I

I 1

r/ ENSILADO DE YUCA (Manihot e s c u l e n t a ) PARA LA ALIMENTACION D E

CERDOS

INFORME FINAL D E SERVICIO SOCIAL

UAM-I (REALIZADO EN EL INIREB)

J MIGUEL ANGEL BADA GARCIA

MATRICULA 7 8 3 2 5 6 4 9

7983

I N T R O D U C C I O N

El alto costo de los cereales nos ha impulsado a buscar -- nuevas alternativas más económicas de energía para alimen-

tar el ganado.

La producción intensiva de cerdos en el trbpico requiere - pues del desarrollo de nuevas fuentes de energías más bara - tas que sustituyan a los granos. Una de estas fuentes de

energía que es importante por su bajo costo y fácil culti-

vo en las áreas tropicales de México es la yuca (Manihot - esculenta). Más sin embargo su alto contenido de humedad

y carbohidratos hacen que éste producto sea de difícil con - servación, además de que hace necesaria una suplementación

proteica que eleva considerablemente los costos. Es por

esto que hemos considerado de interés estudiar los paráme -

tros, en este caso específico humedad y proteína, que per-

mitan el ensilado eficiente de la yuca con los efluentes - de un digestor anaerobio para estiércol de cerdo el que, - además de servir como inoculo bacteriano nos proporciona -

I

I i I 1

una cantidad adicional de proteína. Este trabajo fue re= i I lizado y financiado en su totalidad por el INIREB, con la

asesoría del departamento de Biotecnología de la UAM-Izta-

palapa. I

A N T E C E D E N T E S

Según Tejada y Brambila (1969): "La raíz de yuca se ha --- usado al estado fresco en la alimentación de cerdos (Oyenu - ga y Amazigo, 1967; Maner et al., 1967 y en forma de hari-

na para aves (Vogt, 1966). Este Último autor sugiere usar

niveles máximos de 10% de harina de yuca para pollos de en - gorda antes de la cuarta semana de vida y posteriormente -

i

I hasta el 20% de la ración total. Niveles superiores apa- I

I

I

rentemente resultaron detrimentales, aunque no está clara

la posible causa de este fenómeno. En fecha más reciente

(Enriquez y Ross, 1967) encontraron que la harina de yuca

podia reemplazar hasta el 50% del maíz en raciones balan-

ceadas suplementadas con aminoácidos.

Shimada (1973) también afirma: "Recientemente, Maner, Bui-

traldo y Jiménez (1967), Maner (1972) realizaron una serie

de estudios tendientes a evaluar variedades colombianas -- de yuca, de los resultados obtenidos por dichos autores, - se concluyó que alimentando con yuca fresca a libertad y

suplementando un concentrado proteico en cantidades adecua

das, se obtenía una ganancia de peso comparable al de die-

tas completas y con un menor consumo de alimento en base - seca. Estos mismos autores (1970) estudiaron seis fuentes

proteicas para suplementar a la yuca como alimento para --

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I

-

cerdos de engorda, encontrando pequeñas diferencias entre

e 11 as " .

Más adelante Shimada (1973) indica que: "Sobre yuca ensila

da se tiene la siguiente información. Los datos sobre es -

te renglón son todavía más escasos Barrios y Bresani (1967)

basados en datos de composición proximal mencionan la posi

bilidad de ensilar la cáscara de yuca como alimento para - rumiantes. Resultados preliminares notificados por Maner

(1967) indican que la yuca picada S O 1 0 6 con follaje, pro-

duce fermentación adecuada. La primera forma produjo au-

mento comparable a los logrados alimentando a los animales

a base de yuca fresca.

Recientemente, Peraza (1970) ensil6 yuca sola y con aditi-

vos demostrando que el material ensila de una forma adecua -

da (cuadros A y B). Como era de esperarse, l a humedad de

los ensilajes disminuyó al adicionarse el maíz y el salva-

do a l grado de que los niveles de salvado no tuvieron escu - rrimientos de líquido. En general, el pH, el ácido lácti-

co y el nitrógeno amoniacal no fueron modificados por los

aditivos. En una prueba de aceptación con animales, los

diferentes ensilados fueron consumidos en este orden:maíz

20% 10% salvado, 20% 10% y yuca s o l a . De Uriarte et al.

(1971) compararon cuatro formas diferentes de ensilar yuca

y su efecto en el desarrollo de cerdos en su etapa de --

finalización (Cuadro C ) . Sus resultados indican que es - posible obtener buenas ganancias cuando la yuca se ensila

sola o con pequeñas cantidades de maíz y que la adición de

ingredientes proteicos a la yuca al ensilarla, resulta en

una marcada reducción en la aceptación del silo".

1 Por otra parte, los estudios más recientes de GÓmez y Vi--

niegra ( 1 9 8 2 ) han mostrado que se puede obtener una buena 1

fermentación láctica por medio de la inoculación de carbo- I I

I hidratos fácilmente fermentables con heces de animales, si

se tiene la precaución de adicionar un nivel adecuado de - proteínas verdaderas y si el pH se regula dentro de cier--

tos intervalos.

Los antecedentes descritos anteriormente han motivado a di

versas instituciones mexicanas para que procuren desarro--

llar un sistema práctico para el u s o de la yuca en la pro-

ducción porcina del trópico.

-

Existen dos limitantes principales, la falta de protefna - de este alimento, que ya fue descrita y el problema de su

conservación, por ser un producto húmedo de rápida descom-

posición.

En conclusión en este proyecto se pretende investigar una , nueva alternativa de la técnica de ensilaje, usando el --

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!

estiércol de cerdo como fuente suplementaria de nitrógeno.

De esta forma se intenta reducir la necesidad de protelna

para la nutrición porcina a base de yuca y se da un nuevo

u s o a la excreta de los animales domésticos.

OBJETIVOS GENERALES

1.- Contribuir al aprovechamiento d e l a yuca como alimento

para los cerdos.

2.- Desarrollar alternativas de conservación y enriqueci--

mienta d e la yuca usando técnicas d e ensilado.

3.- Aprovechar subproductos y residuos agrícolas ricos en

proteínas.

4 . - Adiestrarse en el empleo de la tecnología de fermenta

ciones para procesos ganaderos.

5.- Fomentar la cooperación interinstitucional.

METAS ESPECIFICAS I

a) Demostrar la factibilidad de ensilar yuca con estiér-

col fermentado de cerdo.

b) Conocer los productos de la fermentación anaerobia de

la yuca inoculada con estiércol fermentado de cerdo.

c) Determinar de que manera las variables humedad y pro--

teína orientan la fermentación de la yuca.

!

MATERIAL METODOS Y TECNICAS

Diseño Experimental:

El ensayo consistió en la realization de fermentaciones de

mezclas de harina de yuca, estiércol fermentado de cerdo - proveniente de un digestor anaerobio y harina de soya. Las

fuentes de variación fueron: % de materia seca (40 , 4 5 , 5 0 3

y % de proteína ( 8 , 1 1 , 1 5 % ) .

Las variables observadas fueron: Acidez titulable. nitrá-

geno amoniacal, ácido láctico, etanol, ácido acético, áci-

do propiónico,] ácido butírico, cenizas, grasas, fibra y ex

tracto libre de nitrógeno.

-

El diseño experimental fue de bloques distribuidos por tra

tamientos con los diferentes niveles de l a s fuentes de va-

riación. Cada tratamiento fue repetido por triplicado.

Ver cuadro I.

-

CUADRO I. DISERO EXPERIMENTAL TEORICO

Tratamiento 1 2 3 4 5 6 7 8 9

%Materia seca 40 45 50 4 0 4 5 5 0 40 45 5 0

%Proteína 8 8 8 1 1 11 11 1 5 1 5 15

No.Pepeticiones 3 3 3 3 3 3 3 3 3

! CALCULO DE MEZCLAS:

Se realizaron análisis bromatolbgicos de las materias pri-

mas para conocer su % de humedad y su % de proteína el --- cual nos proporcionb la siguiente informacibn: % de mate--

ria seca para harina de yuca, harina de soya y estiércol - fermentado de cerdo ( 8 7 % , 89%, 15%) respectivamente. % de

I

I proteína base h6meda para harina de yuca, harina de soya y !

estiércol fermentado de cerdo (3.08%, 45.83%, 2.12%) res-- 4

pectivamente. Después se procedib a resolver un sistema

de 3 ecuaciones lineales, para determinar de esta manera - el porcentaje con el cual deberá contribuir cada uno de -- los materiales para formular la mezcla.

TECNICA DE FERMENTACION

I Los ensilados se realizaron en frascos de boca ancha y ta- I

pa con rosca de una capacidad de 5 0 0 ml, los cuales se ll= I

naron a un 60% de su capacidad. La anaerobiosis fue pro-

ducida insertando una vela encendida dentro de los frascos

y posteriormente tapándolos. Las tapas usadas fueron pro-

vistas de una válvula tipo Bunsen para evitar el estalla--

:

i 9

miento de los frascos. Los silos se mantuvieron por un pe I

ríodo de dos semanas dentro de una incubadora a una tempe- 1 I

I

ratura de 40 grados celcius.

TECNICAS DE ANALISIS BROMATOLOGICO:

Las técnicas utilizadas para la determinación de cenizas,

proteína, grasas, fibra y extracto libre de nitrógeno, así

como nitrógeno amoniacal, acidez titulable y pH, fueron to

mados del Official Methods of Analisis del Official Analy- i

1

4

tical Chemists (1975).

1 I TECNICA PARA LA DETERMINACION DE LOS PRODUCTOS DE FERMENTA

CION : -

Los productos de fermentación fueron analizados mediante - cromatografía de gases de acuerdo a la técnica descrita -- por Cottyn y Bouque (1968).

1 RESULTADOS

La tabla 1 muestra la composición final de los silos en -- base seca. I

Se realizó un análisis de varianza para conocer en que me-

dida eran afectadas las variables observadas debido a los

diferentes tratamientos. Mediante la prueba estadística -

I

1 I I

I

I de F con un nivel de significancia del 9 5 % de probabilidad I

I

I I

se encontraron variantes significativas en 10 de las 11 va -

riables observadas, bajo el supuesto de que no existe una I

diferencia estadísticamente significativa para las varia- I

bles humedad y proteína en cada una de las tres repeticio-

nes de los diferentes tratamientos.

La tabla 2 muestra la matriz de correlación variable a va-

riable de donde se concluye que a un nivel de significan-- l

!

cia de 9 9 . 9 % de probabilidad están relacionadas las si--- i guientes variables: AC. Titulables vs (humedad * proteína).; I

AC láctico vs Ac. propiónico.; pH vs humedad., y pH vs AC.

Titulables. Gfáficas 1 , 2 , 3 y 4 respectivamente. i

En todos los tratamientos es posible observar que el ácido

láctico representa el 9 8 % en promedio del resto de los pro

ductos de fermentación observados.

-

DISCUS ION

La información que proporcionan los resultados obtenidos - no muestran evidencia estadística suficiente para determi-

nar si las diferentes variaciones de % de humedad y % de - proteina son las que determinan la orientación de la fer--

mentación, esto debido a la dificultad que presentan las - materias primas, en especial los efluentes del digestor -- anaerobio, de ser evaluadas. Más sin embargo cabe hacer - la notación de que en todos los tratamientos el ácido lác-

tito representa el 9 8 % en promedio del total de los - -

productos de fermentación observados, por lo que se puede

pensar que este procedimiento nos permite ensilar harina - de yuca satisfactoriamente, ya que no se presentó en esta

experiencia evidencia de la presencia de ácido acético.10

anterior debido tal vez a que el inóculo bacteriano provie

ne de un digestor anaerobio cuyos efluentes contienen una

importante cantidad de bacterias amilollticas. La presen-

cia de estas bacterias aumenta la cantidad de azucares so-

lubles y esto favorece una fermentacion láctica sobre de - una acética. La tabla 1 comparada con los resultados pre

sentados por Shimada (1973) muestra que en esta experien--

cia se registró una mayor concentración de ácido láctico - en los s i l o s . (confrontar cuadros A y B con tabla 1 ) .

-

-

La correlación existente entre los ácidos titulables y la

interacción (humedad * proteína) nos permite decir que en este caso la interacción de estas dos variables hace aumen

tar la cantidad de á c i d o s en el ensilado. Esta observa--

ción sugiere que los microorganismos anaerobios requieren,

simultáneamente, de una fuerte actividad del agua y de un

alto nivel de proteína para producir una fermentación aci-

dogénica vigorosa.

-

La poca correlación entre la acidez titulable y el nivel - de los ácidos orgánicos medidos, sugiere que existan otros

factores no estudiados que modifican el pH, por ejemplo:

otros ácidos o consumo de bases. (NH4(0H)).

Otra observación que es importante hacer notar es la eo--

rrelación existente entre la producci6n de ácido láctico

y ácido propiónico, lo que es posible esperar cuando tene

mos una población bacteriana heterogénea, ya que las bac-

terias productoras de ácido propi6nico metabolizan hexosas,

pentosas y ácido láctico Zeikus (1980) (ver gráfica 2 . ) . O

sea que, posiblemente se tuvo una conversión parcial del - lactato en propionato.

-

El pH disminuye al aumentar la humedad, más sin embargo - consideramos que no es necesario controlarlo externamente

ya que la producción de ácido láctico no se vio influen--

ciada por la disminución del pH debido a la adición de -- proteínas verdaderas en los silos G6mez y Viniegra (1982).

Ver gráficas 3 y 4.

1

TABLA 1 CONPCSICION PDRCENTUPiL FXNCL D E L D S S I C O S EN BASE SECA.

TRATAWIETOS V A R I A B L E S O B S E P V A D A S huaed p r o t p H csn i z r a s f i b r e.1.n a c . l a c t a c . t i t e t h a n o l a c . r o ac .but N-NH3 54.74 8.05 4.12 9.44 1.09 3.56 76.80 0.19973 6.4074 1.2E-4 1.7b-3 1.3E-4 0.097 53.25 8.32 4 - 1 1 10.01 1.51 8.17 76-99 0.15187 6.4171 8.OE-5 1.9E-3 O 0.135 45.74 8.95 4.30 11.52 1.81 3.84 73.88 0.11316 4.7733 6.9E-5 1.7E-3 O 0.112

47.65 7.97 4.29 8.47 3.1 2.54 77-92 0.08634 4.8902 1.8E-4 l .7E-3 O 0.122 46.67 8.26 4.41 9.59 1-31 2.91 77.93 0.07257 3.6565 5.2E-5 1.4E-3 O 0 ,081 45.10 8.65 4.37 9.76 0.73 3.60 77.26 0 . 0 5 8 8 3 4.6812 5.1E-5 1.6E-3 O 0.106

39.94 7.86 4.39 7.49 2.12 í . 5 6 79-97 0.04865 3 ,9627 4.6E-5 1-SE-3 O o. 080 44.84 10-08 4.67 7-53 1.32 3.35 75-72 0.07088 2-7737 6.7E-5 O O O. 067 38-19 8.39 4.48 8 . 5 3 2.45 2.44 18-19 0.06326 4.0932 6.OE-5 1.2E-3 O 0.118

68.93 9.61 3.94 5.49 1 - 0 2 2.73 81.15 0.03154 3.3038 1.9E-3 5.7E-4 O 0.122 68-11 8-86 o.08 5.04 1.35 2.07 82.68 0.03073 8.1217 o 4.6E-4 O 0.091 68.05 9-47 6-03 5.47 1.35 2.61 81.10 0.02285 5.3224 l . l E - 3 5.5E-4 O 0.119

62.17 10.04 4.13 5.4C 2.02 2.33 80.21 0.01930 6.0798 O 4.7E-4 O 0.095 62.39 9.81 4-10 5-34 1.81 2.93 80-24 0.02606 6.9662 O 4.7E-4 o 0.120 62.66 9-25 4.08 4.82 1-68 2.08 EO-17 0.03267 7-0702 O 5.5E-4 O 0.110

57-77 9.87 4.17 4.64 2.13 2.62 80.74 0.02321 5.8016 O 2.8.E-4 O 0.109 57-87 10.32 4.2G 4.75 1 .79 3.07 8 0 . 0 7 0.01733 4.7709 O 4.2E-4 O 0.093 58.14 9.92 4.31 4-58 2.40 2.22 80.88 0.01714 4.4195 O 2.8E-4 O 0.105

54-67 16.75 4.09 10.50 5.72 4.75 62-28 0.13950 12.3100 5.OE-4 2.OE-3 3-9E-4 0 ,393 63.84 17-06 4.08 9 .99 5.65 5.26 62.04 0.12800 11.7000 2.5E-4 1.9E-3 O 0.136 63.13 17-35 4.10 11-14 5 - 0 5 6-03 62.13 0.11790 11.9000 1.2E-4 2.OE-3 O 0.301

52-69 1 6 - 9 4 4 . 0 8 3-27 5.03 3.55 65-21 0.09170 8.8100 1.4E-4 8.1E-4 0 0.228 53.46 16.72 4.05 3.54 5.77 3.11 64.86 0.11820 9.0200 O 1.2E-3 O O. 069 5 5 - 3 5 16.50 4-10 9.65 5 . 2 8 4.46 64-11 0.10370 9.3200 5 -O f -5 1.OE-3 O O. 163

49.82 1 5 - 7 2 4.20 da13 5.20 4.90 66-05 0.09230 7-8100 O 1.2E-3 O 0.147 45.98 16.56 4 - 9 8 8.19 5.36 3.88 66-01 0.07500 5.7900 6-OE-5 7-1E-4 O 0.137 46-80 16.56 4-19 7.98 5.24 4 - 0 0 66-22 0.07610 6.2000 6.3E-5 1.OE-3 O 0.098

TA8LA 2 MATRIZ DE CORRELACION

PROTEINA L l C T I C O ACTITUL ETHANOL PROPIONICC N-NH3 HUii*PRO "2 3 4 5 6 7 8 1+3 HUNEDAQ

1

HUNEDAOl 1-00 2 -u 1.00

!ROTEIN3 0.13 -0.41 1 - 0 0 LACTIC04 -0.18 -0.08 0.35 1.00 ACTITULS 0.60 -0J.3 a 0.40 1.00 ETHANCk.6 0.46 -0.40 -0.05 -0.13 0.22 1.00 PROPION7 -0.23 -0.00 0.17 aL26. 4-NH3 8 0.30 -0-33 0.56 o. 38

0.34 -0.07 1-00 0-72 O. 16 0.43 1-00

HUM* PR O9 0.51 -0.62 0.91 0.27 nso 0.13 0.13 0 - 6 5 1.00

'Las correlaciones subrayadas representan un valor de probabilidad mayor de 0.9

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C O N C L U S I O N E S

1 ) Es posible ensilar harina de yuca inoculando con los

efluentes de un digestor anaerobio para estiércol de

cerdo, suplementando proteínicamente con harina de so-

ya a nivel laboratorio entre los siguientes intervalos

de % de humedad y % de proteína: humedad ( 4 0 - 7 0 ) , pro-

teína (8-16), lo que justifica continuar este proyecto

realizando una prueba piloto, que incluya pruebas de - aceptación y de ganancia diaria de peso en cerdos.

2) Se encontró una fuerte correlation para la interacción

de las variables (humedad * protelna) con los ácidos - titulables producidos por la fermentación.

3 ) No fue necesario regular el pH externamente pues se -- obtuvo evidencia estadística de que este disminuye al

aumentar la humedad del silo.

4 ) Dado el carácter preliminar de este trabajo no se en-

contró evidencia estadística que permitiera determi--

nar si los parámetros humedad y proteína son los que

orientan la fermentación, más sin embargo este traba-

jo nos recomienda que en próximas experiencias se con-

trolen con mayor cuidado las materias primas, muy en

especial los efluentes del digestor, ya que a nuestro

juicio son l a s que mayor variation en l a cant idad de

humedad y p r o t e i n a poseen y po r lo t an to son causa de

e r r o r en l a e x p e r i e n c i a .

,

I i

R E S U M E N

Se realizaron 9 silos cada uno por triplicado y con tres - diferentes niveles de materia seca ( 4 0 , 4 5 , 5 0 % ) y proteí-

na ( 8 , 1 1 , 1 5 % ) . Las materias primas utilizadas fueron:

harina de yuca, harina de soya y los efluentes de un diges

tor anaerobio para estiércol de cerdo.

-

En este trabajo se reportan las características bromatólo-

gicas de los silos, así como también los productos de la - fermentación.

Los resultados indican que aproximadamente el 98% de los - productos de fermentación es ácido lactico, más sin embar-

go no se presentó evidencia estadística suficiente para de

terminar si el % de materia seca y el % de proteína son los

parámetros que orientan la fermentación.

En este trabajo se demuestra la factibilidad de obtener

un producto ensilado hasta con un 1 5 % de proteína utili--

zando como materias primas harina de yuca y los efluentes

de un digestor anaerobio para estiércol de cerdo.

Cabe aclarar que los rendimientos de ácido láctico aquí - obtenidos fueron superiores a los publicados en otros es-

tudios de ensilado de yuca .

LITERATURA CITADA

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