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Determinación del valor nutricional de bloques nutricionales obtenidos a partir de residuos agroindustriales enriquecidos
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Determinación del valor nutricional de bloques nutricionales
obtenidos a partir de residuos agroindustriales enriquecidos.
Determination of the nutritional value of nutritional blocks
obtained from enriched agro-industrial waste.
• Ana Lucia Chafla, Ingeniería Agroindustrial, Departamento de Ciencias de la Tierra,
Universidad Estatal Amazónica. (Pastaza, Ecuador) (achafla@uea.edu.ec) ORCID:0000-0001-5092-4613
• Fernanda Aillón, Ingeniería Agroindustrial, Departamento de Ciencias de la Tierra, Universidad Estatal Amazónica.
(Pastaza, Ecuador) (fe.aillono@uea.edu.ec) ORCID: 0000-0002-5761-4690
• Lucía Silva, Medicina Veterinaria. Universidad Técnica de Cotopaxi.
(Latacunga, Ecuador) (lucia.silva@utc.edu.ec) ORCID:0000-0002-6660-8102
• Iván Acosta, Ingeniería Mecánica, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. (Riobamba, Ecuador)
(ji_acosta@espoch.edu.ec) ORCID:0000-0002-1034-7839
Resumen
Los residuos agroindustriales cuentan con un alto potencial para ser aprovechados en dife-
rentes procesos que incluyen la elaboración de nuevos productos con valor agregado. El ob-
jetivo del estudio fue evaluar la composición bromatológica de los bloques nutricionales con
diferentes porcentajes de inclusión de caña de azúcar y residuos agroindustriales valorizados
a través del enriquecimiento proteico producto de la fermentación en estado sólido (FES). Se
empleó un diseño completamente al azar, donde se evaluaron cuatro tratamientos: sacchari-
na (30%), residuos enriquecidos a base de harina de yuca, plátano y guayaba (30%), sacchari-
na/residuos sin enriquecimiento (15%) y saccharina/residuos enriquecidos (15%); cada trata-
miento con 3 repeticiones. Se determinó el contenido de materia seca (MS), fibra cruda (FC),
cenizas (Cz), fibra detergente neutra (FDN) y proteína cruda (PC). Todas las variables fueron
sometidas a análisis de varianza, prueba de Tukey (5%). Se encontraron diferencias estadísti-
camente significativas (P<0.05) para el contenido de FC, FDN, FDA y PC. El tratamiento con
30% de adición de saccharina obtuvo el mayor contenido de PC (28.65%), FDN (26.59%) y
FDA (10.87%) y los valores bajos se encontró en la mezcla de residuos sin fermentar. La caña
de azúcar y los residuos agroindustriales molidos, fermentados y con aditivos utilizados como
materias primas para la fabricación de bloques nutricionales pueden ser una alternativa en la
alimentación de rumiantes gracias al contenido de energía-proteína, necesarios para obtener
la máxima síntesis de microorganismos celulolíticos en rumen y, con ellos, una mayor diges-
tión de la fibra de los alimentos.
Palabras clave: Bloques nutricionales, FES, Proteína microbiana, Residuos agroindustriales.
Abstract
Agroindustrial waste has a high potential to be used in different processes that include the
development of new products with benefit. The objective of the study was to evaluate the
Recibido:28/07/2020 - Revisado:20/08/2020 Aceptado: 16/09/2020 - Publicado:20/12/2020
© 2020 Universidad Estatal Amazónica, Puyo, Ecuador.
Disponible gratuitamente en revamazcyt@uea.edu.ec
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bromatological composition of the nutritional blocks with different percentages of inclusion of
sugarcane and agro-industrial waste valued through protein enrichment product of solid-state
fermentation (FES). A completely randomized design was used, where four treatments were
evaluated: saccharina (30%), enriched residues based on cassava, banana and guava flour
(30%), saccharina / residues without enrichment (15%) and saccharina / residues enriched
(15%); each treatment with 3 repetitions. The content of dry matter (DM), crude fiber (FC),
ash (Cz), neutral detergent fiber (NDF) and crude protein (PC) were determined. The treat-
ment with 30% addition of saccharin obtained the highest content of PC (28.65%), NDF
(26.59%) and FDA (10.87%) and the low values were found in the mixture of unfermented
residues. Sugarcane and ground, fermented agroindustrial residues and with additives used as
raw materials for the manufacture of nutritional blocks can be an alternative in the feeding of
ruminants thanks to the energy-protein content necessary to obtain the maximum synthesis of
cellulolytic microorganisms in rumen and, with them, a greater digestion of fiber from food.
Keywords: Nutritional blocks, FES, Microbial protein, Agroindustrial waste.
Introducción
La agroindustria es una actividad económica
que combina el proceso de producción o
transformación agrícola, pecuaria o forestal
con la industria, a fin de producir alimentos
o materias primas semielaboradas destinadas
al mercado (Saval, 2012). Dicha actividad
ha generado cada vez mayores cantidades
de residuos no comestibles, los cuales están
disponibles en una amplia diversidad, ya
que en su mayoría proceden de la cosecha
y procesamiento de diferentes productos
agrícolas de alta demanda social (Cury et
al. 2017). El aprovechamiento de residuos
agroindustriales es una alternativa que impulsa
el desarrollo de tecnologías orientadas
hacia una transformación sustentable de los
recursos naturales como una estrategia para
su manejo, con diversidad de alternativas
gracias a la composición variada que
presentan los residuos o subproductos (Cury
et al. 2017).
En el proceso de la FES de residuos
agroindustriales ricos en carbohidratos como
azúcares y celulósicos en combinación con
la urea como fuente de nitrógeno (N) son
utilizados para el crecimiento de la microflora
epifita, lo que permite obtener proteína
no convencional debido al incremento de
levaduras y bacterias, aún sin la utilización
de inóculo en el sistema (Costa et al. 2010).
Existen numerosos estudios orientados a la
aplicación de esta tecnología, dentro de ellos
se puede mencionar la utilización de los
residuos agrícolas e industriales enriquecidos
por FES, como una fuente importante de
biomasa empleados a alimentación animal
(Ajila et al. 2012). Al respecto, Aguirre
et al. (2010), orientaron su investigación
en la búsqueda de alimentos alternativos
para ovinos con distintos tipos de caña
de azúcar entre ellas las fermentadas y
demostraron que los residuos de caña
fermentados mejoraron significativamente
su valor nutricional. La caña de azúcar y
sus derivados representan en la actualidad
el 30% de la producción Agropecuaria en
Pastaza, lo que genera y proporciona trabajo
a un gran número de familias provenientes
de esta región, a través de su participación
en los procesos de cultivo, procesamiento,
transportación y comercialización (Sablón
et al. 2016). En la alimentación del ganado
la caña de azúcar puede ser aprovechada
principalmente durante la época de sequía
o bajas temperaturas, cuando disminuye la
disponibilidad de los pastizales (Urdaneta
et al. 2005). Otras fuentes alternas de
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carbohidratos de fácil fermentación se
encuentran en el banano de rechazo, la yuca
y la guayaba que, en el caso de la industria,
son aquellas materias que se desechan
cuando no cumple con los estándares de
calidad requeridos por el mercado. Los
productos de la FES son utilizados para
mejorar los componentes nutricionales de una
dieta, ya que se pueden remplazar o sustituir
sus ingredientes por otros funcionales en el
metabolismo fisiológico. Una manera efectiva
de suministrar los residuos enriquecidos
por FES en las dietas de animales son los
bloques nutricionales, considerados como
suplementos balanceados donde se incluyen,
de preferencia, ingredientes proteicos y/o
energéticos, así como minerales y vitaminas
(Mejía et al. 2011). Además, se incorpora
nitrógeno no proteico (NNP), principalmente
en forma de urea, y los ingredientes que
hacen posible la solidificación y formación
del bloque (melaza, cal y cemento) (Graillet
et al. 2017). El uso de bloques nutricionales
es una forma de suplementar al ganado, no
requiere comederos, se evita la pérdida por
el viento, se puede distribuir adecuadamente
en corral o al pastoreo y puede ser elaborado
por el mismo productor a bajos costos
(Fernández, A. 2012).
Las ventajas de los bloques nutricionales,
frente a los suplementos líquidos o en
harina, incluyen: facilidad de transporte y
manejo, consumo más homogéneo entre
animales, reducción de la necesidad de sal
como regulador de consumo y menor riesgo
en el uso de urea como fuente de nitrógeno
no proteico (Graillet et al. 2017). Razón por
la cual la presente investigación tuvo como
objetivo evaluar el contenido nutricional de
los bloques nutricionales elaborados a partir
de residuos agroindustriales enriquecidos,
como una alternativa para la suplementación
de nutrientes en la alimentación animal.
Materiales y métodos
La recolección de la caña de azúcar se
realizó en la finca Santa Rosa, de la parroquia
Fátima, situada en el barrio las Américas, en
el km 3 de la vía Puyo-Tena. La caña picada
fue distribuida sobre piso de cemento con
un espesor de capa de 10 centímetros. Se
preparó una mezcla de melaza (5%), urea
(1.5%) y sal minero-vitamínica (0.5%), la que se
distribuyó de manera uniforme sobre la caña
de azúcar picada. Todos los componentes se
mezclaron homogéneamente, con la ayuda
de un rastrillo forrajero. El tamaño de muestra
por lote fue de 10 kg, con tres repeticiones, la
temperatura promedio durante la realización
del experimento fue de 29 °C ± 2. El tiempo
para el proceso de fermentación en estado
sólido fue de 36 horas, con volteos de capa
cada cuatro horas. Se midió la temperatura
de fermentación en el interior de la capa y
simultáneamente se midió el pH, utilizando
un pH/temperature meter, Testo 205. Un
procedimiento similar se realizó con la mezcla
de plátano, yuca y guayaba a razón de 1 kg
de cada residuo. En este caso se realizó un
secado de las muestras hasta obtener 80%
de materia seca. Las muestras de saccharina
y los residuos agroindustriales secos fueron
finamente molidos a un tamaño de partícula
de 1 a 2 mm. La formulación de los bloques
nutricionales se realizó con la inclusión:
30% saccharina (SACH), 30% residuos
enriquecidos a base de harina de yuca,
plátano y guayaba (RAGIF), 30% saccharina/
residuos agroindustriales fermentados
(SACH/RAGIF) y 30% de caña de azúcar/
residuos agroindustriales sin fermentar (CA/
RAGISF). Las mezclas se adicionaron en
partes iguales (15%:15%), los ingredientes
(Tabla 1) se mezclaron, se comprimieron en
un molde de plástico (1 kg) y se secaron a
temperatura ambiente durante 10 días hasta
tener una consistencia dura, siguiendo las
recomendaciones de Sansoucy (1987).
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Las determinaciones analíticas de los
productos de fermentación y bloques
nutricionales se realizaron en el laboratorio
de bromatología de la Universidad Estatal
Amazónica: Proteína Bruta (PB), Fibra
Bruta (FB), Cenizas (C), Extracto Etéreo (EE),
Humedad (H), Materia Seca (MS) y Extracto
Libre de Nitrógeno (ELN), se estimaron por
los métodos convencionales (A.O.A.C, 2005)
y la fibra neutro detergente (FND) y ácido
detergente (FAD). Se empleó un diseño
completamente al azar. Los resultados fueron
estudiados mediante un análisis de varianza
y expresados en medias con su respectivo
error estándar. La comparación de medias
se realizó mediante la Prueba de Tukey
(P<0.05) por medio del programa SPSS 26.0.
Resultados y discusión
Valor nutritivo de la saccharina y residuos
agroindustriales
El valor nutricional de la saccharina y residuos
agroindustriales utilizados en la elaboración
de los bloques nutricionales se muestra en la
(Tabla 2).
Tabla 1. Ingredientes utilizados en la formulación de bloques nutricionales
parroquia Malacatos
Tabla 2. Valor nutritivo de las materias primas utilizadas en la elaboración de los
bloques nutricionales
Tratamiento 1: 30% saccharina (SACH), Tratamiento 2: 30% residuos enriquecidos a base
de harina de yuca, plátano y guayaba (RAGIF), Tratamiento 3: 30% saccharina/residuos
agroindustriales fermentados (SACH/RAGIF), Tratamiento 4: 30% de caña de azúcar/
residuos agroindustriales sin fermentar (CA/RAGISF)
Ingredientes Tratamiento 1 Tratamiento 2 Tratamiento 3 Tratamiento 4
SCHF 30 - - -
RAGIF - 30 - -
SACH/RAGIF - - 30 -
CA/RAGISF - - - 30
Salvado de trigo 10 10 10 10
Maíz 5 5 5 5
Soya 5 5 5 5
Melaza 30 30 30 30
Urea 8 8 8 8
Sal 1 1 1 1
Minerales 1 1 1 1
Cal 10 10 10 10
Muestras %MS %PC %EE %FC %C %FDN %FAD
Caña de azúcar 89.31 4.26 1.22 28.15 4.17 57.28 19.64
Residuos agroindustriales 91.24 3.81 2.1 24.54 3.7 28.35 12.57
Saccharina 86.15 12.54 2.48 27.13 4.85 55.72 16.56
Residuos agroindustriales
(FES)
88.37 8.6 1.8 23.64 4.8 26.36 11.68
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El contenido de proteína de la caña de azúcar
y residuos agroindustriales se incrementó
considerablemente al ser sometidos a
fermentación de 4.26% y 3.81% a 12.54%
y 8.6%, respectivamente. Lo contrario
presentó la FDN y FDA, donde se evidenció
reducción de su contenido, lo que pudiera
estar determinado por la acción de la
microbiota presente en la caña de azúcar y
residuos agroindustriales, los que se nutren
de los azúcares presentes y cuyo desarrollo
se favorece con el aporte de pequeñas
cantidades de urea y sales minerales (Castro
et al. 2008). Con los valores obtenidos se
considera que la FES fue eficiente a pesar
de que estos sistemas dependen de factores
como el microorganismo, el estimado de
la producción de calor, el efecto de la
temperatura y la actividad del agua (Weber
et al. 2002).
Valor nutritivo de los bloques nutricionales
Como resultados del análisis proximal, se
muestra el valor nutricional de los cuatro
tratamientos evaluados (Tabla 3).
Tabla 3. Valor nutricional de los bloques nutricionales formulados con saccharina
y residuos agroindustriales
NS: No significativo/ * Significativo: (p < 0.05)
a, b: Letras diferentes en la misma columna representan diferencias estadísticas,
Tukey (p < 0.05)
Tratamientos %MS %PC %EE %FC %C %FDN %FAD
Tratamiento 1
88.54
a
28.65
a
2.43
a
14.60
a
18.64
a
26.59
a
10.87
a
Tratamiento 2
89.13
a
26.12
c
2.12
a
12.81
ab
19.05
a
22.65
d
9.64
c
Tratamiento 3
88.62
a
28.04
b
2.44
a
11.54
c
18.74
a
24.51
c
9.87
d
Tratamiento 4
88.76
a
21.47
d
2.18
a
14.75
a
18.81
a
26.18
ab
10.48
ab
P<0.05 NS * NS * NS * *
Los valores promedio de porcentaje de MS
obtenidos en este estudio no presentaron
diferencia significativa entre los cuatro
tratamientos, con un promedio de 88.76%.
Estos resultados fueron menores a los
encontrados por Mejía et al. (2011) en
bloques nutricionales de harina de caña
de azúcar, esta diferencia puede atribuirse
al contenido de humedad de las materias
primas utilizadas y factores climáticos en el
momento del secado. El contenido de MS en
bloques nutricionales es determinante para
el consumo del animal y evita el crecimiento
de hongos (Arrubla et al. 2010). El porcentaje
de proteína cruda reportado para bloques
nutricionales a base de saccharina y residuos
agroindustriales fermentados y sin fermentar,
están alrededor del 21-28 % con diferencias
significativas entre tratamientos. Según
Rivero et al. (2013), los bloques nutricionales
de melaza y urea son una alternativa para
completar la dieta de rumiantes cuando se
los alimenta con pastos de baja calidad o
con esquilmos agrícolas como rastrojo de
maíz, caña, sorgo, trigo, etc. Los residuos
agroindustriales usados como materias primas
en este estudio (caña de azúcar, plátano, yuca
y guayaba) tienen bajos contenidos proteicos,
por lo que fueron enriquecidos mediante
FES. Rodríguez et al. (2005), sostienen que
los bloques nutricionales, constituyen una
estrategia alterna de suplementación de
nutrientes a los rumiantes, que además de su
fácil elaboración a nivel de fincas, permite el
uso de materias primas del área.
El contenido de extracto etéreo tiene una
gran importancia en la dieta de bovinos,
pero su porcentaje en cada tratamiento no
tiene una diferencia significativa. El EE está
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directamente relacionado con el contenido
de EE de los ingredientes adicionados. Los
valores de Fibra Cruda presentan diferencias
significativas, a excepción de los tratamientos
1 y 4, y en todos los casos no superan el 15%.
Las fuentes fibrosas aseguran la ligadura del
bloque nutricional (Rivero et al. 2013). El
contenido de fibra resulta favorable para la
nutrición en rumiantes, ya que la FC regula el
consumo del forraje (Bravo et al. 2013).
Las cenizas o minerales son sales y óxidos de
los diferentes elementos químicos (Cárdenas
et al. 2008). No se encontró diferencia
significa en el contenido de ceniza entre los
tratamientos, observándose un promedio de
18.81%. El valor promedio determinado se
encuentra entre los valores obtenidos por
Nouel et al. (2009) y Mejía et al. (2011). Con
respecto a la FDN y FDA, los tratamientos
presentaron diferencias significativas. Los
promedios se encuentran entre 22-27%
para FDN y 9-10% para FDA, los valores
obtenidos en la investigación son similares a
los reportaron por Sánchez et al. (2019) en
bloques nutricionales formulados a base de
pulpa de mango, con valores de FDN entre
21-26 y FDA 10-13%. La FDN y FDA, entre
otras características, son factores a considerar
para el llenado físico del bovino y permite
estimar el consumo voluntario de materia
seca; sin embargo, a pesar de tener ventajas
teóricas en la estimación, se puede afirmar
que un solo análisis químico no puede
proveer toda la información necesaria para
estimar un parámetro tan complejo (Cruz y
Sánchez, 2000).
Conclusiones
La adición de saccharina y residuos
agroindustriales enriquecidos en la
formulación de bloques nutricionales
mostraron valores significativos en el
contenido de PC, FC, FDN y FDA, en
relación a los residuos no fermentados que
presentaron los valores de PC más bajos.
Las materias primas enriquecidas por FES
utilizadas en la presente investigación tienen
un potencial uso en la alimentación animal
por sus altos niveles energéticos-proteicos, al
ser incorporadas en los bloques nutricionales
pueden ser una alternativa para obtener
la máxima síntesis de microorganismos
celulolíticos en rumen y, con ellos, una mayor
digestión de la fibra de los alimentos.
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Como citar este artículo
Chafla, A., Aillón, F. Silva, L., Acosta, I.(2020). Determinación del valor nutricional de bloques
nutricionales obtenidos a partir de residuos agroindustriales enriquecidos. Revista Amazónica:
Ciencia y Tecnología. 9 (2).10-17.
