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Tecnologías para la
suplementación del
ganado en épocas
críticas
Por:
Carlos Rodríguez Muela
Expogan, UGRCH Marzo de 2012
Justificación
• La región noroeste del estado de
Chihuahua, produce alrededor de
410,000 toneladas de manzana
(SAGARPA, 2005).
• De este total, cerca de 120,000
ton se comercializan como
manzana de desecho.
• Esta industria produce 25,000
toneladas al año de un residuo o
subproducto conocido como
bagazo de manzana o pomasa.
(UNIFRUT, 2005)
• La región produce también
enormes cantidades de rastrojo de
maíz que no se aprovecha
adecuadamente para la
alimentación animal
• Chihuahua siembra
• (INEGI, 2008):
– Maíz = 200,000 has
– Sorgo = 20,000 has
– Trigo = 36,000 has
• 25.6 millones de pacas
de rastrojo
• 40% debe quedarse en
el terreno
• 15 millones de pacas
para alimentación
animal
• Gran parte es quemada
en la tierra para
facilitar labores de
cultivo
Los Esquilmos Agrícolas
• La quema de rastrojos:
– Pérdida de MS
– Daños al terreno (MO)
– Daño a la microflora
– Empobrecimiento del
suelo
– Necesidad de mas
fertilizante
– Grandes emisiones de
CO2
a la atmósfera
– Calentamiento Global
Planteamiento del Problema
Planteamiento del Problema
• El bagazo de manzana
• Alto contenido de humedad
y azúcares
• Un manejo inadecuado
– Escurrimiento de jugo
– Condiciones anaeróbicas
– Rápido descenso del pH
– Proliferación de
bacterias indeseables
– Putrefacción de la MO
– Pérdida de nutrientes
• Acidosis láctica en el
rumiante
• El rastrojo de maíz es una
buena fuente de materia
seca pero posee bajo valor
nutritivo
Objetivos
• Utilizar la FES de subproductos de manzana para el desarrollo de productos para la alimentación animal
• Reducir la contaminación del medio ambiente mediante el aprovechamiento del bagazo de manzana y la manzana de desecho y los Rastrojos
• Brindar alternativas a los fruticultores y Agricultores para la comercialización de subproductos
• Ofrecer alternativas a ganaderos para la alimentación de sus animales
Antecedentes• La FES es un proceso
microbiológico que ocurre
comúnmente en la
superficie de materiales
sólidos que tienen la
propiedad de absorber y
contener agua, con o sin
nutrientes solubles (Elias, 1999)
• La manzana de desecho y
sus subproductos
– Potencial alimento para los
animales
– Bajo costo
– Nutrientes fermentables por
microorganismos
• levaduras
• hongos
• bacterias
Suplemento proteico manzarina
Con la FES de
subproductos de
manzana se puede
producir un alimento no
perecedero, rico en
proteína de alta calidad
(25% en piso y 42% en
condiciones controladas)
llamado manzarina, que
luego puede ser utilizado
en las raciones del
ganado como un
ingrediente mas (Rodríguez et al.,
2005).
Producción de Leche
18
19
20
21
22
23
24
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Día
Kg
M T
Gutiérrez, 2007
22.06
22.84
21.6
21.8
22
22.2
22.4
22.6
22.8
23
kg
s/d
ía
Testigo Manzarina
Producción diaria
Uso de la manzarina en dietas para
la producción de leche
Comportamiento de vacas engordadas
con manzarina
350
400
450
500
550
0 14 28 42 56 70
Días de Pesajes
Kg
TC TM
TM: 1.070 kg d-1
TC: 0.943 kg d-1
Romero , 2010
Uso de la manzarina en la
engorda de borregos
302
313
295
300
305
310
315
Gramos
Ganancia Diaria de Peso
Testigo
Manzarina
Hernández, 2009
Suplemento proteico mediante la
FES (manzarina)
Sub-
producto
utilizado
Condiciones
del
experimento
Proteína
Cruda
%
Proteína
Verdadera
%
Conteo de
Levaduras
ufc/ml
Referencia
Bagazo Piso 26.4 19.8 15.8 x 106 Becerra, 2006
Desecho Piso 17.1 10.1 73.1 x 106 Becerra, 2006
Desecho Laboratorio 42.9 33.7 300 x 106 Díaz, 2006
Bagazo Laboratorio - 15.5 293 x 106 Rodríguez et al,
2007
Desecho Laboratorio - 20.5 2.7 x 106 Rodríguez et al,
2007
Bagazo Piso 25.0 13.0 51.3 x 106 Hernández et
al, 2007
Las levaduras
• Las levaduras son organismos unicelulares del género Fungi
que tienen la capacidad para realizar la fermentación y
trasformar azucares y otros compuestos y con ello producir
alimentos o transformar sustancias.
• Durante la fermentación de subproductos agroindustriales
ricos en azucares y celulósicos, como los subproductos de
manzana y la melaza, la energía de esos carbohidratos y la
urea como fuente de nitrógeno son utilizados para
crecimiento de la micro flora epifita de esos subproductos,
lo que hace posible obtener incremento en la población de
bacterias y levaduras principalmente (Valiño et. al. 1997).
Propiedades de las levaduras
• Las levaduras pueden aportar factores de crecimiento
tales como el Ac. Malico a las bacterias que utilizan el
lactato con lo que se modula el pH ruminal
• El uso de S. cerevisiae como suplemento en dietas
fibrosas produce modificiones en los patrones de
fermentación en el rumen, tales como:
• Mejora en la utilización de la fibra y disponibilidad de
los nutrientes (Ayala 1992, Angeles et al. 1995 y Mendoza et al. 1995)
• Aumento en el número de bacterias celulolíticas
(Dawson 1987 y Newbold et al. 1998)
• Disminuye la concentración de ácido láctico
(Calsamiglia y Navarro 2005).
Cuban Journal of Agricultural Science, Volume 40, No. 3, 2006; J Dairy Sci 80:2045–2051. 1997
Propiedades de las Levaduras
• Cuando se incluyen en dietas para ganado lechero, las
vacas alimentadas muestran:
– Menor concentración de ácidos grasos no esterificados
en la circulación sanguínea periférica, después del parto
(AlIbrahim et al, 2008)
– Incremento del porcentaje de grasa en la producción de
leche (Putnam et al., 1997; Wang et al, 2001)
– Aumento de la producción de leche (Bitencourt et al, 2008; Putnam
et al, 1997; Wohlt et al., 1998; Wang et al, 2001)
– Aumento del consumo de materia seca (Dann et al, 2000; Wohlt et
al, 1998)
– Disminución de la pérdida de condición corporal después
del parto (Robinson, 1997).
COMPORTAMIENTO DE LA FIBRA EN DOS TIPOS
DE SUSTRATO DURANTE SU FES
Variable1
Día de Fermentación
d0 d8
t12 t22 t12 t22
FDN 55.81±0.79a 45.07±0.79b 28.59±0.79a 61.45±0.79b
FDA 40.52±0.52a 31.97±0.52b 24.67±0.52a 48.82±0.52b
1 Porcentaje de la MS2 t1: BM 100.0%; t2: BM 66.6%, MD 33.4%a, b Literales distintas como superíndice, indican diferencia (P<0.05) entre
tratamientos (sustratos) en el d0 y en el d8 de FES
Rodríguez, 2009
Inoculantes producidos con diferentes cepas de
levaduras obtenidas a partir de la fermentación
en estado sólido de subproductos de manzana
Produción de gas in vitro de 8
cepas de levaduras
Díaz, 2011
Efecto de 8 cepas de levaduras
sobre el Ac. Láctico Ruminal
Díaz, 2011
Levaduras utilizadas en el
inoculante LEBA´s
Kluyverimices
lactis
Cepa 2
Kluyverimices
lactis
Cepa 11
Issachenkya
orientalis
Cepa 3
Saccharomyces
cerevisae
Cepa 6
Producción de Gas in vitro de raciones
para vacas lecheras con inoculante
Díaz, 2011
Contenido de Ac. Láctico de raciones
para vacas lecheras
Díaz, 2011
Manejo de la Fermentación• La levadura crece en una serie
de fermentadores.
• Estos fermentadores son
operados bajo condiciones
aeróbicas (en presencia de
oxígeno libre o exceso de aire),
puesto que bajo condiciones
anaeróbicas (limitación o
ausencia de oxígeno) los
azúcares fermentables son
consumidos en la formación de
etanol y dióxido de carbono, lo
cual resulta en bajos
rendimientos de levadura.
% de PC del Rastrojo Tratado (BH)
% de Urea
Rasatrojo-
Inoculante
1 2 3
95-5 (86.4) 6.83 7.58 8.33
90-10 (82.9) 7.65 9.15 10.65
85-15 (79.3) 8.48 10.73 12.98
80-20 (75.8) 9.3 12.3 15.3
Rodríguez, 2011
• Debido a su capacidad de adaptación a
condiciones adversas de humedad, el nopal se
ha considerado por muchos años, como una
alternativa en la alimentación del ganado en
diversas regiones áridas del mundo (Flores, 2004).
• Ello ha llevado a la necesidad de optimizar su
uso, sea en condiciones naturales o cultivadas.
El Nopal como alternativa
El Nopal Forrajero
• El nopal forrajero es útil:
– Porque sobrevive a las sequías y es más
eficiente que muchas gramíneas o pastos
forrajeros de hoja ancha
– Tiene precocidad de crecimiento y alta
producción de forraje por hectárea
– Cuenta con pencas desprovistas de espinas
– Es resistente a plagas y enfermedades
– Cuenta con buen valor nutritivo y sobre todo
tiene buena aceptación por el ganado (De la Rosa
y Santana 2000)
Composición bromatológica promedio
de la alfalfa y el nopal
Componente Alfalfa % Nopal %
Humedad 74.1 90
Materia Seca 25.9 10
Proteína Cruda 22.1 5.0
Fibra Cruda 21.2 8.0
Extracto Etéreo 4.2 1.43
Extracto Libre de Nitrógeno 43.2 65.0
Cenizas 9.3 23.1
Enriquecimiento nutricional del nopal para alimentación animal
• A mediados de la década de los 90, algunos investigadores de
Brasil (País que ha sembrado cerca de 800 mil hectáreas de nopal
forrajero sin espinas), empezaron a utilizar el nopal en forma
intensiva, fermentándolo con un hongo, el Aspergillus orizea.
• En México, Chapingo a partir del 2004, comenzaron los trabajos
para incrementar el nivel de proteína en el nopal utilizando hongos
(Aspergillus orizea); levaduras (Sacharomyces cerevisiea) y
bacterias lácticas.
• En la UACH se han realizado fermentaciones de nopal con la
levadura Kluyveromices láctis, obtenida de la fermentación de
subproductos de la manzana
Adición de Melaza y Fertilizantes
•Urea•Sulfato de amonio•Superfosfato triple
Pencas molidas de Nopal forrajero
Materia seca 10%Proteína ≈ 7%
Adición del Inoculante de levaduras obtenidas de la
fermentación de subproductos de
manzana
Pasta Enriquecida:Materia seca 15%
Proteína verdadera ≈ 16%Proteína cruda ≈ 34 %
Levaduras ≈ 107 cel*mL
•Mezclado tres veces diarias durante 24 horas•Control del ambiente para el proceso•Adición de nutrientes
Bio-fermentador:• Oxigenación• pH• TemperaturaNitrógeno
Amoniacal
Proceso de elaboración de la pasta
enriquecida de Nopal
Crecimiento de levaduras durante la Fermentación
Díaz, 2011
31
8.2
10.2
11.5
13.9
16
0
2
4
6
8
10
12
14
16
V. Preñada V. Parida Novillo Borrega V. Lechera
% de P.C. Requerida
% de P.C.
del Nopal
P.C. de la
Pasta de
Nopal
Aumento de la Proteína con la
Fermentación del Nopal
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
H0 H3 H6 H12 H24
T1
T2
T3
T4
Uso de la Bio-Fermentación de subproductos
agroinduastriales para la alimentación animal
Producción de Leche
18
19
20
21
22
23
24
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Día
Kg
M T
22.06
22.84
21.6
21.8
22
22.2
22.4
22.6
22.8
23
kgs/d
ía
Testigo Manzarina
Producción diaria
350
400
450
500
550
0 14 28 42 56 70
Días de Pesajes
Kg
TC TM
TM: 1.070 kg d-1
TC: 0.943 kg d-1
Manzarina
InoculantesActivador Ruminal
Sopa de Vaca
Conclusiones• El aprovechamiento del activador ruminal los levaduras
y bacterias para consumo animal no solo brinda una
alternativa para los ganaderos de Chihuahua, sino
también para los agricultores a través de la
comercialización de sus productos y representa una
opción para reducir la costos de producción de leche y
carne
• La manzarina es un suplemento proteico y nutraceutico
que puede ser usado como un ingrediente mas en
raciones para ganado
Conclusiones
• El activador ruminal puede ser utilizado en:
– Tratamiento de Rastrojos y raciones fibrosas (10 -20%)
– Inoculado de ensilados de rastrojos (40 -15 - 45)
– Concentrado para ganado (40 mL por kg de MS)
– A libre acceso en lamederos para ganado en pastoreo
– Es factible el uso de la pasta enriquecida de nopal como
suplemento para ganado en pastoreo, en engorda en corral, vacas
lecheras en producción y borregas vientres y en crecimiento
– Una hectárea de nopal forrajero establecida puede producir la
pasta enriquecida para suplementar hasta 200 vacas vientre
durante la seca