Ensilaje de cascara de banano maduro con EM™ como alte

Transcripción

UNIVERSIDAD EARTH
ENSILAJE DE CÁSCARA DE BANANO MADURO CON MICROORGANISMOS
EFICACES COMO ALTERNATIVA DE SUPLEMENTO PARA GANADO BOVINO
FRANK GUILLERMO INTRIAGO FLOR
SERGIO ALEJANDRO PAZ MEJÍA
Trabajo de Graduación presentado como requisito parcial para optar al título
de Ingeniero Agrónomo con el grado de Licenciatura
Guácimo, Costa Rica
Diciembre, 2000
Trabajo de Graduación presentado como requisito parcial para optar al título de
Ingeniero Agrónomo con el grado de Licenciatura
Profesor Asesor
Richard Taylor Ph. D.
Profesor Coasesor
Carlos Hernández Ph. D.
Decano
Daniel Sherrard, Ph.D.
Candidato
Frank Guillermo Intriago Flor
Candidato
Sergio Alejandro Paz Mejía
Diciembre, 2000
ii
DEDICATORIA
Queremos dedicar este trabajo a Dios y a la Virgen Dolorosa, por
darnos la vida para poder concluir estos cuatro años de estudio.
A nuestros padres, por su esfuerzo y apoyo en nuestros años de
educación profesional.
A nuestros abuelos paternos y maternos, tíos y demás familiares.
En especial a nuestros hermanos y hermanas.
A todos los ganaderos de leche y de carne, ustedes son la razón
principal en la realización de este estudio.
Frank Intriago Flor & Sergio Paz Mejía
iii
AGRADECIMIENTO
A Dios por habernos iluminado en todos nuestros años de estudio.
A nuestros padres, su sacrifico se ve reflejado en la terminación de
este trabajo.
A nuestros hermanos y hermanas, gracias por su apoyo en todo
momento.
A los profesores Richard Taylor y Carlos Hernández su ayuda e
ideas fueron indispensables para la finalización de este trabajo.
A nuestros becantes, gracias por confiar y trabajar por el desarrollo
profesional de jóvenes latinoamericanos.
A FRUCTA de Costa Rica, por habernos ayudado en la realización
del estudio.
A los laboratorios, de Concentrados de la Dos Pinos y de la Escuela
Química de la UCR. En especial a Sandra Quirós y Eduardo Obando
gracias por su ayuda en la obtención de resultados.
A nuestra querida Universidad, gracias por permitirnos educarnos y
conocer su misión durante estos cuatro años de estudio. En especial
al personal de la planta de Papel y la Lechería de EARTH, su
colaboración contribuyó a que este trabajo se realizará.
Frank Intriago Flor & Sergio Paz Mejía
iv
RESUMEN
La sobreproducción de banano y las estrictas normas de calidad en los mercados
internacionales han provocado un excedente de fruta de desecho. Una de las
alternativas que se ha buscado para aprovechar este desecho es la producción de
puré de banano. Este es un proceso que genera una cantidad considerable de
cáscara de banano maduro, la cual se convierte en contaminante ambiental si no
es aprovechada. El presente estudio sirvió para dar seguimiento a la investigación
iniciada por López y Ralda (1999) con el propósito de desarrollar un método
eficiente para conservar la cáscara de banano maduro para aprovecharla en la
alimentación animal.
En la primera etapa del proyecto se hizo un ensayo
preliminar en el cual se evaluó el efecto de extraer los lixiviados durante el proceso
de estabilización con microorganismo eficaces (EM) de la cáscara de banano
maduro.
Se encontró que al extraer lixiviados, el contenido de materia seca
aumentaba sin que se alterara la composición nutricional del producto final. Con el
propósito de estudiar cual era la concentración más indicada de EM a usar para
estabilizar el ensilaje, se realizó un experimento usando EM al 2 y 5%. Como
indicadores de la calidad del ensilaje, se cuantificó el porcentaje de materia seca,
la proteína cruda, la fibra detergente ácida, la fibra detergente neutra, las cenizas,
el extracto etéreo, el pH de la cáscara y el contenido energético. Adicionalmente,
se midió el porcentaje de ácido propiónico en el ensilaje, el pH de los lixiviados y el
peso inicial y final del producto sometido a ensilaje. Se observó que el producto
ensilado contenía un mayor porcentaje de materia seca, fibra detergente ácida y
fibra detergente neutra, extracto etéreo y un pH menor que la cáscara de banano
maduro fresca. El porcentaje de proteína cruda tanto en el producto fresco como
ensilado fue de 8,5%, lo que indica que no hubo alteración de la calidad del
producto durante el proceso de fermentación anaeróbica. No hubo diferencias
estadísticamente significativas (p<0,05) para la composición nutricional y calidad
del ensilaje entre los tratamientos evaluados, exceptuando la fibra detergente
v
ácida, que fue mayor en el tratamiento de EM al 5%, lo que teóricamente podría
limitar la capacidad de consumo del ensilaje por parte de los animales.
Los
valores de ácido propiónico en el ensilaje fueron inferiores al 0,4%, lo que indica la
buena calidad del ensilaje. El contenido de energía fue en promedio de 3500
Kcal/kg tanto en la cáscara de banano maduro fresca como en el ensilaje, lo que
indica que no hubo pérdidas durante el proceso de estabilización. El consumo del
ensilaje por parte de las vacas fue excelente, observándose una disminución en el
tiempo de consumo conforme los animales se acostumbraban al producto. Los
costos estimados de producción del ensilaje son de $0,11 US Dólares por
kilogramo de material ensilado. La planta semi industrial que se propone para
estabilizar cáscara de banano maduro tiene un costo de $5 694,57 US Dólares.
Palabras claves: Cáscara de banano maduro, producción de puré de banano,
ensilaje, fermentación, microorganismos eficaces, análisis nutricional, silo de
galleta, ácido propiónico, valor energético.
INTRIAGO, F.; PAZ, S. 2000. Ensilaje de Cáscara de Banano Maduro con
Microorganismos Eficaces (EM) como alternativa de suplemento para ganado
bovino. Trabajo de Graduación. Universidad EARTH. Guácimo, Costa Rica. 49 p.
vi
ABSTRACT
The excess production of bananas and the stricter quality regulations for
international markets has accounted for an excess of rejected fruit. One of the
alternatives for using the culled fruit is the production of banana puree. This is a
process that generates a considerable amount of ripe banana peels, which
become an environmental pollutant if not properly used.
The present project
consisted in continuing the investigation started by López and Ralda (1999) with
the objective of developing an efficient method to conserve ripe banana peels, to
use in animal feeding.
In the first stage of the project, an initial study was
conducted to evaluate the extraction of leachates during the stabilization process
with effective microorganisms (EM) of the ripe banana peels. The study indicated
that the extraction of leachates increased the dry matter percentage of the ensiled
product and did not affect its nutritional composition. In order to determine the
appropriate concentration of EM to use in the stabilization of the ensiled material,
an experiment was carried out using 2 and 5% concentrations of EM.
The
percentages of dry matter, crude protein, acid detergent fiber, neutral detergent
fiber, ashes, ethereal extract, pH of the banana peels and energy content were
quantified as quality indicators of the silage.
Additionally, the percentage of
propionic acid for the silage, pH of the leachates and initial and final weights of the
ensiled material were measured. The silage contained a higher percentage of dry
matter, acid detergent fiber, neutral detergent fiber and a lower pH of the peels
than the fresh ripe banana peels.
The percentage of crude protein was, in
average, 8,5% for the fresh and ensiled material, which indicates that there was no
alteration of the quality of the product during the anaerobic fermentation.
No
statistically significant differences (p<0.05) were found for the nutritional
composition and quality of the silage, except for the percentage of acid detergent
fiber, which was higher in the EM 5% treatment; this could theoretically affect the
capacity of the consumption of the silage by cattle. The values for propionic acid
vii
were lower than 0,4%, which indicates the good quality of the silage. The ene rgy
content was, in average, 3500 Kcal/kg for both the fresh and ensiled material. The
consumption of the silage by the cows was excellent, and a decrease in
consumption time was observed as the animals got accustomed to the product.
The estimated produc tion costs for the silage are $ 0,11 US Dollars per kilogram of
ensiled material. The cost for establishing the proposed semi industrial plant to
stabilize ripe banana peels is $ 5 694,57 US Dollars.
Key words: Ripe banana peels, production of banana puree, silage, fermentation,
effective microorganisms, nutritional analysis, silage pack, propionic acid, energetic
value.
INTRIAGO, F.; PAZ, S. 2000. Ripe Banana peel silage with Effective
Microorganisms (EM) as an alternative of supplementation for cattle. Graduation
project. EARTH University. Guácimo, Costa Rica. 49 p.
viii
TABLA DE CONTENIDO
Página
DEDICATORIA ..............................................................................................................III
AGRADECIMIENTO....................................................................................................IV
RESUMEN .....................................................................................................................V
ABSTRACT..................................................................................................................VII
TABLA DE CONTENIDO............................................................................................IX
LISTA DE CUADROS .................................................................................................XI
LISTA DE FIGURAS .................................................................................................XIII
LISTA DE ANEXOS.................................................................................................. XIV
1.
INTRODUCCIÓN.......................................................................................................... 1
2.
OBJETIVOS .................................................................................................................. 3
2.1.
2.2.
3.
OBJETIVO GENERAL ..................................................................................... 3
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................... 3
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA..................................................................................... 4
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
USO DE RESIDUOS AGROINDUS TRIALES EN LA ALIMENTACIÓN
DE BOVINOS .................................................................................................... 4
USO DE REMANENTES BANANEROS EN LA ALIMENTACIÓN
BOVINA .............................................................................................................. 4
3.2.1. CÁSCARA DE BANANO MADURO.................................................. 6
3.2.1.1. Origen de la cáscara de banano maduro......................... 6
3.2.1.2. Composición química .......................................................... 6
PROCESO DE ENSILAJE............................................................................... 7
3.3.1. Función de los Microorganismos en el Proceso de Ensilaje ......... 8
3.3.2. Factores que afectan la calidad del Ensilaje .................................... 8
3.3.2.1. Materia Seca......................................................................... 9
3.3.2.2. Cantidad de Aire................................................................... 9
3.3.2.3. Aditivos en el Ensilaje ......................................................... 9
3.3.3. Tipos de Silos......................................................................................10
3.3.3.1. Silos Plásticos.....................................................................10
3.3.3.2. Silos de Compresión al Vacío ..........................................10
3.3.3.3. Silos de Zanja (Trincheras) ..............................................11
3.3.3.4. Silos Verticales (Torres)....................................................11
USO DE MICROORGANISMOS EFICACES EN EL ENSILAJE ............11
3.4.1. Componentes del Cóctel de Microorganismos Eficaces..............12
3.4.1.1. Bacterias Fotosintéticas ....................................................12
ix
3.5.
3.6.
4.
MATERIALES Y MÉTODOS ....................................................................................16
4.1.
UBICACIÓN DEL EXPERIMENTO ..............................................................16
4.2.
DISEÑO DE LAS GALLETAS PARA EL ENS ILAJE DE LA CÁSCARA
DE BANANO MADURO.................................................................................16
DESCRIPCIÓN DE LOS TRATAMIENTOS ...............................................18
MATRIZ EXPERIMENTAL ............................................................................19
DISEÑO EXPERIMENTAL ............................................................................20
ANALISIS ESTADÍSTICO..............................................................................20
MUESTREO DEL EXPERIMENTO..............................................................20
VARIABLES ANALIZADAS ...........................................................................21
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
5.
3.4.1.2. Bacterias Lácticas..............................................................12
3.4.1.3. Levaduras............................................................................12
3.4.2. Uso de EM en ensilajes para alimentación animal.......................12
ANÁLISIS DE CALIDAD DE ALIMENTOS PARA ANIMALES................13
3.5.1. Método de Weende ............................................................................13
3.5.1.1. Método de Van Soest ........................................................14
3.5.1.2. Fibra Detergente Neutra ...................................................14
3.5.1.2. Fibra Detergente Ácida .....................................................15
BOMBA CALORIMETRICA ...........................................................................15
RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................23
5.1.
5.2.
5.3.
ANÁLISIS DE FACTORES NUTRICIONALES, CALIDAD Y CONSUMO
DEL ENSILAJE................................................................................................23
PROPUESTA PARA EL ESTABLECIMIENTO DE UNA PLANTA DE
ENSILAJE DE CÁSCARA DE BANANO MADURO ..................................33
5.2.1. Costos asociados con la producción del Ensilaje .........................34
FLUJO DE MATERIALES..............................................................................37
6.
CONCLUSIONES.......................................................................................................38
7.
RECOMENDACIONES .............................................................................................40
8.
LITERATURA CITADA.............................................................................................41
9.
ANEXOS ......................................................................................................................46
x
LISTA DE CUADROS
Cuadro
Página
Cuadro 1. Contenido promedio de materia seca (%) ± error estándar, en la cáscara
de banano maduro fresca y ensilada con 2 y 5% de EM..........................24
Cuadro 2. Contenido promedio de proteína cruda (%)± error estándar, en la
cáscara de banano maduro fresca y ensilada, con 2 y 5% de EM..........24
Cuadro 3. Contenido promedio de la fibra detergente ácida (%) ± error estándar,
en la cáscara de banano maduro fresca y cáscara ensilada, con 2 y 5%
de EM.................................................................................................................25
Cuadro 4. Contenido promedio de la fibra detergente neutra (%) ± error estándar,
en la cáscara de banano maduro y cáscara ensilada, con 2 y 5% de EM.
............................................................................................................................26
Cuadro 5. Contenido promedio de las cenizas (%) ± error estándar, en la cáscara
de banano maduro y cáscara ensilada, con 2 y 5% de EM......................27
Cuadro 6. Contenido promedio del extracto etéreo (%) ± error estándar, en la
cáscara de banano maduro y cáscara ensilada, con 2 y 5% de EM.......27
Cuadro 7. Contenido promedio del pH y el peso ± error estándar en la cáscara
ensilada, con 2 y 5% de EM...........................................................................28
Cuadro 8. Contenido promedio de la energía ± error estándar, en la cáscara de
banano maduro y cáscara ensilada, con 2 y 5% de EM. ..........................29
Cuadro 9. Porcentaje promedio de ácido propiónico ± error estándar del ensilaje
en la cáscara ensilada, con 2 y 5% de EM..................................................30
Cuadro 10. Contenido promedio del volumen y pH de los lixiviados ± error
estándar extraídos durante el ensilaje de cáscara de banano maduro,
con 2 y 5% de EM. ...........................................................................................31
Cuadro 11. Pruebas de palatabilidad del ensilaje de cáscara de banano maduro
con microorganismos eficaces en seis vacas de doble propósito de la
lechería de EARTH. .........................................................................................32
Cuadro 12. Costo de Maquinaria e Instrumentos a utili zarse en planta productora
de cáscara de banano maduro......................................................................34
xi
Cuadro 13. Análisis de gastos diarios en planta productora de ensilaje de cáscara
de banano maduro...........................................................................................36
Cuadro 14. Costos por kilogramo de ensilaje de cáscara de banano maduro y de
concentrados fabricados con granos importados. ......................................36
xii
LISTA DE FIGURAS
Figura
Página
Figura 1. Aparato utilizado en la elaboración de las galletas para el ensilado de
cáscara de banano maduro............................................................................18
Figura 2. Matriz Experimental del Estudio del ensilaje de cáscara de banano
maduro...............................................................................................................19
Figura 3. Prueba de palatabilidad del ensilaje de cáscara de banano maduro
durante 5 días consecutivos, en vacas de doble propósito de la lechería
de EARTH. ........................................................................................................32
Figura 4. Planta productora de Ensilaje de Cáscara de Banano Maduro como
suplemento en la alimentación de ganado bovino, EARTH 2000. ..........35
Figura 5. Flujo de materiales para la elaboración del ensilaje de cáscara de
banano maduro con microorganismos eficaces. ........................................37
xiii
LISTA DE ANEXOS
Anexo
Página
Anexo A . ...........................................................................................................................47
Cuadro A.1. Composición de la cáscara de banano maduro según varios ............47
investigadores. ..................................................................................................................47
Cuadro A.2. Composición de la cáscara de banano maduro. ...................................47
Anexo B. ............................................................................................................................48
Cuadro B.1. Análisis de laboratorio del ensilaje de cáscara de banano maduro con
Microorganismos eficaces (EM) 2% y 5% sin lixiviados............................48
xiv
1. INTRODUCCIÓN
La necesidad de manejar los desechos agroindustriales ha cobrado
importancia durante los últimos años debido a la alta producción agrícola en
América Latina. Muchos factores han influido para que este fenómeno suceda;
entre otros, la apertura de mercados y mejoras en las técnicas de producción
existentes.
En este sentido, la actividad bananera ha sido una de las más
productivas e intensivas.
Sin embargo, las actuales políticas ambientales y
económicas con respecto a la producción bananera a nivel mundial han impuesto
nuevas exigencias para los productores y exportadores.
Esto se debe
principalmente al alto uso de plaguicidas y la generación de desechos como los
plásticos, pinzote y el banano de rechazo. Por este motivo, se han propuesto una
serie de proyectos para poder manejar estos desechos, con el fin de optimizar el
uso de los recursos y dar paso a un desarrollo sostenible en la producción
bananera.
El uso de los subproductos agroindustriales en la alimentación o
suplementación de bovinos ha originado un proceso que permite dar una opción
de manejo a los desechos productivos. Este uso de los desechos o remanentes
degradables agroindustriales ha resultado ser una excelente opción, y se han
generado muchos estudios para la búsqueda de fuentes de alimentación
alternativa. Una de las más conocidas es la alimentación a base de subproductos
de la caña de azúcar (melaza, melote y bagazo). Se hace necesario, sin embargo,
buscar fuentes posibles de alimentación animal que se ajusten al medio de
producción en cada región.
El desecho que se evaluó en este estudio es la cáscara de banano maduro
proveniente de la industria procesadora de puré de banano; este desecho es
abundante en Costa Rica y en otros países productores de banano.
Su
importancia radica en que se está obteniendo una nueva fuente local para la
1
alimentación de bovinos a partir de la producción bananera, que ayuda a reducir el
consumo de concentrados.
De manera global, el beneficio radica en el uso
adecuado de un recurso poco explotado, que puede provocar contaminación
ambiental a causa de su subutilización o mal manejo.
El proyecto pretende
generar alternativas, acordes a la filosofía de EARTH, en el manejo de desechos y
contribuir en la reducción del impacto ambiental por parte de las industrias
procesadoras de frutas.
Este estudio se desarrolló con base en el proyecto realizado por Raúl López
y Gustavo Ralda en 1999, quienes ensayaron diferentes tratamientos para ensilar
cáscara de banano maduro con microorganismos eficaces.
Sus hallazgos en
cuanto a tiempo de estabilización y modelo del ensilaje sirvieron como base para
este trabajo. Sin embargo, se creó una metodología de ensilaje distinta, con el fin
de adecuarla a un medio de producción masivo del producto estabilizado.
Con la cáscara de banano proveniente de la empresa FRUCTA de Costa
Rica, se desarrolló un suplemento a través de la fermentación anaeróbica y la
estabilización del producto con Microorganismos Eficaces (EM). El proyecto inició
con un estudio preliminar para medir el efecto de la extracción o no de lixiviados.
El estudio final midió el efecto de dos concentraciones diferentes de EM en un
sistema de ensilaje en bolsa con drenaje de lixiviados. Las variables analizadas
fueron su valor nutricional, contenido de ácido propiónico, valor energético y
palatabilidad en bovinos.
Una vez definida la funcionalidad de la metodología de acuerdo a los
resultados que se obtuvieron en cuanto a composición nutricional, calidad y
aceptación del producto, se procedió a hacer un esquema de flujo para la
producción masiva del producto estabilizado. Para este fin, se consideraron todos
los costos de operación, como lo son principalmente: maquinaria para la
fabricación de pacas de silo, cajas para almacenaje, costo de la materia prima
puesta en planta y tubería para recolección de li xiviados.
2
2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GENERAL
•
Elaborar un suplemento animal de bajo costo a partir de cáscara de banano
maduro.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•
Evaluar el proceso de fermentación de la cáscara de banano maduro con
microorganismos eficaces (EM).
•
Desarrollar una metodología de ensilaje de bajo costo.
•
Caracterizar el componente nutricional predominante en la cáscara de
banano maduro.
•
Analizar la palatabilidad del ensilaje en bovinos, con el fin de utilizarlo en la
alimentación animal.
•
Determinar la calidad y los costos de producción del ensilaje.
3
3. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
3.1. USO DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES EN LA ALIMENTACIÓN DE
BOVINOS
Los residuos agroindustriales pueden ser sólidos o semisólidos que se han
originado de alguna actividad agraria o industrial. Muc hos de estos subproductos,
provenientes del arroz, trigo, café, banano, caña de azúcar, cítricos, piña y yuca,
son contaminantes, debido a que no se le esta dando un buen uso a través de
técnicas adecuadas de manejo. Por mucho tiempo, en la explotación industrial del
banano, la mayoría de los residuos de fruta no aprovechable han sido lanzados a
las vías, laderas y ríos (Castro, 1974).
Los principales componentes en la alimentación del ganado bovino son
agua, sal, energía, proteína y minerales, que son fuentes esenciales para el
metabolismo de los mismos (MAG, 1991).
Cada uno de estos componentes
cumple con diferentes funciones esenciales para el crecimiento, reproducción y
producción de los animales. En el ganado se pueden utilizar dos categorías de
alimentos: los concentrados y los forrajes. Los concentrados contienen productos
energéticos y proteicos.
La importancia de utilizar desechos agroindustriales ha contribuido a
diversificar y mejorar la calidad de los residuos en un reproceso para la
alimentación
animal.
En
California,
por
ejemplo,
los
desechos
de
la
industrialización de cítricos, el orujo de manzana y el orujo de uva, de alto
contenido energético, se utilizan en la alimentación animal (Wernli, 1982).
3.2. USO DE REMANENTES BANANEROS EN LA ALIMENTACIÓN BOVINA
En Costa Rica, se producen anualmente alrededor de 270 000 toneladas de
banano de rechazo, lo que representa un 16% de la producción nacional de
banano para exportación. Esta fruta es en parte vendida en mercados locales,
4
pero aún quedan grandes cantidades de desecho, lo que constituye un serio
problema como fuente de contaminación ambiental (Russo y Hernández, 1993).
Las razones principales por las cuales se rechaza la fruta para exportación son
principalmente por daños de campo, cosecha, transporte o por defectos naturales
o ambientales; entre estos se pueden mencionar: cicatrices por quema con hoja,
puntal, manchas de látex, maltrato, daños por insectos y manchas por madurez
(Castro, s.f.).
El uso de banano verde y maduro como suplemento en la alimentación de
animales ha sido extenso y ha ayudado a reducir los volúmenes de contaminación.
Los desechos de la producción bananera, como lo son hojas, raquis y
pseudotallos, también se pueden usar en la alimentación animal, principalmente
en la elaboración de harinas, para su posterior uso en concentrados (Soto, 1992).
Sin embargo, este tipo de aprovechamiento es muy reducido debido a que estos
desechos son utilizados en la mayoría de los casos para la elaboración de abonos
orgánicos, como también en forma de cobertura en la misma plantación de banano
(Soto, 2000).
En dos ensayos de campo realizados en Ecuador y en la Universidad de
Michigan State por Nielson y Cook (1979) se evaluó el uso de alimento de banano
verde de rechazo como componente para concentrado de vacas lactantes. No se
observaron diferencias significativas con respecto a producción y composición de
leche de vacas en pastoreo, usando el alimento de banano verde en comparación
con concentrados que contenían maíz y trigo. Esto implica que este subproducto
en un sustituto aceptable del trigo y maíz en los concentrados, con la ventaja de
ser de mucho menor costo económico.
Además de reducir los costos de
alimentación, también contribuye a reducir la contaminación por exceso de banano
de rechazo.
El uso de banano fresco como parte del rechazo que se genera de las
empacadoras es una buena fuente de la alimentación animal, que ha sido utilizada
5
por pequeños ganaderos como un recurso más en la dieta de los bovinos. Según
Boschini, et al (1998), en la Meseta Central de Costa Rica el desecho de la
cáscara de banano maduro es consumido por más del 50 % de las lecherías
ubicadas en esta zona.
El banano maduro puede también reemplazar
satisfactoriamente al maíz en pequeñas raciones para crecimiento y acabado de
cerdos. Una de las ventajas de utilizar desechos de banano como suplemento
proteico es que se reducen considerablemente los costos en relación al aumento
de peso de los animales (Castro, 1974). En otros estudios, se ha utilizado la
cáscara de banano maduro, por su alto valor energético (Archibald, 1949).
3.2.1. CÁSCARA DE BANANO MADURO
3.2.1.1. Origen de la cáscara de banano maduro
La cáscara de banano maduro proveniente de la industria de puré es
procesada por dos grandes empresa en la zona atlántica de Costa Rica, las cuales
son: Mundimar, que procesa 500 toneladas diarias y FRUCTA de Costa Rica, que
procesa 45 toneladas diarias de banano maduro (Benavides, 2000).
En la
actualidad el uso de la cáscara de banano está dado como materia orgánica en
los rellenos en suelos que fueron anteriormente utilizados en la producción
bananera.
3.2.1.2. Composición química
La cáscara de banano transforma alrededor del 90% de su almidón a
azúcares aproximadamente 12 días después de su cosecha; un contenido de
hasta 14,6% de azúcares en base seca ha sido encontrado. El contenido de fibra
en la cáscara es del 13% en base seca. Los principales componentes de la
cáscara son: celulosa (25%), hemicelulosa (15%) y lignina (60%) (Clavijo y Maner,
1974; Bolívar y Rojas, 1970; Von Loesecke, 1950).
La cáscara de banano verde tiene un contenido muy alto de taninos, que
confieren un sabor astringente a la fruta y limitan su digestibilidad. Sin embargo,
6
conforme avanza la maduración de la fruta, los taninos se transforman y se pierde
el sabor astringente (Meseguer, 1983).
Se han encontrado distintos valores para los porcentajes de componentes
nutritivos de la cáscara, principalmente en investigaciones hechas por Archibald
(1949), Axtmayer y Cook (1942), Bolívar y Rojas (1970), Boschini et. al (1998), y
López y Ralda (1999), como se puede observar en el Anexo A.
3.3. PROCESO DE ENSILAJE
El ensilaje es una técnica muy antigua que hace posible la conservación de
forrajes a través de la fermentación de los azúcares y almidones disponibles en las
plantas para producir ácidos, que ayudan a conservar el valor nutritivo de los
forrajes (Gómez, 1990).
Durante el proceso de ensilaje se producen fermentaciones de azúcares y
almidones
por
la
acción
de
microorganismos
anaeróbicos,
formándose
principalmente ácidos lácticos y acético a partir de carbohidratos en el ensilado. Al
alcanzarse un pH de 3,5 a 4, se detiene la fermentación y se asegura la
estabilidad del producto. Esta alta acidez inhibe la fermentación butírica, la cual
se da como consecuencia de la descomposición del ácido láctico por bacterias del
género Clostridium . Para asegurar una adecuada fermentación, es necesario la
total extracción del aire del ensilaje para evitar la fermentación butírica; esto se
puede lograr mediante una adecuada compactación del material a ser ensilado
(García, 1979).
Para la producción del ensilaje se requiere un sistema hermético en el cual
el forraje se compacta para extraer el máximo de aire posible y luego se sella.
Existen fases químicas, físicas y biológicas que se dan en el ensilaje que son: a.)
respiración, donde se da el consumo residual del oxígeno por parte de las células
vegetales y los microorganismos, además de la acumulación de CO2 y el aumento
de la temperatura; b.) proliferación de bacterias productoras de ácido acético e
7
inicio de la acidificación: estas bacterias son componentes naturales de las
plantas; c.) proliferación del ácido láctico: se inicia a partir del tercer día después
de haberse sellado el ensilaje (Veléz, 1997).
La respiración celular cumple una función importante durante el ensilaje;
promueve la absorción del oxígeno y se disminuye el contenido de anhídrido
carbónico con la producción de calor. Esta condición anaeróbica promueve la
multiplicación de bacterias lácticas anaerobias y la muerte de células vegetales
por la ruptura de sus membranas celulares, causando una liberación de su
contenido celular, el cual es usado por los microorganismos (Cañeque, et al.,
1987).
3.3.1. Función de los Microorganismos en el Proceso de Ensilaje
Durante el proceso de ensilaje actúan un sinnúmero de microorganismos
debido a las condiciones en que éste se produce.
Estas bacterias secretan
enzimas que actúan sobre los carbohidratos más fácilmente fermentables
(sacarosa, glucosa, y fructosa), obteniendo como resultado final ácidos láctico,
acético y propiónico, agua, dióxido de carbono y calor. Otras bacterias presentes
son las ácido butíricas, que se desarrollan a una temperatura que oscila entre los
30 y 40°C y un pH de 4,2. La presencia de estas bacterias se da cuando la
producción de ácido láctico en el concentrado no ha sido el adecuado.
reaccionar el ácido butírico con los aminoácidos, se
Al
libera amoníaco y se
producen compuestos como cadaverina y putrescina, los cuales no tienen un valor
nutritivo adecuado para los animales y generan malos olores (Gómez, 1990).
3.3.2. Factores que afectan la calidad del Ensilaje
La calidad del ensilaje no se obtiene únicamente logrando las condiciones
para un mejor trabajo de los microorganismos; existen otros factores que son muy
importantes para lograr una adecuada calidad del ensilaje. Entre estos factores se
encuentran: el contenido de materia seca del producto, cantidad de aire,
8
carbohidratos solubles y uso de aditivos; cada uno de estos será discutido en las
secciones siguientes.
3.3.2.1. Materia Seca
La materia seca del producto ensilado es uno de los factores de mayor
importancia. Este factor determina la cantidad de agua existente en el ensilaje, la
cual influye en la calidad general del mismo. Los niveles óptimos de materia seca
en un ensilaje están entre un 18 y 25%. Este es un rango aceptable, pues a
mayor o menor porcentaje, disminuye la calidad nutritiva del producto ensilado.
Dependiendo de las circunstancias y producto a ensilar, se puede optar por el
premarchitamiento del producto para aumentar el nivel de materia seca (Cañas,
1995).
3.3.2.2. Cantidad de Aire
En el proceso de ensilaje es necesario la exclusión del aire. La exclusión de
aire es de mucha importancia para producir condiciones favorables para la
conservación de los forrajes. Al haber exceso de aire en el ensilaje aumenta el
número de las bacterias aeróbicas que utilizan una gran parte de los carbohidratos
solubles y los transforman en ácido butírico y ácido acético (Gómez, 1990).
3.3.2.3. Aditivos en el Ensilaje
Aparte de garantizar las condiciones anaeróbicas en el proceso del ensilaje,
también es de mucho beneficio el uso de aditivos o preservantes.
Existen
básicamente dos estrategias para utilizar aditivos en el ensilaje; pueden ser
estimulantes o inhibidores.
Los estimulantes promueven el crecimiento de
bacterias lácticas y la producción de ácidos orgánicos, los cuales reducen el pH
del ensilaje. Los inhibidores reducen la velocidad de los procesos en el ensilaje
(Pitt, 1990).
9
Uno de los aditivos más utilizados en la preservación de ensilajes es el
ácido propiónico.
Este ácido también es producto de los procesos de
fermentación del ensilaje y permite una reducción del pH del forraje; por lo tanto,
mejora la estabilidad del proceso.
El ácido propiónico se usa para preservar
granos con alto contenido de humedad (McDonald, et. al., 1996).
Ensayos
realizados por Kung et al., (1998) demuestran que el agregar concentraciones
bajas de preservantes a base de ácido propiónico promueve la estabilidad
aeróbica del ensilaje.
3.3.3. Tipos de Silos
Existen diversos tipos de estructuras empleadas para la realización del
ensilaje. Entre estos se puede mencionar trincheras, pilas de diferentes tipos y
torres. Con el transcurrir del tiempo y con los altos costos derivados de esta
operación, se han diseñado otros tipos para optimizar la conservación de forrajes y
granos (Bernal, 1992).
A continuación se describen varios tipos de silos
frecuentemente utilizados.
3.3.3.1. Silos Plásticos
Son silos de montón en donde se utiliza una lámina de plástico para poner
el forraje. El forraje es compactado y cubierto con otra lámina de plástico; luego
se sellan ambas láminas. Es un método muy económico, que puede construirse en
cualquier lugar. Este debe ser compactado debidamente con el fin de evitar la
entrada de agua o aire (Bernal, 1992).
3.3.3.2. Silos de Compresión al Vacío
Este tipo de silo es una nueva forma de realización de ensilajes. El forraje
se coloca en un depósito de plástico de tamaño variable y se extrae el aire
mediante la utilización de una bomba de vacío. Es necesario que el forraje se
compacte en bolsas individuales y luego se lleve al depósito. Para la realización
10
del vacío se puede utilizar una aspiradora para retirar el aire de la bolsa plástica
(Bernal, 1992).
3.3.3.3. Silos de Zanja (Trincheras)
En este caso, se realiza una excavación practicada en el terreno en forma
de una zanja. Su tamaño depende mucho de la cantidad de forraje a ensilar.
Presenta vario problemas, como lo son: el riesgo de infiltración de agua,
dificultades de drenaje y riesgos de contaminación del ensilado con tierra. Para
evitar que esto suceda, en muchos casos, se sellan las paredes con plástico
(Cañeque, et al, 1987). Las principales desventajas de este tipo de silos, al igual
que en los silos de trinchera, es que están más expuestos al aire durante el
llenado, lo que se puede traducir en una pérdida sustancial de materia seca
(Francis, 1997).
3.3.3.4. Silos Verticales (Torres)
Estos silos son de forma cilíndrica y son estructuras rígidas de mucha
altura, lo que permite ocupar aproximadamente siete veces menor espacio que
con los otros tipos de silos (Cañeque et al., 1987).
Estos silos tienen
aproximadamente un siglo de uso en Estados Unidos y han demostrado ser uno
de los métodos más eficaces para protección de forrajes y granos (Francis, 1997).
Las principales ventajas de este tipo de silos son: facilidad para mecanizar todas
las operaciones involucradas en el manejo de ensilajes, el forraje se apisona por
su propio peso y proveen una mayor conservación por ser herméticos (Cañeque et
al., 1987).
3.4. USO DE MICROORGANISMOS EFICACES EN EL ENSILAJE
La tecnología de microorganismos eficaces (EM) en la agricultura fue
desarrollada por el profesor Teuro Higa en la Universidad de Ryukyus en Japón a
principios de los años 80. Esta tecnología consiste en el uso de una mezcla de
11
microorganismos que promueven muchos procesos benéficos para las plantas y
además, ayudan a mejorar la calidad del suelo.
3.4.1. Componentes del Cóctel de Microorganismos Eficaces
3.4.1.1. Bacterias Fotosintéticas
Estas bacterias ayudan a sintetizar sustancias útiles para las raíces, materia
orgánica o gases dañinos, usando la luz del sol o el calor del suelo como fuentes
de energía; entre estas sustancias se encuentran aminoácidos, ácidos nucleicos,
sustancias bioactivas y azúcares, que promueven el crecimiento y el desarrollo
celular (Sangakkara, 1999).
3.4.1.2. Bacterias Lácticas
Estas bacterias producen ácido láctico y ayudan a suprimir microorganismos
dañinos (Fusarium, nematodos, etc.), además de promover la descomposición de
la materia orgánica. También promueven la fermentación y descomposición de
material como la lignina y la celulosa (Sangakkara, 1999).
3.4.1.3. Levaduras
Las levaduras sintetizan sustancias antimicrobiales, entre otras benéficas,
para el crecimiento de las plantas de aminoácidos y azúcares secretados por
bacterias fotosintéticas, materia orgánica y raíces de las plantas. Las sustancias
bioactivas como las hormonas y las enzimas producidas por las levaduras
promueven la división activa de células y raíces; estas secreciones también son
sustratos útiles para microorganismos eficaces como las bacterias lácticas y
Actinomicetes (Sangakkara, 1999).
3.4.2. Uso de EM en ensilajes para alimentación animal
La actividad de las bacterias benéficas en la alimentación animal se ha
comprobado en las explotaciones porcinas.
12
El EM se utiliza en concentrados
fermentados para balancear la microflora dentro del tracto digestivo de los
animales. El EM incrementa la habilidad de los animales para utilizar nutrientes y
disminuir los malos olores provocados por las excretas de los mismos.
La
fermentación de los alimentos ayuda a estabilizar el pH de los mismos, evitando
procesos indeseados durante el almacenamiento de los mismos, y es aquí donde
el EM actúa, regulando los procesos fermentativos (EM Technologies, 1997).
3.5. ANÁLISIS DE CALIDAD DE ALIMENTOS PARA ANIMALES
El análisis químico de los alimentos para animales sirve como base para
formular raciones para los animales con que se está trabajando. Existen tres tipos
de análisis químico de los alimentos: método Weende, método de Van Soest y
bomba calorimétrica.
3.5.1. Método de Weende
Este método fue desarrollado hace más de cien años por los científicos
Henneberg y Stohmann en la Estación Experimental Weende en Alemania.
Mediante este método, los alimentos se separan en los siguientes componentes:
humedad, cenizas, proteína cruda, extracto etéreo, fibra cruda y extracto libre de
Nitrógeno (Ensminger, 1993).
Vargas (1984) define a los componentes antes mencionados como sigue:
Humedad (materia seca): peso del alimento menos el agua eliminada por medio
de deshidratación en un horno.
Cenizas: residuo mineral que queda después de incinerar el alimento a 550oC por
12 horas.
Proteína cruda: Nitrógeno total presente en un alimento (con excepción de las
formas nitro o aso), multiplicado por un factor de conversión a la molécula
orgánica, utilizándose el factor 6,25.
13
Extracto etéreo: sustancias solubles en éter o hexano, entre las cuales las grasas
forman el mayor porcentaje.
Fibra cruda: Residuo orgánico remanente después de tratar un alimento libre de
humedad y grasa con una solución 0,225 N de ácido sulfúrico y luego con solución
0,313 N de NaOH.
Extracto libre de Nitrógeno: parte de los carbohidratos de un alimento, soluble y
fácilmente digerible. Incluye los azúcares, almidones, pentosas y ácidos orgánicos
no nitrogenados, pero no la fibra cruda.
3.5.1.1. Método de Van Soest
Algunas deficiencias en el método de Weende dieron lugar al uso extenso
de la metodología de contenido energético por medio de detergentes, desarrollado
por Peter Van Soest en los años 60 en Estados Unidos. Por medio del uso de
detergentes, este método separa los alimentos fibrosos en dos fracciones: fibra
detergente neutra y fibra detergente ácida (Ensminger, 1993).
3.5.1.2. Fibra Detergente Neutra
Los detergentes neutros se utilizan para separar el alimento en dos
fracciones: (1) solubles en detergentes neutros, que representan la porción
altamente digerible del alimentos y que se constituyen por proteínas, grasas y
carbohidratos, junto con Nitrógeno no proteico, pectina y materiales solubles; y (2)
fibra detergente neutra, que es la parte menos digerible del alimento, constituido
por las paredes de células vegetales, incluyendo lignina, celulosa y hemicelulosa.
Esta fibra se relaciona directamente con el consumo de alimentos, ya que esta
formada por fibra a digerirse en el rumen; su porcentaje es inversamente
proporcional al consumo (Ensminger, 1993).
14
3.5.1.2. Fibra Detergente Ácida
Las soluciones detergentes ácidas se usan para separar el alimento en dos
fracciones: (1) solubles en detergentes ácidos, que contienen la hemicelulosa más
rápidamente digerible y (2) fibra detergente ácida, que representa la porción
menos digerible del alimento y que consiste de lignina (indigerible) y celulosa
(digerible). La fibra detergente ácida es un indicador de digestibilidad por el alto
contenido de lignina que presenta.
Su relación con la digestibilidad es
inversamente proporcional (Ensminger, 1993).
3.6. BOMBA CALORIMETRICA
Este método sirve para determinar la energía bruta del alimento,
subproductos del mismo (heces y orina) y tejidos.
El proceso se basa en la
incineración completa del producto en presencia de Oxígeno para calcular el calor
total generado por la reacción, que se define como energía bruta y se mide en
calorías (Ensminger, 1993).
15
4. MATERIALES Y MÉTODOS
4.1. UBICACIÓN DEL EXPERIMENTO
El experimento se realizó en la Planta de Fibras Naturales de la Universidad
EARTH, ubicada en las Mercedes de Guácimo, provincia de Limón, Costa Rica.
En la planta se realiza el procesamiento de la fibra de pinzote de banano
proveniente de la empacadora de EARTH, donde se mezcla con papel de reciclaje
para producir láminas de papel. Para poder realizar el estudio, se contó con un
espacio de aproximadamente 8 m2. Se uso una prensa hidráulica de la planta
para reducir el contenido de agua del ensilaje.
La EARTH se encuentra entre la latitud 10° 11” y 10° 15” Norte, y longitud
de 83° 40” y 83° 55” Oeste, su altitud promedio de 59 msnm y de una humedad
promedio de 92 % para el año 2000.
La precipitación promedio anual es de 3600 milímetros al año, con una
temperatura media anual de 25 °C.
4.2. DISEÑO DE LAS GALLETAS PARA EL ENSILAJE DE LA CÁSCARA DE
BANANO MADURO
La unidad experimental del estudio consistió en la realización de un ensilaje
en bolsa plástica; en este caso se usaron bolsas de basura para jardín con una
dimensión de 135 x 85 cm.
Para la eliminación de los lixiviados se insertaron en la bolsa de ensilaje,
tubos de PVC de 11/2 pulgadas, cortados a una longitud de 50 cm y perforados con
un taladró para distribuir agujeros a lo largo del mismo, con el fin de drenar la
mayor cantidad de lixiviados posible. Los tubos fueron introducidos en el centro
de la bolsa haciendo una perforación en medio del ensilaje. Luego de sellada la
bolsa, se colocaba un tapón de PVC del mismo diámetro en el tubo de salida, para
16
evitar la entrada de aire al ensilaje. Los lixiviados fluían por los agujeros en el
interior de la bolsa y por gravedad, bajaban por el tubo, frenándose su flujo por el
tapón. Los lixiviados se recolectaron en vasos plásticos, colocados por debajo de
unas tarimas de madera que sostenían los bloques (galletas).
Las tarimas
sirvieron para elevar a las bolsas y evitar el contacto con el suelo y facilitando la
recolección de los lixiviados. El segundo tratamiento de este estudio preliminar
consistió en no recolectar los lixiviados, por lo que las bolsas se sellaron si el tubo
de PVC.
Después de concluirse el estudio preliminar (catorce días), se procedió a
agregar un elemento de molde a los bloques; esto fue el fondo de una caja de
exportación de banano. La caja permitió darle una forma más uniforme al material
ensilado, lo que facilitó su manejo y transporte hacia las tarimas. La galleta se
puso boca abajo en las cajas para permitir la salida del tubo por la perforación en
el fondo de las mismas y para quedar en una posición de poder colocar envases
recolectores en el piso. En este caso, para la recolección de los lixiviados, se
utilizaron botellas plásticas cortadas en su parte superior, para facilitar la entrada
del tubo de PVC en la misma; este envase sirvió para recoger los lixiviados a
obtener en el proceso de ensilaje para su posterior medición de pH y producción
total. En la figura 1 se puede apreciar el modelo utilizado para la realización del
ensilaje.
17
Caja de Cartón para empacar la cáscara de banano maduro.
Tubo PVC 1 ½ ” con
Bolsa plástica de jardinería con la cáscara de banano maduro.
perforaciones
Cinta adhesiva que une la bolsa
con el tubo de PVC
Tarima de apoyo para las
Tapón liso de PVC 1 ½ ”
galletas
Envase Recolector
de los Lixiviados
Figura 1. Aparato utilizado en la elaboración de las galletas para el ensilado de
cáscara de banano maduro.
4.3. DESCRIPCIÓN DE LOS TRATAMIENTOS
En el estudio preliminar se analizaron cuatro tratamientos, que fueron los
siguientes:
•
Tratamiento 1: Ensilaje de cáscara de banano maduro con EM al 2% sin
extracción de lixiviados.
•
Tratamiento 2: Ensilaje de cáscara de banano maduro con EM al 5% sin
•
Tratamiento 3: Ensilaje de cáscara de banano maduro con EM al 2% con
extracción de lixiviados
•
Tratamiento 4. Ensilaje de cáscara de banano maduro con EM al 5% con
extracción lixiviados.
18
Con base en los resultados del estudio preliminar se establecieron dos
tratamientos:
•
•
4.4. MATRIZ EXPERIMENTAL
R1
R4
R1
R5
R2
R3
R2
R4
R1
R3
TRATAMIENTO 1
R4
R3
R5
R2
TRATAMIENTO 2
R4
R1
R3
R5
TRATAMIENTO 3
R2
R5
TRATAMIENTO 4
ESTUDIO PRELIMINAR ENSILAJE DE CÁSCARA DE BANANO MADURO
R1
R2
R3
R4
R5
R1
R6
R2
R7
R3
TRATAMIENTO 1
R5
R4
R6
R7
TRATAMIENTO 2
ESTUDIO FINAL ENSILAJE DE CÁSCARA DE BANANO MADURO
Figura 2. Matriz Experimental del Estudio del ensilaje de cáscara de banano
maduro.
19
4.5. DISEÑO EXPERIMENTAL
Se realizaron ensilajes de cáscara de banano maduro procedente de la
industria de procesamiento de frutas FRUCTA DE COSTA RICA. Al inicio de cada
ensayo, se recolectó una muestra fresca de cáscara de banano maduro para
realizar los respectivos análisis de laboratorio en cada uno de los estudios.
La cáscara se prensó con una prensa hidráulica modificada para extracción
de agua de fibras naturales, con el fin de remover el exceso de agua. Esto
permitió la creación de un bloque, llamado de ahora en adelante “galleta”, que es
una pequeña paca del producto, con un peso promedio de 35 kg. Se realizaron
siete repeticiones por cada uno de los tratamientos anteriormente descritos y en
cada uno de los ensayos. En el ensayo preliminar, la extracción de lixiviados fue
el parámetro variable a analizar y en el estudio final, la concentración de EM a
aplicar fue el parámetro variable analizado.
El tiempo de fermentación se
determinó como variable fija, siendo esta de 14 días, tomando como base los
resultados obtenidos por López y Ralda, (1999).
4.6. ANALISIS ESTADÍSTICO
Para el estudio final se realizó un análisis de varianza y una prueba de
rango múltiple de Duncan para cada una de las variables analizadas: contenido
nutricional, ácido propiónico, energía, pesos inicial y final del ensilaje, producción
de lixiviados, pH inicial y final de la cáscara y pH de los lixiviados.
4.7. MUESTREO DEL EXPERIMENTO
Cada dos días, se recogían los lixiviados de los envases recolectores de
cada bloque y se medía individualmente la cantidad producida con una probeta.
Se sacó una muestra promedio de 0,5 litros por repetición y se midió el pH de
cada una en el Laboratorio de Suelos y Aguas de la EARTH.
20
Al finalizar el proceso de ensilaje se procedió a recolectar el material sólido
de cada repetición. De cada repetición se obtuvo una muestra representativa,
utilizando el método de cuarteado utilizado por López y Ralda (1999).
Este
método consistía en dividir la repetición en cuatro partes iguales; de esta división
se sacaban dos extremos opuestos, los cuales se mezclaban sobre un plástico y
se repetía el proceso hasta obtener muestras de 1 kg. El material sobrante se
procedió a realizar pruebas de palatabilidad en vacas de doble propósito de la
lechería de EARTH.
4.8. VARIABLES ANALIZADAS
En el
primer muestreo se analizó el contenido nutricional del producto
fresco antes de ensilar y a los 14 días se obtuvieron las muestras representativas
de los distintos tratamientos. El análisis nutricional se realizó en el laboratorio de
concentrados de la Cooperativa Dos Pinos. Los parámetros analizados fueron los
siguientes: porcentaje de materia seca, porcentaje de proteína cruda, porcentaje
de fibra detergente ácida y el porcentaje de extracto etéreo a través de los
métodos descritos en el manual de AOAC (1995); el porcentaje de fibra detergente
neutra se realizó por el método de Van Soest (1982).
En los laboratorios de la Escuela de Química de la Universidad de Costa
Rica se realizaron dos análisis: la de determinación de energía y la determinación
de niveles de ácido propiónico en el material ensilado. Estos análisis se realizaron
por el método de bomba calorimétrica y arrastre con vapor titulado siguiendo la
metodología establecida en el manual de AOAC (1995). Los lixiviados o efluentes
recolectados se guardaron en refrigeración y se les analizó el pH para determinar
diferencias de acidez de los mismos entre tratamientos; estas pruebas se
realizaron en el Laboratorio de Suelos y Aguas de la EARTH.
Al terminar el proceso del ensilaje, se procedió a realizar las pruebas de
palatabilidad o consumo por parte de las vacas de doble propósito de la lechería.
Se utilizaron seis vacas que estaban en su pico productivo y que tenían fechas
21
aproximadas de parición en el año. A cada vaca se le ofreció cuatro kilos de los
tratamientos 1 y 2 del estudio final en un tiempo de cinco días.
Una vez analizada la calidad del producto, y al observar los resultados
positivos del mismo, se realizó un estudio económico para la creación de una
planta piloto para el procesamiento de la cáscara de banano maduro en forma de
ensilaje. Esto contempló la creación de esquemas de la maquinaria a utilizar,
empaque y almacenamiento del producto y una metodología masiva de
producción. Adicionalmente, se obtuvieron costos operativos y de establecimiento
de la misma.
22
5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
5.1. ANÁLISIS DE FACTORES NUTRICIONALES, CALIDAD Y CONSUMO
DEL ENSILAJE
Este estudio fue desarrollado para la producción de un ensilaje de cáscara
de banano maduro, utilizando para acelerar el proceso de fermentación, dos
concentraciones diferentes de microorganismos eficaces (EM), 2 y 5%. En un
estudio preliminar se utilizaron dos variables, que fueron la concentración de EM y
la extracción o no de lixiviados. El tiempo de estabilización y el diseño para este
estudio se hizo con base en el trabajo realizado por López y Ralda (1999). Se
encontró que no habían diferencias en cuanto a extraer o dejar los lixiviados. La
excepción se dio con la materia seca, la cual aumentó cuando se extrajeron los
lixiviados. Este estudio preliminar dio las bases para el trabajo de investigación, el
cual consistió en la utilización de dos concentraciones diferentes de EM (2 y 5%)
con extracción de los lixiviados.
El porcentaje de materia seca en la cáscara ensilada para los dos
tratamientos con EM no presentó diferencias estadísticamente significativas
(p<0,05) (Cuadro 1).
Sin embargo, la materia seca en la cáscara ensilada
aumentó durante los 14 días de fermentación; este hecho se atribuye a la
extracción de los lixiviados, con lo que se logró un aumento promedio del
porcentaje de materia seca en 1,34 % para el tratamiento con EM al 2% y un
incremento de 1,09 % para el tratamiento con EM al 5%.
Según McCollough (1975) citado por Gómez (1990), los niveles óptimos de
materia seca en un ensilaje están entre un 25% y 35%; lo cual indica que el
ensilaje de cáscara de banano maduro contiene niveles bajos de materia seca.
Esto implica que al usarlo como suplemento es recomendable combinarlo con
otros alimentos con alto contenido de materia seca.
23
Cuadro 1. Contenido promedio de materia seca (%) ± error estándar, en la
cáscara de banano maduro fresca y ensilada con 2 y 5% de EM.
Variable
% Materia Seca
Control
Cáscara de Banano
Fresca
10,54 ± 0,26 A
Tratamiento con EM
2%
5%
(n = 7)
(n = 7)
11,88 ± 0,26 B
11,63 ± 0,24B
* Los valores con letras subíndice distintas son significativamente diferente p<0,05,
prueba de rango múltiple de Duncan.
En el cuadro 2 se puede apreciar que no hubo diferencias estadísticamente
significativas (p<0,05) en el contenido de proteína cruda tanto entre tratamientos
como con la muestra control, lo que indica que el proceso de fermentación no
afecta el contenido de proteína cruda. La cáscara de banano maduro ensilada
contiene en promedio entre 8,57 y 8,85% (Cuadro 2) de proteína cruda, lo que lo
coloca en un rango aceptable, que es similar al del ensilaje de maíz (Faggi, s.f). A
pesar de que la cáscara de banano presenta un valor adecuado de proteína cruda,
su inclusión en una dieta para bovinos productores de leche es debido a su alto
valor energético.
Cuadro 2. Contenido promedio de proteína cruda (%)±
± error estándar, en la
cáscara de banano maduro fresca y ensilada, con 2 y 5% de EM.
Variable
% Proteína Cruda
Control
Cáscara de Banano
Fresca
8,35 ± 0,20
A
Tratamiento con EM
2%
5%
(n = 7)
(n = 7)
8,57 ± 0,23
A
8,85 ± 0,32ªA
Cañas (1995) señala que entre mayor sea el contenido de energía de un
alimento, habrá una disminución en el consumo del mismo y por ende, de
proteína. Por este motivo, debe revisarse siempre la relación energía/proteína en
las raciones ofrecidas como dietas animales.
24
En cuanto al porcentaje de fibra detergente ácida, se observa una diferencia
estadísticamente significativa (p<0,05) entre la muestra control y los dos
tratamientos.
La cáscara fresca presentó un promedio de 31,24% de fibra
detergente ácida y con la aplicación de ambos tratamientos (2 y 5% de EM) este
porcentaje aumentó a 37,83 y 38,60%, respectivamente. Este aumento en el
porcentaje de fibra detergente ácida se da como consecuencia del proceso de
ensilaje (Cuadro 3). Este aumento pudiera significar una menor digestibilidad del
producto (Van Soest, 1982).
Al relacionar el ensilaje de cáscara de banano maduro con los valores del
ensilaje de maíz, se observa que el porcentaje de fibra detergente ácida oscila
entre 32 y 44%. Estos valores son muy similares también a los de los porcentajes
de fibra detergente ácida para otros forrajes tropicales, que contienen alrededor de
un 40% a 45% (Laredo, 1988).
Cuadro 3. Contenido promedio de la fibra detergente ácida (%) ± error
estándar, en la cáscara de banano maduro fresca y cáscara
ensilada, con 2 y 5% de EM.
Variable
% Fibra Detergente
Ácida
Control
Cáscara de Banano
Fresca
Tratamiento con EM
2%
5%
(n = 7)
(n = 7)
31,24 ± 0,91 A
37,83 ± 0,65 B
38,60 ± 1,12B
En el cuadro 4 se puede observar que hubo una diferencia estadísticamente
significativa (p<0,05) en el porcentaje de fibra detergente neutra entre ambos
tratamientos con respecto a la cáscara fresca. El porcentaje de fibra detergente
neutra aumentó con la aplicación de ambos tratamientos, pero fue mayor en el
tratamiento en el que se aplico EM al 5%.
25
La fibra detergente neutra está conformada principalmente por hemicelulosa
de las paredes celulares. Este es un indicador de la capacidad de consumo por
parte de los animales, y su porcentaje es inversamente proporcional al consumo
(MacDonald et al., 1988); se relaciona con el consumo porque es el aporte de fibra
del alimento al rumen. Este valor aumenta al avanzar el estado de madurez del
forraje (Cañas, 1995). En este sentido, se esperaría que el consumo del producto
ensilado disminuya con relación a la cáscara de banano maduro fresca.
Cuadro 4. Contenido promedio de la fibra detergente neutra (%) ± error
estándar, en la cáscara de banano maduro y cáscara ensilada, con 2
y 5% de EM.
Variable
% Fibra Detergente
Neutra
Control
Cáscara de Banano
Fresca
Tratamiento con EM
2%
5%
(n = 7)
(n = 7)
40,81 ± 0,85 A
47,55 ± 0,65 B
51,48 ± 0,87 C
En el caso del contenido de cenizas (Cuadro 5), se puede observar que no
existieron diferencias (p<0,05) entre los dos tratamientos y el control, la cáscara de
banano maduro fresca.
Esto indica que no hubo pérdidas en el contenido de
minerales durante el proceso de fermentación de la cáscara de banano maduro.
En general, el contenido de cenizas en los forrajes vegetales es muy
variable dependiendo de la cantidad y los componentes que estos contengan
(Cañas, 1995). Algunos autores han encontrado que en las cenizas de la cáscara
de banano maduro sobresale el alto porcentaje de potasio, que representa el 50%
del total de cenizas (Sibaja, 1994).
26
Cuadro 5. Contenido promedio de las cenizas (%) ± error estándar, en la
cáscara de banano maduro y cáscara ensilada, con 2 y 5% de EM.
Variable
% Cenizas
Control
Cáscara de Banano
Fresca
Tratamiento con EM
2%
5%
(n = 7)
(n = 7)
11,80 ± 0,54 A
11,30 ± 0,38 A
11,24 ± 0,51A
Al igual que el porcentaje de cenizas, el porcentaje promedio del extracto
etéreo no presentó diferencias estadísticamente significativas (p<0,05) entre
ambos tratamientos con EM al 2 y 5%, encontrándose 10,50% y 10,24%,
respectivamente (Cuadro 6).
Sin embargo, el aumento fue estadísticamente
significativo (p<0.05) con relación al control. Esto podría explicarse debido al
aumento en la cantidad de microorganismos provenientes del EM.
En este
sentido, la muerte de los microorganismos, con la consecuente renovación de su
población aportó material celular al ensilaje, aumentando así la cantidad de grasas
medidas de manera directa por el ext racto etéreo. Es además posible que el
rompimiento de las células de la cáscara de banano maduro puede causar un
aumento en el porcentaje de extracto etéreo (Cañas, 1995).
Cuadro 6. Contenido promedio del extracto etéreo (%) ± error estándar, en la
cáscara de banano maduro y cáscara ensilada, con 2 y 5% de EM.
Variable
% Extracto etéreo
Control
Cáscara de Banano
Fresca
Tratamiento con EM
2%
5%
(n = 7)
(n = 7)
6,85 ± 0,18 A
10,50 ± 0,63 B
10,24 ± 0,87B
Los niveles aceptables de extracto etéreo para alimento de ganado lechero
deben ser mayores al 2% (Vargas,1984). El valor obtenido para el extracto etéreo
27
en la cáscara de banano maduro (Cuadro 6), está por encima del mínimo
recomendable, por lo que se puede esperar que el ensilaje tenga una buena
palatabilidad.
En el Cuadro 7 se presentan los valores promedio de pH de la cáscara de
banano fresca y del ensilaje.
Como puede observarse, no hubo diferencias
significativas (p<0,05) en el pH de la cáscara en los dos tratamientos.
Sin
embargo, sí hubo una diferencia marcada en relación al pH de la cáscara de
banano maduro fresca.
El producto ensilado presentó un pH entre 3,8 y 3,9, el cual se encuentra
dentro de los rangos para un buen ensilaje. López y Ralda (1999) no encontraron
diferencias en las características nutricionales evaluadas para la cáscara de
banano almacenada por períodos largos. Se puede asumir, por lo tanto, que el pH
alcanzado se puede mantener durante períodos prolongados de tiempo, sin que
se presenten variaciones importantes.
Cuadro 7. Contenido promedio del pH y el peso ± error estándar en la
cáscara ensilada, con 2 y 5% de EM.
PH (Cmol H / ml)
Control
Cáscara de Banano
Fresca
4,87 ± 0,18 A
Peso (Kg)
35 ± 0,00 A
Variable
+
Tratamiento con EM
2%
5%
(n = 7)
3.88 ± 0.08
(n = 7)
B
19,86 ± 0.24 B
3,81 ± 0,24 B
20,14 ± 0,31 B
Este descenso en el pH era de esperarse, puesto que las condiciones
anaeróbicas del ensilaje propician la fermentación láctica por parte de
microorganismos anaeróbicos; lo que provoca el descenso de pH del material
ensilado (García, 1979). Diversos autores señalan distintos rangos para el pH
óptimo de un ensilaje, pero el rango aceptable oscila entre 3,5 a 4,2 (García, 1979;
Gómez, 1990; Vallejo, 1995).
28
No se observó diferencias significativas (p<0,05) en cuanto al peso final
entre los dos tratamientos (Cuadro 7). El peso inicial de los bloques de ensilaje
fue de 35 kg y su peso disminuyó en promedio un 43% para los 14 días del
proceso de estabilización, por el drenaje de los lixiviados.
En cuanto al contenido de energía evaluado en el ensilaje de cáscara de
banano maduro, se puede observar que no existen diferencias estadísticamente
significativas (p<0,05) entre los dos tratamientos, ni con respecto al control
(Cuadro 8).
A pesar de esto, es necesario recalcar que en el proceso de
fermentación con microorganismos efectivos existe un pequeño aumento en la
cantidad de energía (Cuadro 8). Esto pudo haber sucedido por el aumento de la
concentración de carbohidratos que el EM posee, ya que en la preparación del
mismo se utiliza melaza.
Los valores promedio, en Kcal/kg, del contenido energético oscilan entre
3450 y 3618 (1 Joule = 0,239 calorías).
Estos valores superan, incluso, los
valores para el ensilaje de maíz, que llega a alcanzar 3000 Kcal/kg de contenido
energético en el mejor de los casos (Cañas, 1995). Según Sibaja (1994), en
diferentes estudios realizados con cáscara de banano maduro se ha observado en
su composición nutricional un equivalente energético del 56% de la energía
requerida en dietas para bovinos; por este motivo, se considera un producto alto
en energía.
Cuadro 8. Contenido promedio de la energía ± error estándar, en la cáscara
de banano maduro y cáscara ensilada, con 2 y 5% de EM.
Variable
% Energía (Kcal / Kg)
Control
Cáscara de Banano
Fresca
3451 ± 38,74 A
Tratamiento con EM
2%
5%
(n = 7)
(n = 7)
3618,46 ± 9,24 A 3614,37 ± 9,71A
29
El ácido propiónico es un indicador de la calidad del ensilaje, pues ayuda a
inhibir el crecimiento de levaduras y hongos, que pueden causar fermentaciones
indeseadas; ayuda a estabilizar el pH del ensilaje, por su acción antimicótica y
también sirve para crear aditivos que mejoran la calidad del mismo (Muck y Kung,
1997).
Como se puede observar en el cuadro 9, no se presentaron diferencias
estadísticamente significativas (p<0,05) para el porcentaje de ácido propiónico
entre ambos tratamientos, lo que indica que la fermentación en ambos casos fue
la adecuada y que la calidad del ensilaje es aceptable.
Es muy probable que las condiciones de estabilización propiciadas por los
microorganismos efectivos ayudaron a mantener los niveles de ácido propiónico
dentro de rangos aceptables en el ensilaje de cáscara de banano maduro.
Cuadro 9. Porcentaje promedio de ácido propiónico ± error estándar del
ensilaje en la cáscara ensilada, con 2 y 5% de EM.
Tratamiento con EM
Variable
Ácido propiónico (m / m)
2%
5%
(n = 7)
(n = 7)
0,27 ± 0,03 A
0,24 ± 0,02 A
En el cuadro 10 se pueden apreciar los valores obtenidos de pH para los
lixiviados producidos durante el tiempo de ensilaje.
El pH no vario
significativamente (p<0,05) entre tratamientos ni tampoco durante el proceso de
fermentación, presentando una variabilidad muy baja.
El pH de los lixiviados difiere, sin embargo, con respecto a los valores del
pH del ensilaje. El sistema de ensilaje proporcionó condiciones anaeróbicas que
permitieron un proceso de fermentación principalmente por bacterias lácticas y el
30
consecuente descenso en el pH. Por lo contrario, el pH de los lixiviados no varió
durante el proceso de estabilización.
El hecho de recolectar los lixiviados en recipientes expuestos al aire y en
ausencia de carbohidratos, pudo haber inhibido la acción de las bacterias lácticas
lo que aumento el pH de los lixiviados en relación con la cáscara de banano
fermentada.
El volumen de lixiviados producidos no varió entre tratamientos
(Cuadro 10).
Cuadro 10. Contenido promedio del volumen y pH de los lixiviados ± error
estándar extraídos durante el ensilaje de cáscara de banano
maduro, con 2 y 5% de EM.
Tratamiento
EM 2% (n=7)
EM 5% (n=7)
pH
4,010 ± 0,02 A
4,004 ± 0,02 A
Volumen en ml
4937,9 ± 96,09 A
4762,1 ± 98,52 A
Las pruebas de palatabilidad realizadas con el ensilaje de cáscara de
banano maduro con los dos tratamientos de EM mostraron una buena aceptación
y consumo por parte de los animales. A las vacas se les ofreció 24 kg de producto
durante cinco días consecutivos. El consumo fue determinado por el tiempo y los
residuos que estas dejaban en los dos tratamientos analizados (Cuadro 11).
Los
animales
consumieron
todo
el
ensilaje
que
se
les
ofreció
independientemente del tratamiento (2% y 5% de EM) durante los cincos días
consecutivos. En la figura 3 se puede observar como el tiempo de consumo del
ensilaje disminuyó con el paso de los días durante el período de prueba. Esto
indica una muy buena aceptabilidad de la cáscara de banano maduro por parte de
las vacas.
31
Cuadro 11. Pruebas de palatabilidad del ensilaje de cáscara de banano
maduro con microorganismos eficaces en seis vacas de doble
propósito de la lechería de EARTH.
Tratamiento
EM 2%
Ofrecido (Kg)
Residuo (Kg)
Tiempo de consumo (min)
EM 5%
Ofrecido (Kg)
Residuo (Kg)
Tiempo de consumo (min)
1
2
Tiempo de
ofrecimiento (días)
3
24
0
90
24
0
45
24
0
30
24
0
25
24
0
18
24
8
90
24
0
45
24
0
30
24
0
25
24
0
18
4
5
Es importante destacar que a pesar del aumento en el contenido de fibra
detergente ácida y neutra por efecto en la cáscara de banano maduro ensilada,
no hubo problemas de consumo y aceptación por parte de los bovinos.
Tiempo de consumo
(min)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Tiempo de Consumo
1
2
3
4
5
Días
Figura 3. Prueba de palatabilidad del ensilaje de cáscara de banano maduro
durante 5 días consecutivos, en vacas de doble propósito de la lechería de
EARTH.
32
5.2. PROPUESTA PARA EL ESTABLECIMIENTO DE UNA PLANTA DE
ENSILAJE DE CÁSCARA DE BANANO MADURO
Como consecuencia de las características nutricionales, calidad y
palatabilidad del ensilaje de cáscara de banano maduro, se propone una planta
piloto para la producción comercial de ensilaje a partir de cáscara de banano
maduro.
El diseño de la planta piloto fue realizado para procesar 2400 kg y con una
producción final de 1380 kg diarios de cáscara de banano maduro estabilizada. Si
se estima un tiempo de empaque del producto de veinte mi nutos por bolsa, cada
bolsa con un final inicial de 80 kg y un peso final de 46 kg. La reducción en el
peso se debe a los lixiviados que se pierden durante el tiempo de fermentación
(43% del peso total inicial). Para que el proceso sea continuo deben lle narse 30
bolsas diarias de 80 kg de peso cada una. Al finalizar la etapa de estabilización
(los primeros quince días) se tendría un total de 450 bolsas con cascara de
banano maduro tratadas con EM.
En el diseño de la planta se contempló la inversión en maquinaria y equipo,
tornillo sin fin para extraer el exceso de agua y el empaque del ensilaje en bolsas
de 46 kg de peso. El proceso de fermentación anaeróbica y la extracción de los
lixiviados se llevará a cabo en las bolsas previo tratamiento de la cascará de
banano maduro con EM activado al 2% (Figura 4). En la planta propuesta se
contempla los siguientes procesos:
La cáscara de banano maduro fresca se mezclará con el EM al 2% en una
mezcladora de concreto; con la finalidad de obtener una mezcla más homogénea
de la cáscara de banano maduro con los microorganismos efectivos.
Una vez mezclada la cáscara con el EM, se volteará a una tolva, para luego
ser transportada a través de por una banda tipo gusano a un tornillo sin fin. Para
extraerle el exceso de humedad. Con la compactación del producto se evitan los
espacios vacíos y el exceso de agua dentro de las bolsas.
33
En el fondo de la bolsa de colocará un tapón de PVC para la extracción de
los lixiviados. Las bolsas permanecerán en cajones de metal con divisiones, donde
permanecerán durante catorce días (Figura 4).
Se sugiere utilizar piso de concreto con canales para la salida de los
lixiviados hacia lagunas de tratamiento. La otra opción es almacenar los lixiviados
en tanques recolectores para ser utilizados como abono o inoculante de EM en el
proceso de ensilaje continuo.
5.2.1. Costos asociados con la producción del Ensilaje
Los costos más elevados del sistema de producción (Cuadro 12 y 13) son
los de la inversión de capital en la instalación de la planta y la compra de los
equipos.
La tolva, banda transportadora y tornillo sin fin para empaque de los silos
tienen un costo total de alrededor de $3000,00 US Dólares En el supuesto de que
se procesen 30 bolsas de ensilajes diarias, se necesitarían cinco cajones con seis
divisiones para almacenar durante catorce días el ensilaje. El costo de los cinco
cajones es de sumó un total de $1118,21 US Dólares.
Cuadro 12. Costo de Maquinaria e Instrumentos a utilizarse en planta
productora de cáscara de banano maduro.
Maquinaria e Instrumentos
Costo US $
Tolva
958,47
Mezcladora
1597,44
Banda
958,47
Tornillo transportador
958,47
Cajones
1118,21
Tapones
34,50
Tubería
69,01
Total
5694,57
Fuente: Oscar Carvajal; Construcciones Carvajal, Grecia. 2000.
34
Figura 4. Planta productora de Ensilaje de Cáscara de Banano Maduro
como suplemento en la alimentación de ganado bovino, EARTH 2000.
35
Los tapones y la tubería a utilizarse serían de PVC de 1,5 pulgadas. Con un
costo total para 450 bolsas de $103,51 US Dólares. El cuadro 13 muestra los
costos diarios de operación de la planta productora de ensilaje propuesta, los
cuales se estiman en $153,50 UD Dólares. El costo por cada bolsa de ensilaje
producida sería de $4,80 US Dólares o ¢ 1507 colones.
Cuadro 13. Análisis de gastos diarios en planta productora de ensilaje de
cáscara de banano maduro.
Actividad
Unidad
Embalaje
Mezcla
Embolsado
Cáscara de Banano
Maduro Fresca
Mano de Obra
Bolsa
TOTAL
Costo / Bolsa
Costo / Kilogramo
Horas
Horas
Bolsa
Cantidad Costo/Unidad
Costo Total
----------------US $------------------8
4
32
8
4
32
32
1,25
40
Kg
2400
Horas
Bolsa
8
30
1,5
1,25
12
37,5
153,5
5,12
0,11
El precio del producto ensilado es competitivo, si se compara el costo por
kilogramo de inversión en diferentes concentrados para la alimentación animal
(Cuadro 14).
Cuadro 14. Costos por kilogramo de ensilaje de cáscara de banano maduro y
de concentrados fabricados con granos importados.
Alimento
Ensilaje de Cáscara de Banano
estabilizado con EM
Lactoreemplazadores
Levante
Engorde
Lechero
Fuente: Concentrados Aguilar y Solís, 2000.
36
Precio / Kg (US$ Dólares
americanos)
0,11
0,65
0,20
0,28
0,23
5.3. FLUJO DE MATERIALES
En la figura 5 se puede apreciar el flujo de materiales de la planta
productora de ensilaje de cáscara de banano maduro. La entrada principal al
sistema sería la cáscara de banano maduro estabilizada con una concentración de
EM al 2%. Este proceso se realizaría durante 14 días de fermentación en donde
se recolectarían los lixiviados. Se sugiere buscar una utilización de los lixiviados,
ya sea como abono orgánico o darle un tratamiento en lagunas de oxidación.
Finalmente, se obtendría la salida principal del sistema, que es el producto ya
estabilizado para su uso en la suplementación de bovinos.
CÁSCARA DE BANANO MADURO MEZCLADA
CON MICROORGANISMOS
EFICACES (EM)
CÁSCARA DE BANANO MADURO
PROVENIENTE DE LA AGROINDUSTRIA
CÁSCARA ESTABILIZADA EN
LOS FERMENTADORES
DURANTE 14 DÍAS
TRANSPORTE DE LA CÁSCARA HASTA
EL EMBOLSE EN UN TORNILLO SIN FIN
COSECHA DEL ENSILAJE DE CÁSCARA
DE BANANO MADURO
RECOLECIÓN DIARIA DE LIXIVIADOS
Figura 5. Flujo de materiales para la elaboración del ensilaje de cáscara de
banano maduro con microorganismos eficaces.
37
6. CONCLUSIONES
El proceso de fermentación de la cáscara de banano maduro con
microorganismos eficaces es una opción aceptable para estabilizar y conservar
este subproducto de la industrialización del banano de rechazo.
La composición nutricional de la cáscara de banano maduro estabilizada
mejoró por efecto del proceso de fermentación con respecto a la cáscara de
banano fresca. En este sentido, se vieron afectados los porcentajes de materia
seca, fibra detergente ácida, fibra detergente neutra, extracto etéreo y pH.
La fibra detergente ácida y la fibra detergente neutra aumentaron
considerablemente en relación a la cáscara fresca. Tanto el avance del estado de
maduración de la cáscara de banano maduro fresca durante el proceso de ensilaje
y el aumento de materia seca pudieron haber influido en el aumento de fibra en el
caso de ambos tratamientos.
No se observaron cambios con respecto a la composición nutricional del
ensilaje de cáscara de banano maduro entre los tratamientos analizados,
exceptuando el porcentaje de fibra detergente neutra. Este valor fue mayor para
el tratamiento con EM al 5%, por lo que se puede esperar una ligera disminución
en la capacidad de consumo del ensilaje por parte de los bovinos al ser
alimentados con material que ha recibido este tratamiento.
La calidad del ensilaje se vio reflejada en tres factores principales: los
niveles de ácido propiónico se encontraron dentro de los rangos óptimos para un
producto ensilado; los niveles de proteína cruda no se vieron afectados por el
proceso y se mantuvieron constantes; igualmente, el contenido de energía no se
alteró durante el proceso de fermentación.
38
La alta palatabilidad del ensilaje por parte de las vacas de la lechería de
EARTH, demuestra la aceptación y su potencial uso como suplemento animal.
El establecimiento de una planta para ensilara cáscara de banano maduro
implica costos de maquinaria del orden de $5700 US Dólares.
El costo de
producción por kilogramo es de $0,11 US Dólares, el cual es un bajo precio
comparado con los de concentrados convencionales.
39
7. RECOMENDACIONES
Los resultados generados en este estudio indican que el tratamiento de EM
al 2% para estabilizar la cáscara de banano maduro es el recomendable. Esto se
debe a que la calidad del ensilaje fue igual que cuando se utilizó EM al 5%.
Realizar un estudio de factibilidad para el establecimiento de una planta de
producción, tomando en cuenta la rentabilidad económica, social y ambiental en la
producción de ensilaje a partir de cáscara de banano maduro.
Hacer un estudio sobre el impacto que tiene la producción de ensilaje en la
alimentación animal, analizando la calidad y el sabor de la leche, en vacas y la
ganancia de peso y condición corporal tanto en vacas como en toretes de
engorde.
Probar el ensilaje de cáscara de banano maduro en la alimentación de otras
especies de animales, como por ejemplo cerdos.
Determinar un uso adecuado para los lixiviados generados, a partir del
proceso de estabilización de cáscara de banano maduro.
40
8. LITERATURA CITADA
AOAC. 1995. Official Methods of Analysis of AOAC International. AOAC. Virginia,
EEUU. Volume I and II.
AGUILAR & SOLIS. 2000. Comunicación personal. Alajuela, Costa Rica. (13 de
Noviembre de 2000).
ARCHIBALD, J.G. 1949. Nutrient composition of banana skins. Journal of Dairy
Science (USA). 32 (10): 969-971.
AXTMAYER, J.; COOK, D. 1942. Manual de Bromatología: Composición Química
y Valor Nutritivo de Ciertos Alimentos. Oficina Sanitaria Panamericana.
Washington D.C., EE.UU. 615 p.
BERNAL, J. 1992. La utilización de silos de plástico para la conservación de
forrajes tropicales. IFAS. Gainesville, Florida, USA. 3 p. (Memorias de la
Conferencia Internacional Sobre Ganadería en los Trópicos, University of
Florida).
BENAVIDES, CARLOS. 2000. Comunicación personal. FRUCTA DE COSTA
RICA. Francia, Siquirres, Costa Rica. (12 de mayo de 2000).
BOLIVAR, C.; ROJAS, A. 1970. Caracterización Química y Biológica de la
Cáscara de plátano Dominica Hartón (Musa paradisiaca) verde y Madura.
Tecnología, Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica 12:42-48.
41
BOSCHINI, C.; DORMOND, H.; ROJAS, A.; ZUÑIGA, A. 1998. Efecto de cuatro
niveles de Cascara de Banano Maduro sobre la Degradabilidad Ruminal de
la Materia Seca de los Pastos Kikuyo (Pennisetum clandestinum ) y Estrella
Africana (Cynodon nlemfluensis) en vacas Jersey. Agronomía
Costarricense, Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica. 22(2):
163-172.
CAÑAS, R. 1995. Alimentación y Nutrición Animal. Universidad Católica de Chile.
Facultad de Agronomía. Santiago, Chile. 576 p.
CAÑEQUE, V.; GUIA, E.; LUZURIAGA, S. 1987. Bases Técnicas del Ensilado de
Forrajes. INIA. Madrid, España. 55 p.
CASTRO, A. 1974. Investigación sobre la utilización de los rechazos bananeros.
Tesis de Maestría. Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica. 66 p.
CASTRO, F. Algunos Aspectos Básicos de Calidad en el Trabajo de Una
Empacadora de Banano. Sin datos de publicación.
CLAVIJO, V.; MANER, J. 1974. El Uso de Banano de rechazo en Alimentación de
Cerdos. Centro Latinoamericano de Agricultura Tropical. Bogotá, Colombia.
Serie EE # 6. 20 p.
EM TECHNOLOGIES. 1997. EM Swine Production Manual - Using Effective
Microorganisms (EM) in EM Probiotic and EM Waste Treatment to Improve
Production, Control Odors and Process Wastes. EM Technologies. Tucson,
Arizona, USA. 15 p.
ENSMINGER, M. 1993. Dairy Cattle Science. Third edition. Danville, Illinois, USA:
Interstate Publishers. 550 p. (Animal Agriculture Series).
42
FAGGI, D. s. f. Algunas prácticas de manejo para incrementar la calidad del
ensilaje de maíz. 2da parte. [en línea]. Universidad de Chapingo, México.
http://www.p lanagro.com.uy/03publica/R89/Ensimaiz.htm. [consulta: 5 de
Noviembre, 2000).
FRANCIS, R. 1997. How will you be Storing your Valuable Forages in the 21st
Century? Pp: 151-161. In: NRAES. 1997. Silage: Field to Feedbunk.
Proceedings from the Silage: Field to Feedbunk North American
Conference. Hershey, Pennsylvania. February 11-13, 1997. Northeast
Regional Agricultural Engineering Service. Ithaca, New York, USA. 464 p.
GARCIA, J. 1979. Ensilado de Forrajes. 6ª edición. Ministerio de Agricultura.
Madrid, España. Publicaciones de Extensión Agraria. 47 p. (Serie Técnica,
No. 1)
GÓMEZ, M. 1990. Cambios en las características fermentativas y digestibilidad
IVMS del ensilaje de morera (Morus alba) y pejibaye (Bactris gasipaes
H.B.K.). Tesis Ing. Agr. Zootecnista. UCR. San José, Costa Rica. 113 p.
KUNG, JR., L.; SHEPERD, A.; SMAGALA, A.; ENDRES, K.; BESSETT, C.;
RANJIT, N.; GLANCEY, J. 1998. The effect of propionic acid-based
preservatives on the fermentation and aerobic stability of corn silage and a
total mixed ration. Journal of Dairy Science (USA). 81:1322-1330.
LAREDO, M. 1988. Tabla de Contenido Nutricional en Pastos y Forrajes de
Colombia. Instituto Colombiano Agropecuario. Antioquia, Colombia. 82 p.
LÓPEZ, R.; RALDA, G. 1999. El uso de la Cáscara Banano Maduro como insumo
para la alimentación de Ganado Maduro. Trabajo de Graduación
Universidad EARTH. Guácimo, Costa Rica. 71 p.
43
MAG. 1991. Principales Nutrientes en la Alimentación del Ganado Bovino.
Ministerio de Agricultura y Ganadería. San José, Costa Rica. 3p.
MCDONALD, P.; EDWARDS, R.; GREENHALGH, J. 1988. Nutrición Animal. 4a.
edición. Editorial Acribia. Zaragoza, España. 571 p.
MESEGUER, C. 1983. Medida del Potencial de Producción de Gas Metano a
Partir de Cáscara de Banano Maduro. San José, Costa Rica. Universidad
de Costa Rica. 80 p.
MUCK, R.; KUNG, JR., L. 1997. Effects of Silage Additives on Ensiling. Pp. 187 –
199. In: NRAES. 1997. Silage: Field to Feedbunk. Proceedings from the
Silage: Field to Feedbunk North American Conference. Hershey,
Pennsylvania. February 11-13, 1997. Northeast Regional Agricultural
Engineering Service. Ithaca, New York, USA. 464 p.
NIELSON, C.; COOK, R. 1979. Banana meal as concentrate for lactating cows.
Journal Dairy Science (USA) 62 (8): 1329-1334.
PEREZ, F. Estudio del Banano de Rechazo en Latinoamérica.
publicación.
Sin datos de
PITT, E. 1990. Silage and Hay Preservation. NRAES. New York, USA. 53 p.
RUSSO, R.; HERNÁNDEZ, C. 1993. The Environmental Impact of Banana
Production can be Diminished by the Proper Treatment of Wastes. EARTH.
Guácimo, Costa Rica. Documento interno no publicado.
SANGAKKARA, R. (Ed.). 1999. Revised edition. Kyusei Nature Farming and the
Technology of Effective Microorganisms – Guidelines for Practical Use.
APNAN. Thailand. 44 p.
44
SIBAJA, G. 1994. Evaluación de la Cáscara de Banano Maduro como material de
ensilaje con pasto KING GRASS (Pennisetum purpureum). Tesis de Grado
de Ingeniería Agronómica. UCR. San José, Costa Rica. 49 p.
SOTO, M. 1992. Bananos – Cultivo y Comercialización. San José, Costa Rica.
Litografía en Imprenta LIL. 674 p.
SOTO, M. 2000. Comunicación personal. EARTH. Guácimo, Costa Rica. (15 de
junio de 2000).
VALLEJO, M. 1995. Efecto del premarchitado y la adición de melaza sobre la
calidad del ensilaje de diferentes follajes de árboles y arbustos tropicales.
CATIE. Turrialba, Costa Rica. 115 p.
VAN SOEST, P. 1982. Nutritional Ecology of the Ruminant. O & B Books, Inc. USA
374 p.
VARGAS, E. 1984. Tabla de Composición de Alimentos para Animales de Costa
Rica. Editorial UNED. San José, Costa Rica. 111 p.
VELÉZ, M. 1997. Producción de Ganado Lechero en el Trópico. 2ª edición.
Zamorano Academic Press. Zamorano, Honduras. 189 p.
VON LOESECKE. 1950. Bananas, Chemistry, Physiology and Technology.
Interscience. New York, USA. 189 p.
WERNLI, C. 1982. Utilización de subproductos agrícolas e industriales en la
alimentación del ganado. 2ª edición. Sociedad Chilena de Producción
Animal. Santiago de Chile. 87 p.
45
9. ANEXOS
Anexo A.
Cuadro A.1. Composición de la cáscara de banano maduro según varios
investigadores.
Referencia Agua Proteína Grasa
Acido
Azúcares Almidón
Málico Reductores
Fibra
Cruda
Cenizas
Elementos
Libres de N
----------------------------------------------------(%)------------------------------------------------------Archibald
Axtmayer y
Cook
Boschini
et.al
Bolívar y
Rojas
López y
Ralda
92,6
---
6,5
6,1
1,9
---
1,9
---
20,0
22,0
8,2
---
12,7
10,0
13,5
12,1
56,78
63,1
86,6
10,45
---
---
---
---
14,18
12,69
54,48
---
7,7
---
---
---
---
13,0
16,5
56,8
89,9
7,86
---
---
---
---
---
12,45
---
Adaptado de: Archibald (1949), Axtmayer y Cook (1942), Boshini et. Al
(1998), Bolívar y Rojas (1970) y López y Ralda (1999).
Cuadro A.2. Composición de la cáscara de banano maduro.
Componentes
Valor
Extracto etéreo, %
CHOSNE, %
Energía bruta, Kcal/kg MS
Calcio, %
Fósforo, %
Potasio, %
Magnesio, %
Hierro, mg / Kg
FDN, %
FDA, %
Sílica, %
Lignina, %
Celulosa, %
8,5
18,55
5106
0,37
0,187
8,96
0,157
134,3
50,1
42,8
4,55
8,21
1,43
Fuente: (Boshini et al., 1998).
47
Anexo B.
Cuadro B.1. Análisis de laboratorio del ensilaje de cáscara de banano
maduro con Microorganismos eficaces (EM) 2% y 5% sin lixiviados.
Cáscara
Fresca
Cáscara
Fresca
Cáscara
Fresca
Cáscara
Fresca
Cáscara
Fresca
Cáscara
Fresca
Cáscara
Fresca
Cáscara
Ensilada
Cáscara
Ensilada
Cáscara
Ensilada
Cáscara
Ensilada
Cáscara
Ensilada
Cáscara
Ensilada
Cáscara
Ensilada
Lixiviados
Lixiviados
Lixiviados
Lixiviados
Lixiviados
Lixiviados
Lixiviados
Tratamiento Materia
Seca
%
10,4
EM 2%
Bloque
Proteína
%
FDA
%
FDN
%
5,20
Energía
KJ / 100
gr
1550
Ácido
Propionico
%m/m
----
8,5
32,9
41,2
11,0
8,6
33,6
39,3
6,9
10,9
5,18
1484
----
10,9
7,5
28,5
39,0
6,2
10,8
5,16
1470
----
11,5
7,6
28,8
38,2
6,3
10,7
5,16
1480
----
10,6
8,8
28,3
40,0
6,7
10,9
5,17
1510
----
9,1
9,0
32,3
43,1
7,5
14,7
4,15
1215
----
10,3
8,5
34,3
44,9
7,5
13,2
4,12
1400
----
11,4
8,9
40,6
48,1
10,6
11,4
3,97
1558
0,20
11,6
8,8
36,0
43,5
13,1
10,7
3,94
1486
0,22
12,4
7,8
37,4
47,2
11,1
10,7
3,99
1490
0,24
12,1
8,1
39,0
48,5
11,2
10,7
3,95
1510
0,22
11,8
8,0
38,9
48,5
10,9
11,1
3,99
1495
0,20
10,8
9,7
35,2
48,8
7,3
13,7
3,98
1530
0,40
13,1
9,7
37,7
48,3
9,3
10,8
3,35
1530
0,40
----------------------
----------------------
----------------------
----------------------
----------------------
----------------------
4,04
3,98
3,97
3,97
3,95
4,11
4,05
----------------------
----------------------
48
Extracto Cenizas
Etéreo
%
%
6,9
11,4
Ph
Continuación.
Cáscara
Ensilada
Cáscara
Ensilada
Cáscara
Ensilada
Cáscara
Ensilada
Cáscara
Ensilada
Cáscara
Ensilada
Cáscara
Ensilada
Lixiviados
Lixiviados
Lixiviados
Lixiviados
Lixiviados
Lixiviados
Lixiviados
Tratamiento Materia
Seca
%
12,1
EM 5%
Bloque
Proteína
%
FDA
%
FDN
%
Cenizas
%
PH
49,7
Extracto
Etéreo
%
11,3
3,74
Energía
KJ / 100
gr
1502
Ácido
Propiónico
%m/m
0,21
9,4
38,4
10,7
11,4
8,5
36,6
50,6
11,3
10,7
3,81
1563
0,22
11,0
10,0
42,0
53,7
9,8
12,4
3,72
1510
0,23
11,3
8,3
42,1
54,8
11,6
9,7
3,84
1520
0,21
11,9
8,3
41,2
53,6
11,2
10,3
3,83
1525
0,20
10,9
9,9
34,0
48,9
7,5
14,0
3,79
1483
0,30
12,8
7,6
36,2
49,1
9,0
10,9
3,91
1483
0,30
----------------------
----------------------
----------------------
----------------------
----------------------
----------------------
4,02
3,96
3,95
3,96
3,96
4,08
4,10
----------------------
----------------------
49

Ensilaje de cascara de banano maduro con EM™ como alte

Transcripción

Documentos relacionados

¿Cuáles son las principales diferencias entre los cultivos

EXTRACTO de la Orden DRS/515/2016, de 31 de mayo, del

¿Qué es un huevo incubable de buena calidad?

CASCARA D NARANJA.cdr

cascara sagrada