ENSILAJE COMO ELECCIÓN PARA LA NUTRICIÓN BOVINA

ELECTION AS SILAGE FOR BOVINE NUTRITION

Autor: Aprendices Centro Para la Formación Cafetera. Sena Regional Caldas.

RESUMEN

El ensilaje es una alternativa para la alimentación animal, principalmente  para las especies bovinas, puesto que ayuda a disminuir los costos de producción y el problema de contaminación ambiental, a través del aprovechamiento de materias primas disponibles, residuos agrícolas y subproductos de la agroindustria, este proceso  busca almacenar alimentos en tiempo de cosecha para suministrarlo en tiempo de escases conservando la calidad y la palatabilidad a bajo costo. Este método contribuye a la optimización del funcionamiento de los sistemas de producción animal, al manejo integral de la finca y a múltiples beneficios para el agricultor. (1)

Palabras claves: Ensilaje, alimentación,  conservación, calidad.

Abstract

The silage is an alternative to animal feed, mainly for  bovine, since it helps reduce production costs and the problem of environmental pollution through the use of available raw materials, agricultural residues and agro-products of this process seeks to store food at harvest time for supply shortages in time preserving the quality and palatability at low cost. This method helps to optimize the operation of animal production systems, the integrated management of the estate, and multiple benefits for farmers.

Key Words: Silage, feeding, maintenance, quality

Introducción

 El ensilaje es la fermentación de los carbohidratos solubles del forraje por medio de la bacterias que producen acido láctico en condiciones anaeróbicas, el producto final es la conservación del alimento, por que  la acidificación del medio inhibe el desarrollo de los microorganismos. El oxigeno es perjudicial para el proceso por que habilita la acción de microorganismos aerobios  que degradan el forraje ensilado hasta Co2 y H2O. Este proceso sirve para almacenar alimento en tiempo de cosecha y suministrarlo en tiempo de escases conservando la calidad y la palatabilidad a bajo costo, permitiendo aumentar el número de animales por hectárea o a sustitución o complementación de los concentrados.

Este tipo de alimento se emplea para manejar ganado en forma intensiva, semi intensiva. El ensilaje es una excelente opción para la alimentación en las ganaderías del país por la gran variedad de forrajes, la intensidad solar y el nivel de lluvias que existen en las zonas tropicales. Por las condiciones anteriores se pueden producir varias cosechas en el año, mientras   en los países con estaciones solo se cosecha una vez en el año. También hay se debe tener en cuenta que muchas de las materias primas para la elaboración de concentrados animales son importados: por lo  que es un sistema de alimentación costoso para el ganadero convirtiéndose así el ensilaje en un método de alimentación más económica que puede cumplir con las necesidades nutricionales  del animal. (1)

RESUMEN

El Ensilaje

Es un método  de preservación para le forraje húmedo y su objetivo es la conservación del valor nutritivo del alimento durante el almacenamiento. Este proceso   se logra a través de una fermentación láctica anaerobia que fermentan los carbohidratos hidrosolubles del forraje produciendo acido láctico y en menor cantidad acido acético. Al generarse estos ácidos el pH del material ensilado baja a un nivel que inhibe la presencia de microorganismos que inducen a la putrefacción. Este proceso se da en cuatro etapas:

Fase Aeróbica

 En esta fase el oxigeno atmosférico presente en la masa vegetal disminuye debido a la  respiración de los microorganismos aerobios como las levaduras y  la entero bacterias, y actúan varias enzimas como las `proteasas y las carbohidrasas, además de esto hay fermentación de los azucares   degradación de acido láctico en CO2 y H2O lo que leva el valor del pH del ensilaje, permitiendo el desarrollo de organismos indeseables.

Fase de Fermentación

Comienza al producirse un ambiente anaerobio que dura días o semanas, dependiendo de las características del material ensilado y las condiciones ambientales en el momento del ensilaje

Los componentes  asociados a la  producción de  acido láctico son los géneros pertenecientes a los Lactobacillus, Pediococcus, Streptococcus, la mayoría de estos son Mesofilos y son capaces de bajar el pH.

Las características del cultivo como el contenido de azúcar, materia seca y composición de los azúcares combinados con las propiedades de los microorganismos productores de acido láctico así como su tolerancia a condiciones acidas y el uso del substrato influirán su competencia de estas con las entero bacterias durante la fermentación.

Fase Estable

 Algunos microorganismos productores de acido láctico lentamente reducen su presencia y aparecen los  microorganismos acidofilos y algunos esporulados y se conservan de esta forma 

Las bacterias acidofilas inician un proceso de deterioro y pueden fermentar carbohidratos y proteínas  por lo cual se pierde el valor nutritivo del ensilaje incrementando el deterioro aerobio.

 Fase de Deterioro Aerobio

Ocurre en todos los ensilajes al ser abiertos y expuestos la aire su deterioro puede dividirse en dos etapas: inicio de degradación de de los ácidos que conservan el ensilaje por levaduras y por bacterias produciendo acido acético lo que permite el aumento del pH y esto da lugar a la segunda etapa donde se da un aumento de la temperatura y las actividad de los microorganismos deterioran el ensilaje, disminuyendo el valor nutritivo, la palatabilidad del ensilaje puesto que son un riesgo para la salud animal.

Aditivos

Se pueden emplear diferentes aditivos para acelerar el proceso como la melaza, leche, pulpas de cítricos. Estos proveen una fuente de azucares para que las bacterias lácticas produzcan el acido láctico y así asegurar el nivel de azucares solubles suficientes para realizar el proceso. Además de estos aditivos existen inoculos de bacterias lácticas comerciales para mejorar y contribuir el proceso de conservación en este caso se utilizó Lactobacillus acidophillus. La degradación de nutrientes efectuada por este microorganismo produce ácido láctico, peróxido de hidrógeno y otros subproductos que crean un medio hostil para otros organismos indeseables. El L. acidophilus consume los nutrientes de otros muchos microorganismos entrando en competencia con ellos y controlando, por la disminución de nutrientes, el desarrollo desmedido de estos, además de este microorganismo benéfico se utilizo la levadura   y Sacharomyces cerevisiae  ayudando a la digestibilidad y mejora el valor nutricional del producto final.

Conclusiones

Las materias primas generadas en procesos agroindustriales y agrícolas pueden ser un recurso aprovechable y ser transformado en un alimento nutritivo y económico para el ganado.

El ensilaje permite almacenar grandes volúmenes de alimento en épocas de escases o incrementar el número de animales por hectárea.

La fermentación láctica que realizan los microorganismos da un valor agregado a los productos vegetales por que mejora su contenido nutricional, digestibilidad y palatabilidad.

Tiene como beneficio producir un alimento natural, ecológico y más económico que los concentrados. (2)

Referencias Bibliográficas

1.        Adelaida María Garcés Molina (Bióloga) Ensilaje como fuente de alimentación para el ganado. Revista Lasallista de investigación  volumen 1-No 1. Pág. 66-70.

2.       Enrique A Silveira Franco profesor  auxiliar y consultante. Doctor en medicina veterinaria. Centro de Bioactivos Químicos y facultad de ciencias Agropecuarias. Universidad Central Marta Abreu de las villas. Santa Clara Cuba. Conservación: Primera parte  de forrajes  Revista electrónica de veterinaria REDVET. Vol. 7 Nº 11, Noviembre del 2006. pág. 1-24

http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n111106/110605.pdf

FITASAS UNA ALTERNATIVA PARA LA ALIMENTACIÓN ANIMAL

Talentos TecnoParque Colombia nodo Pereira

RESUMEN

Los concentrados para alimentos de animales se fabrican a base de cereales, semillas y legumbres, donde más  de las dos terceras partes del fósforo se encuentran en forma de fitato.

El fósforo fítico no es de fácil asimilación por los animales monogástricos,  por esta razón, la industria de  los alimentos para animales debe suplementar con fósforo inorgánico, un mineral costoso y no renovable para cumplir con los requisitos nutricionales básicos de los alimentos.

Debido a la carencia de fósforo los concentrados para animales se están suplementando con fitasas microbianas, las cuales pueden incrementar significativamente las tasas de asimilación de fósforo fítico.

Al igual que las otras enzimas, la actividad de las fitasas se ve afectada por si misma y las condiciones del medio en que actúa y debido a que la mayoría de los alimentos para animales son peletizados en procesos que requiere altas temperaturas, las enzimas que vayan a ser incorporadas en estos productos deben ser resistentes a  altas temperaturas para evitar la pérdida de actividad durante la fabricación.

Como solución a este problema, se han venido desarrollando diferentes metodologías de aislamiento y caracterización de fitasas, con el fin de obtener fitasas con las características adecuadas para ser incorporadas en los alimentos para animales.

Palabras Clave: Ácido Fítico, Fitasa, Fósforo, alimentos de animales

ABSTRACT

Concentrates for animal feed are made from cereals, seeds and legumes, which contains more than two-thirds of the phosphorus is in the form of phytate.

The phytic phosphorus is not easily assimilated by monogastric animals, and for this reason, the industry of animal feed must supplement it with inorganic phosphorus, an expensive and non-renewable mineral to reach basic nutritional requirements from food.

Due to the lack of phosphorus, concentrates for animals are supplemented with microbial phytases, which can significantly increase the rates of assimilation of phytic phosphorus.

Like other enzymes, the phytase activity is affected by itself  and environmental conditions in which it operates, and because most animal feeds are pelleted in processes that require high temperatures, enzymes which will be incorporated in these products must be resistant to high temperatures to prevent loss of activity during manufacturing.

To solve this problem, we have developed different methods of isolation and characterization of phytases, in order to obtain phytases with the right characteristics to be incorporated into animal feed.

Keywords: Phytic acid, phytases, phosphorus, animal feed.

INTRODUCCIÓN

El fitato, la sal del mio-inositol-1,2,3,4,5,6 hexakisfosfato, es la principal reserva de fósforo en cereales, leguminosas, semillas, frutos secos, entre otros; correspondiendo a mas del 50% del fósforo total (1). Sin embargo, esta rica fuente de fósforo no es asimilable por los animales monogástricos, ya que estos carecen de las enzimas necesarias para la hidrólisis de este sustrato. Por esta razón, los concentrados de alimentos para cerdos, aves y peces fabricados a base de soya, cebada y trigo deben ser suplementados con fósforo inorgánico; un mineral costoso y no renovable (2).

 Por otra parte, la carga negativa del ácido fítico hace que éste actúe como una molécula que atrae  cationes provocando efectos negativos sobre la absorción intestinal de elementos trazas como calcio, hierro, manganeso, cobre y zinc, lo que conlleva a problemas nutricionales importantes (3).

Como los métodos físicos y químicos para hidrolizar el fitato son costos y reducen el valor nutritivo de los alimentos, la industria ha estado interesada en el aislamiento y mejoramiento de enzimas liberadoras de fósforo fítico o fitasas, que puedan ser incorporadas en productos de alimentación animal; esto permitiría la disponibilidad de este elemento esencial en una forma barata y sin alteraciones en las características nutricionales del producto.

Las fitasas (mio-inositol hexakisfosfato fosfohidrolasas), una clase especial de las fosfatasas que catalizan la  hidrólisis del ácido fítico o fitato, en fosfatos de inositol, mio- inositol y fosfato inorgánico, se pueden obtener a partir de vegetales o de microorganismos, estas últimas se producen en mayor cantidad por hongos (Aspergillus terreus, Asp. ficuum, Asp. niger,) (1), bacterias Gram negativas (Aerobacter aerogenes, Peudomonas sp., Escherichia coli, Klebsiella), Gram positivas como las del género Bacillus (4), y de semillas de plantas (trigo, soya, cébada).

En estudios científicos se ha demostrado que la suplementación de concentrados de animales con fitasas microbianas han incrementado la biodisponibilidad del fósforo del ácido fítico provocando una reducción en la adición de fósforo inorgánico al alimento, además de una disminución de los efectos antinutritivos del fitato (5).

DESARROLLO

A nivel mundial, Se han adelantado estudios en la utilización de diferentes fuentes de fitato como suplemento para los medios de cultivo, y así estimular la obtención de la enzima, por parte de los microorganismos productores (9). Además se viene trabajando la extracción y purificación de fitasas, combinando metodologías de mutagénesis dirigida y estructura tridimensional para mejorar la actividad específica de las fitasas de A. fumigatus (6), la estabilidad térmica de la fitasa AppA de E. coli (7) y la resistencia a extremos de pH de la  fitasa Phy A de A. niger (8).

Investigaciones en propiedades bioquímicas y especificaciones del substrato han permitido el modelado estructural de las moléculas, permitiendo un gran adelanto en el funcionamiento de fitasas de diferentes microorganismos (3).

CONCLUSIONES

-          La ciencia y la tecnología relacionada a la enzima ha evolucionado a un campo Nuevo y excitante en pasos rápidos, claramente el suplemento con fitasas ha perfeccionado la utilización del fósforo – fítico en la dieta, y ha disminuido la contaminación producida por el fósforo de los desechos animales.

-          La biotecnología ha sido y seguirá siendo una herramienta efectiva para desarrollar y mejorar las fitasas .

BIBLIOGRAFIA

1.       Cao L. et al. Application of microbial phytase in fish feed. Enzyme and Microbial Technology 2007;  40:497–507.

2.       Bae H.D, et al. A, novel staining method for detecting phytase activity. Journal of Microbiological Methods. 1999; 39: 17–22.

3.       Oh B. et al. Biochemical properties and substrate specificities of alkaline and histidine         acid phytases. Appl Microbiol Biotechnol  2004;  63: 362–372.

4.       Kerovuo J. et al. Isolation, characterization, molecular gene cloning, and sequencing of a novel phytase from bacillus subtilis. Applied and environmental microbiology. 1998; 64:2079–2085.

5.       Casey A., Walsh G. Identification and characterization of a phytase of potential commercial interest. Journal of Biotechnology 2004;  110:313–322.

6.       Tomschy A, Tessier M,Wyss M, Brugger R, Broger C, Schnoebelen L, Van Loon APGM, Pasamontes M (2000) Optimization of the catalytic properties of Aspergillus fumigatus phytase based on the three-dimensional structure. Protein Sci. 9: 1304 - 1311.

7.       Rodriguez E, Wood ZA, Karplus PA, Lei XG (2000b) Site-directed mutagenesis improves catalytic efficiency and thermostability of Escherichia coli pH 2.5 acid phosphatase/phytase expressed in Pichia pastoris. Arch. Biochem. Biophys. 382: 105 - 112.

8.       Mullaney EJ, Daly CB, Kim T, Porres JM, Lei XG, Sethumadhavan K, Ullah AHJ (2002) Site-directed mutagenesis of Aspergillus niger NRRL 3135 phytase at residue 300 to enhance catalysis at pH 4.0. Biochem. Biophys. Res. Commun. 297: 1016 - 1020.

9.       Powar Vishnu K.et al.  Purification and Properties of Phytate-Specific Phosphatase from Bacillus subtilis. Journal of bacteriology.1982; 151: 1102-1108