INFLUENCIA DEL MÉTODO DE SECADO (HORNO CON CONVECCIÓN VS HORNO MICROONDAS), SOBRE LA COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DE DIFERENTES FORRAJES

INFLUENCE OF THE OVEN VS. MICROWAVE DRYING METHOD ON THE NUTRITIONAL COMPOSITION OF DIFFERENT LIVESTOCK FEEDS

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Según la FAO, la alimentación es el costo más alto en la producción animal [1], por lo que, la definición precisa del valor nutritivo de los forrajes se convierte en un aspecto importante [2].La nutrición en los animales de granja tiene relación con la composición y calidad de sus productos que se destinan a consumo humano [3]

La producción animal se ha intensificado en los últimos años y el mejoramiento genético en los animales ha generado demandas de nutrientes más específicas [6], por lo que optimizar la nutrición animal tiene gran influencia sobre el desarrollo y construcción de ganaderías eficientes [5].

Por lo anteriormente expuesto, la evaluación de los componentes nutricionales de los forrajes es de vital importancia y pone énfasis en determinar las características químicas y físicas [6]. Uno de los principales factores a evaluar es la estimación de la materia seca [MS] para, a partir de ella, estimar el consumo voluntario [7]. La MS es el principal componente por evaluar en nutrición de los animales ya que está compuesta de materia orgánica e inorgánica. Los componentes orgánicos más importantes son: i) los carbohidratos, que son abundantes en los forrajes vegetales; ii) la proteína, que es el principal compuesto nitrogenado en vegetales y animales; y iii) el contenido lipídico, que es variable en los forrajes. La fracción inorgánica está constituida por los minerales [8].

El análisis de los forrajes comienza por la estimación de humedad y MS El método de referencia más usado es la Horno con covección de aire con aire a convección conocido como gravimétrico, el cual es un método validado y ampliamente difundido en los laboratorios que realizan análisis de forrajes. Sin embargo, el tiempo de secado puede variar entre 24 a 72 horas, dependiendo del forraje, y el equipo puede ser costoso [9]. En contraste, el uso del horno microondas es una tecnología relativamente nueva que permite un secado de muestra en un tiempo menor que fluctúa entre 10 a 20 minutos con la posibilidad de usar electrodomésticos de bajo costo [10].

La variedad de forrajes encontrados en el mercado para la crianza de animales muestra una gran oportunidad de diseñar dietas que satisfagan los requerimientos nutricionales. Sin embargo, el origen y el contenido nutricional es muy fluctuante. Por lo que, encontrar un método de secado rápidos y que no altere la composición nutricional, sería una herramienta útil para tomar decisiones que optimicen la gestión la alimentación y corregir, de ser necesario, desbalances nutricionales. Por lo antes mencionado, el objetivo de esta investigación fue comparar los métodos de secado de forraje para obtención de materia seca por Horno con convección de aire y horno microondas en diferentes forrajes pecuarios, y el efecto de cada método sobre la composición química de cada forraje.

La presente investigación se llevó a cabo de junio a diciembre del año 2022, en el laboratorio de Nutrición Animal de la Facultad de Ciencias Agrícolas en la Universidad Central del Ecuador.

Para el estudio se seleccionaron 6 materias primas comúnmente usadas en la alimentación de los animales: maíz amarillo (MA) (Zea mays), pasta de soya (PS) (Glycine max L.) rechazo de verde (RV) (Musa × paradisiaca), ensilaje de maíz (EM), la alfalfa (AL) (Medicago sativa) se evaluó en vida media foliar cuando acumula 350 grados día de acuerdo a la temperatura promedio de 16 °C esto ocurre cada 31 días post corte y el raigrás perenne (RP) (Lolium perenne) se evaluó en vida media foliar, cuando acumulo 300 grados día de acuerdo a la temperatura promedio de 16 °C esto ocurre cada 25 días post corte . Se analizaron 40 muestras de cada uno de los forrajes, cada muestra se dividió en 2 submuestras para ser sometidas a los métodos secado, horno de secado con convección de aire (HC) y horno microondas (HM).

Para estimar el contenido de MS en el horno microondas se utilizó el método mencionado por [11]. El MA (figura 1), PS (figura 2), Para el MA, PS y EM el peso a secar fue de 25 g, mientras que para el RV se pesó 20 g, en la AL y RP 22 g. El tiempos de secado para el AL y RP fue 30 segundos, mientras que para el RV y EM fue de 60 segundos. El número de veces que fue necesario repetir los tiempos de secado vario dependiendo del tipo de forraje. Por ejemplo, para el secado del MA, PS, AL y RP fue necesario realizar 20 repeticiones, mientras que para RV y EM se requirió 14 y 25 repeticiones respectivamente. Se utilizó un horno microondas con capacidad de 30 L, con una potencia de salida 1000 W, una frecuencia de operación 2450 MHz y se usó la función cocción.

Figura 1
Proceso para determinar porcentaje de MS de maíz amarillo (Zea mays) en horno microondas. a] Peso de la muestra. b] Disposición de las muestras en el plato del microondas. c] las muestras en el proceso de secado

Figura 2
Proceso para la obtención de porcentaje de MS de rechazo de verde (Musa × paradisiaca) en horno microondas. a] Verde picado en rodajas. b] Pesaje de las muestras. c] Muestras en el microondas. d] Muestras secas.

El método de secado con Horno con convección de aire se lo realizado de acuerdo al método de [12], el cual se basa en el método gravimétrico que consiste en la eliminación de agua a través del uso de calor y ventilación constante. Se secó a una temperatura de 60 °C por 48 horas (figura 3). El tamaño de muestra a secar fue de 20 g para MA, 21 g para PS, 110 g para RV, 100 g EM , 110 g para AL y RP. La composición química de los forrajes se determinó de acuerdo la metodología de la AOAC: proteína bruta (Pb), fibra bruta (Fb), extracto (EE) y cenizas [13].

Figura 3
Proceso para la obtención de porcentaje de MS de pasta de soya (Glycine max L ) en Horno con convección de aire. a] Pesaje de muestras. b] Muestras listas para ser secadas. c] muestras en el proceso de secado.

Para el análisis estadístico se utilizó la prueba de varianza paramétrica de Tukey (p < 0,05), donde cada factor se sometió a un análisis en Diseño Completamente al Azar (DCA). Se realizaron análisis de los supuestos para determinar que se cumpla con la normalidad.

El método de secado tiene influencia sobre la concentración de MS y se diferencia estadísticas (p<0.05) en los diferentes forrajes (Tabla 1). El HM obtuvo un mayor concentración de MS en los forrajes MA, PS, RV y AL, en el mismo orden 89.6 %, 94.3%, 23.3%, 14.9%; mientras que con HC los valores de MS fueron de 88.0%, 91.3%, 22.7%, 12.7%, respectivamente. Por otro lado, el RP alcanzó valores mayores concentraciones de MS con el HC 12.2 % y con HM 12.1%, mientras que el EM no tuvo diferencias estadísticas (p>0.05) en los método de secado.

Respecto al contenido de PB se obtuvo diferencias estadísticas (p<0.05) en los métodos de secado, el HC tuvo mayores contenidos de PB en PS se registró 46.1 % y en EM 9.7%, con HM los contenidos de PB fueron menores de 45.3% en PS y 9.2% en EM; (Tabla 1), mientras que el HM tuvo mayores contenidos de PB en AL 33.3 % y RP 17.7% los valores registrados fueron menores con HC 31.0% y 16.2% respectivamente . El RV y el MA no vieron alterados sus contenidos de PB por los métodos de secado.

El EE fue poco influenciado por el método de secado. En MA, RV, EM, AL y RP no se observaron diferencias estadísticas (p>0.05). Únicamente la PS tuvo diferencias estadísticas (p<0.05), las muestras que se secaron en HC tuvieron valores mayores y alcanzaron una concentración de 1.3% y con HM valores de 0.9%.

La FB tuvo diferencias estadísticas (p<0.05). El MA, AL y RP al secarse en HC registraron valores de 1.1%, 16.4% y 22.2%, respectivamente; siendo estos más altos que las muestras secadas en HM en el mismo orden 0.9%, 11.8% y 21.3%. Mientras que PS, RV y EM, no vieron afectados sus valores de FB por el método de secado.

El contenido de cenizas tuvo diferencias estadísticas (p<0.05). Así por ejemplo en el HC los forrajes PS, AL y RP registrando valores de 7.2, 11.2 y 11.8 respectivamente, estos valores son a los que se registraron cuando se secaron en HM en el mismo orden 6.8, 10.5 y 10.9 , mientras (Tabla 1). El HM tuvo mayores valores con el RV. Mientras que el MA y EM no fueron influenciados.

Tabla 1
Efecto del método de secado horno de secado con convección de aire (HC) y horno microondas (HM) en el porcentaje de materia seca (MS) y la composición química de diferentes forrajes. Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (p<0,05). Ausencia de letras indica que no hay diferencias significativas.

La temperatura y el tiempo al cual son expuestos los forrajes para estimar su contenido de MS tienen influencia sobre el contenido de compuestos orgánicos, por lo que estos factores a estudiar para mantener intacto la composición química de los forrajes [14]. [15] afirman que se puede utilizar el HM en los análisis de humedad de rutina, reemplazando la técnica del HC que requiere tiempos más largos, sin embargo, los autores aclaran que se debe ajustar el tiempo de exposición y la potencia del microondas. [16] obtuvo datos similares a los de la esta investigación y concluyen que las determinaciones de MS por el HM y HC fueron similares. [17] ratifica lo anterior y añade que el HM es una técnica precisa para estimar MS y sus datos son muy repetibles. [18] añade que para manejar secar muestras en el HM se debe considerar la potencia y el disminuir el espesor de las muestras, para homogenizar el tamaño de las partículas.

El HM obtuvo un mayor concentración de MS en 4 de los 6 forrajes en la investigación. Según [19] esto se debe a que la energía de microondas tiene la ventaja de una mayor penetración de energía en forrajes con alto contenido de humedad como es el caso del RV en esta investigación. [20] adiciona que, durante el secado por HM, el calor se convierte en energía electromagnética, incrementando la velocidad de secado en comparación con el secado HC, donde el calor se transfiere del exterior al interior. Sin embargo [21] aclaran que puede haber contrastes en el secado de diferentes vegetales, si bien el microondas extrae rápidamente agua en algunos de ellos se puede retener agua en tejidos vegetales.

Los análisis químicos de los forrajes permiten observar que las diferencias por el método de secado son mínimas. Según [22] concluyen que, se tienen valores de secado superiores con HM, y esto se traduce en contenidos mayores de nutrientes en base seca. No obstante [23] menciona que existen efectos nutricionales del HM sobre las proteínas, los lípidos y los minerales son mínimos, siempre que se usen de manera adecuada el microondas. [24] añaden que la exposición de los forrajes al microondas mejoró las características de la proteína, como la solubilidad de la proteína y la digestibilidad.

Si bien el uso del HM en la investigación ha demostrado ser una herramienta que se puede usar con este propósito de estimar MS en forrajes, la potencia y tiempo de exposición mal utilizados pueden alterar el contenido químico de los forrajes. Como lo aseguran [25] al afirmar que incremento de la temperatura, tiene como respuesta una carbonización en la MS. También se pueden observar cambios en los aceites como lo reportan [26] potencia superior a los 900 W de los microondas, pueden inducir a cambio en las estructuras químicas del aceite de chía y pérdidas en los componentes bioactivos. Los carbohidratos sometidos a un mal secado puede mostrar actividades inhibidoras de α-amilasa, lo cual disminuye la disponibilidad [27].

Con base en los resultados obtenidos en la investigación se puede concluir que los métodos de secado tienen incidencia en la concentración MS, el HM alcanzo mayores % de MS en el maíz amarillo, pasta de soya, rechazo de verde y alfalfa, el HC tuvo mayores niveles de MS con el raigrás perenne, mientras que en el ensilaje de maíz obtuvo similares valores de MS en los dos métodos de secado. El método de secado tuvo incidencia en la composición química de los forrajes, así por ejemplo de los 6 forrajes analizados en la PB se observó diferencias en 5, FB en 3, EE en 1 y cenizas en 4. Finalmente, el HM puede ser utilizado como un método alternativo del HC para estimar el contenido de MS de los forrajes. Sin embargo, puede haber diferencias en las concentraciones de MS y composición nutricional de los forrajes.

Cómo citar este artículo: Gutiérrez-León, F. A., Artos-García, R. B., Portilla-Narvaez A. R. (2023). “Influencia del método de secado (horno con convección vs horno microondas), sobre la composición nutricional de diferentes forrajes” Revista Politécnica, 19(37), 111-118. https://doi.org/10.33571/rpolitec.v19n37a8

https://revistas.elpoli.edu.co/index.php/pol/article/view/2085/2085 (pdf)

https://revistas.elpoli.edu.co/index.php/pol/article/view/2085/2103 (html)

Los autores agradecen a la Comisión de Investigación de la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Central del Ecuador por haber financiado el proyecto de investigación