxigeno y NH₃. Ibarra et al. (2002) informaron que los hongos celulolíticos también aportan PV, por lo que se debe evaluar el tipo y la cantidad de hongos presentes en la FES de BM para la obtención de manzarina, como también su actividad enzimática, pues en un momento dado estas especies pueden aportar enzimas celulolíticas y ligninolíticas. Si estas enzimas se acumulan en el sustrato fermentado, unida a otros productos de fermentación, como sucede con la saccharina (Vivas y Carvajal 2004), se podrían generar efectos benéficos importantes en la alimentación animal, al incluir manzarina como parte de la dieta.

Digestibilidad in vitro de la materia seca. La DIVMS presentó diferencias entre sustratos y día de FES (P<0.05), pero no se encontró interacción entre estos factores principales (tabla 2). El T1 tuvo menor (P<0.05) digestibilidad que T2. Los sustratos en el d8, después del proceso de FES, tuvieron menor (P<0.05) digestibilidad que antes de ser fermentados (d0).

En el d0, las concentraciones de FDN, FDAy L de T1 fueron mayores que las de T2. El contenido de fibra afectó la digestibilidad y produjo menor degradabilidad efectiva (Anrique y Viveros 2002). En el d8, la proporción de NNP en T1 fue menor que la de T2, según lo observado en la relación PV/PC, lo que indicó que T2 tuvo mayor cantidad de residuos de urea y sulfato de amonio, provenientes de las cantidades que se agregaron al inicio del proceso de FES.

Se conoce que el nitrógeno, proveniente de la urea y del sulfato de amonio, es altamente soluble (NRC 2001). Como consecuencia de ello, en pruebas de digestibilidad se detectan como 100 % digestibles.  Mayor contenido de carbohidratos estructurales en el d0 y menor proporción de NNP en el d8 de T1 con respecto a T2, podrían explicar la menor digestibilidad en T1.

El BM y la MD pueden tener una proporción alta de carbohidratos no estructurales, como se puede observar en la composición química publicada por  Joshi y Sandhu (1996) y USDA (2011). Este tipo de carbohidrato puede ser altamente digestible y disminuye en los procesos de fermentación anaerobios (NRC  2001) y en la FES (Joshi y Sandhu 1996 y Rodríguez et al. 2001b).

De manera similar a como se observó en el T1 vs. el T2, en el d8 de la FES, el promedio de la proporción de PV/PC de los sustratos en el d0 fue menor que el promedio de esta proporción en el d8. Esto indica que los sustratos fermentados en el d0 tuvieron mayor cantidad de nitrógeno no proteico (NNP) que los sustratos fermentados en el d8. Puesto que ese NNP es proveniente de la urea y el sulfato de amonio agregado, y estos compuestos son altamente solubles (NRC 2001), se puede sugerir que la mayor digestibilidad de los sustratos en el d0 con respecto a lo observado en el d8, se debió a su mayor contenido de urea y sulfato de amonio.

Es posible que  1.5 % de urea y  0.4 % de sulfato de amonio, adicionados al bagazo de manzana en hase húmeda para el proceso de FES, sea superior al óptimo, ya que con esas cantidades se pierde algo de NNP en forma de NH₃.

La concentración de FAD, FDN y L fue mayor al inicio de la FES en el T1 con respecto al T2. Sin embargo, al final de la FES, la concentración de estos componentes fue significativamente mayor en T2 que en T1. Esto indica que en T1 hubo utilización de los carbohidratos estructurales durante el proceso, a diferencia del T2, donde hubo disponibilidad de azúcares de rápida fermentación.

Durante la FES de subproductos de manzana, hubo considerable pérdida de materia seca, lo que  indica que existe gran actividad microbiana que utilizan como sustrato los carbohidratos estructurales presentes en dichos subproductos.

Con el proceso de la FES de subproductos de manzana, hubo aproximadamente 4.5% más de pérdida de materia seca en el T1 que en el T2

Los resultados de este trabajo son de importancia práctica para productores involucrados en el uso o con posibilidad de hacer uso de la manzarina. También permitirán enriquecer la información de profesionales relacionados con la alimentación y la nutrición animal, en lo que respecta a las características de la manzarina. Esta investigación contribuye además, a incrementar la información disponible acerca de las características y el proceso de FES para la obtención de este producto.

REFERENCIAS

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Recibido: 10/9/2014

C. Rodríguez-Muela. Facultad de Zootenia y Ecología, Universidad autónoma de Chihuahua, Chihuahua, México. Email: crmuela@gmail.com