Efecto de la suplementación dietética del biocarbón de tusa de maíz en la digestibilidad fecal aparente del plátano barraganete (Musa AAB) tratado con yogur en cerdos de crecimiento

W O Caicedo^1,2,3*, L M Borras-Sandoval⁴, H de Jesús Lopez-Inzunza⁵ y L G Flores-Mancheno⁶

¹ Facultad de Ciencias de la Tierra, Universidad Estatal Amazónica, Puyo, Pastaza, Ecuador
* orlando.caicedo@yahoo.es
² EMPRESA PROAMAZA CAICEDO S.A.S. B.I.C, parroquia Tarqui, Puyo, Pastaza, Ecuador
³ Agroveterinaria Caicedos, parroquia Tarqui, Puyo, Pastaza, Ecuador
⁴ Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja, Colombia
⁵ Eje de Producción Pecuaria de la Facultad de Agronomía, Universidad Autónoma de Sinaloa, Apartado Postal 80007, Culiacán de Rosales, Sinaloa, México
⁶ Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Panamericana Sur km 1 1/2, Riobamba, Ecuador

Resumen

Esta investigación tuvo como objetivo evaluar el efecto de la suplementación dietética del biocarbón de tusa de maíz en la digestibilidad fecal de nutrientes del fermentado de plátano barraganete (Musa AAB) tratado con yogur natural en cerdos comerciales de crecimiento. Se fermentó fruta de plátano verde durante ocho días, y se realizó el estudio de digestibilidad fecal aparente para la materia seca (MS), proteína bruta (PB), fibra bruta (FB), extracto etéreo (EE), extractos libres de nitrógeno (ELN), energía bruta (EB), calcio (Ca) y fósforo (P), para esto se utilizó 3 cerdos comerciales, machos castrados del cruce comercial, Blanco Belga x Duroc x Pietrain de 37 ± 2 kg, los cuales se distribuyeron bajo un diseño cuadrado latino de 3*3 y se alimentaron con una dieta basal y dos niveles de suplementación de biocarbón (0.3 y 0.6%, respectivamente).

El mejor (p<0.05) aprovechamiento de los nutrientes; MS (92.18%), PB (92.91%), FB (82.86%), EE (94.14%), ELN (93.10%), EB (93.05%), Ca (88.06%) y P (89.35%) se obtuvo con la suplementación de la dieta con biocarbón al 0.3%. En conclusión, la suplementación con 0.3% de biocarbón de tusa de maíz en la dieta alternativa basada en fermentado de plátano barraganete verde para cerdos comerciales en crecimiento propicia mejoras en la digestibilidad aparente de la MS, PB, EE, FB, ELN, EB, Ca y P, constituyendo un alimento energético de buena composición nutricional para esta categoría.

Palabras claves: alimento alternativo procesado, biocarbón, cerdos comerciales en crecimiento, digestibilidad fecal aparente, fermentado líquido

Effect of dietary supplementation of corn cob biochar on the apparent fecal digestibility of banana barraganete (Musa AAB) treated with yogurt in growing pigs

Abstract

This research aimed to evaluate the effect of dietary supplementation of corn cob biochar on the fecal digestibility of nutrients from fermented banana barraganete ( Musa AAB) treated with natural yogurt in commercial growing pigs. Green banana fruit was fermented for eight days, and the study of apparent fecal digestibility was carried out for dry matter (DM), crude protein (CP), crude fiber (CF), ethereal extract (EE), nitrogen-free extracts (NFE), gross energy (GE), calcium (Ca) and phosphorus (P), for this we used 3 commercial pigs, castrated males from the commercial cross, Belgian White x Duroc x Pietrain of 37 ± 2 kg, which were distributed under a 3*3 Latin square design and were fed a basal diet and two levels of biochar supplementation (0.3 and 0.6%, respectively).

The best (p<0.05) use of nutrients; DM (92.18%), CP (92.91%), CF (82.86%), EE (94.14%), NFE (93.10%), GE (93.05%), Ca (88.06%) and P (89.35%) were obtained with supplementation of the diet with 0.3% biochar. In conclusion, supplementation with 0.3% corn cob biochar in the alternative diet based on fermented green barraganete plantain for growing commercial pigs promotes improvements in the apparent digestibility of DM, CP, EE, CF, NFE, GE, Ca and P, constituting an energy food with good nutritional composition for this category.

Keywords: processed alternative feed, biochar, commercial growing pigs, apparent fecal digestibility, liquid fermented

Introducción

El banano junto con el plátano barraganete en Ecuador, constituyen un rubro de exportación y una fuente de empleo en diversas zonas del país (Jiménez-Esparza et al 2019; Cedeño-Zambrano et al 2022). Por la importancia del cultivo, se generan tecnologías confiables para que el agricultor maneje el cultivo de una manera sostenible. Su importancia radica en la socioeconomía y seguridad agroalimentaria por el suministro de carbohidratos a la mayor parte de la población. Según el Instituto Nacional de Estadística y Censo (INEC, 2020) en Ecuador en el 2019 hubo 115069 ha sembradas de plátano como monocultivo y 45194 ha asociadas con otros cultivos, la producción correspondió a 582706 y 166745 Tm, equivalente a 5064 y 3690 kg·ha^-1, respectivamente.

En la provincia de Pastaza, el cultivar de plátano barraganete constituye el sustento económico para las familias del sector rural, y es catalogado como un recurso alimenticio que se produce y encuentra disponible durante todo el año, tiene buen rendimiento/ha, y una apreciable composición nutricional, por lo que la frutas pequeñas y con alguna mala formación se pueden considerar como un alimento alternativo clave para emplearlo en la alimentación animal con la finalidad de mejorar la eficiencia del sistema de producción agropecuario.

Los cerdos comerciales como animales monogástricos requieren que sus dietas estén balanceadas de forma adecuada para obtener altos índices de aprovechamiento en los nutrientes, esto, se encuentra directamente relacionado con las materias primas empleadas en la formulación. Al estudiar nuevas fuentes de alimentos para uso en animales, es necesario realizar estudios de composición química y digestibilidad, con la finalidad de realizar una inclusión o sustitución adecuada, sin tener afectación sobre el desempeño productivo de los cerdos (Caicedo et al 2021). En este sentido, se puede emplear la técnica digestibilidad aparente, la cual mide la relación que existe entre la cantidad de nutrientes consumidos y los nutrientes que son encontrados en las heces (Caicedo et al 2017).

Por otra parte, en la región amazónica ecuatoriana, recientemente se están incursionando en el uso de aditivos naturales que puedan mejorar el aprovechamiento de alimentos convencionales y alternativos. Entre estas alternativas, se incluye al biocarbón, por sus efectos positivos en la salud de los animales, ya que reduce significativamente la proliferación de patógenos en el TGI, actúa como absorbente de gases de efecto invernadero (Leng et al 2012), propicia la generación de biopelículas para el crecimiento de microorganismos benéficos (Lan et al 2016), obteniendo mayor eficiencia en el aprovechamiento de nutrientes en el alimento (Pereira et al 2014; Caicedo et al 2023a). Así mismo, a medida que el biocarbón se enriquece con compuestos orgánicos ricos en nitrógeno durante el proceso de digestión, el estiércol de biocarbón excretado se convierte en un fertilizante orgánico más valioso que causa menores pérdidas de nutrientes y emisiones de gases de efecto invernadero durante el almacenamiento y la aplicación al suelo (Schmidt et al 2019). El objetivo de esta investigación consistió en evaluar el efecto de la suplementación dietética del biocarbón de tusa de maíz en la digestibilidad fecal de nutrientes del fermentado de plátano barraganete (Musa AAB) tratado con yogur natural en cerdos comerciales de crecimiento.

Materiales y métodos

Localización

Esta investigación se hizo en dos etapas: 1) el estudio con animales se realizó en las instalaciones de cerdos de la empresa "Productora, Procesadora y Comercializadora Amazónica de Productos Agropecuarios Caicedo S.A.S. B.I.C" con el apoyo del personal técnico y operativo de "Agroveterinaria Caicedos", localizadas entre las coordenadas norte 9837568 y este 166494 con una altitud de 931 m.s.n.m, parroquia Tarqui del cantón Pastaza, temperatura promedio entre 18 y 28 °C, clima subtropical semicálido o húmedo, con una humedad relativa media de 87% y una precipitación anual de 4000 a 4500 mm; 2) la determinación de nutrientes en las dietas y las excretas se hizo en el Laboratorio de Bromatología de la Universidad Estatal Amazónica, localizado en el cantón y provincia de Pastaza, Ecuador, en la vía a Napo, km 2 ½ sector paso lateral perteneciente a la cuidad de Puyo entre las coordenadas norte 9830185 y este 832416, con una altitud de 949 m.s.n.m.

Elaboración del fermentado (FEL) de plátano barraganete

En la elaboración del alimento fermentado se siguieron las recomendaciones de Caicedo et al (2020) con (60%) de plátano picado, y una ligera modificación en el nivel de agua potable (38%), y 2% de yogur natural como inóculo. A los 8 días de fermentación, el alimento alternativo tuvo la siguiente composición nutricional: MS (24.10%), PB (5.33%), FB (1.81%), EE (2.43%), Cenizas (5.30%), ELN (85.13%), EB (3873 kcal kg MS^-1), Ca (1.55%) y P (0.22%).

Elaboración del biocarbón de tusa de maíz

La tusa de maíz utilizada en la investigación tenía una semana de postcosecha, esta se puso en un contenedor metálico (Foto 1) sobre una estufa gasificadora de corriente ascendente, se esperó hasta que el material empiece a producir humo, y se removió de manera uniforme para que se carbonizó por completo (Foto 2), seguidamente, se dejó enfriar por un lapso de 60 minutos, y se procedió a moler, el carbón se guardó en fundas de ziploc, se registró el peso y almacenaron hasta su uso.

Manejo de animales e instalaciones

Para el manejo de los animales se siguieron las normativas de bienestar animal de Ecuador (AGROCALIDAD 2017), y; para el montaje del experimento, siguiendo los criterios de Sakomura and Rostagno (2007). Los animales permanecieron en un cubículo de 5 metros de largo x 4 metros de ancho (20 m²), construido con piso de concreto, paredes de bloque de 1.5 metros de altura. En esta área, se puso 3 jaulas metabólicas de 1.2 m x 0.60 m (0,72 m²) con piso de slat plástico. Las jaulas estaban dotadas por un comedero tipo tolva y un bebedero de chupón. Se utilizó 3 cerdos machos castrados del cruce comercial Duroc x Pietrain, en la etapa de crecimiento, con una edad de 70 días y 37 ± 2 kg de peso vivo. Los cerdos se distribuyeron de forma aleatoria para controlar el consumo de alimento y para facilitar la recolección de excretas durante la investigación.

Manejo del alimento y el biocarbón

Al cumplir con el tiempo de fermentación de la fruta de plátano barraganete, se elaboró una dieta basal con inclusión de 50% de FEL, esta fue ajustada para cerdos en crecimiento, según las sugerencias de Rostagno et al (2011) (Tabla 1). En la dieta basal se manejó dos niveles de suplementación con biocarbón de tusa de maíz (0.3 y 0.6%, respectivamente). Se realizó el ajuste del consumo de alimento a razón de 0.10 kg (kg/MS) PV^0.75d^-1. Antes de ofertar la ración de cada día, se hizo el pesaje del alimento y se puso el biocarbón en dependencia del tratamiento, se mezcló de manera homogénea y se dispuso en los comederos. El alimento se proveyó una vez al día, 08:00 am, y al siguiente día, antes de colocar el nuevo alimento, se recogió y peso el alimento sobrante. El agua para bebida estuvo disponible de forma permanente en bebederos de chupón.

Manejo experimental

La experimentación con animales tuvo una duración de 30 días, mismo que estuvo dividido en tres periodos de 10 días cada uno, para cada periodo hubo una adaptación a las dietas de cinco días, y en los próximos cinco días se recolectó las excretas completamente de manera individual para cada animal (Caicedo et al 2017). Las excretas se almacenaron todos los días en congelación a -20 °C, y tras finalizar el tiempo de colecta se mezclaron y se tomó una muestra del 10%. Las excretas se pusieron en una estufa a 60 °C por 72 h. En lo posterior, se pesaron, molieron y procesaron en el laboratorio (Ly et al 2009). Los coeficientes de digestibilidad aparente (CDA) de los nutrientes se calcularon de acuerdo a la fórmula:

Análisis químico de muestras

Los análisis químicos en muestras de alimento y excretas se hicieron en el Laboratorio de Bromatología de la Universidad Estatal Amazónica. En todas las muestras, se determinó la materia seca (MS), proteína bruta (PB), fibra bruta (FB), extracto etéreo (EE), extractos libres de nitrógeno (ELN) según AOAC (2005). La energía bruta (EB) por calorimetría. El calcio (Ca) y fósforo (P) mediante un espectrofotómetro de absorción atómica de UV/visible.

Diseño experimental y análisis estadístico

Para determinar los coeficientes de digestibilidad de los nutrientes del alimento alternativo, el experimento se manejó de acuerdo con un diseño cuadrado latino 3*3. El análisis de varianza se realizó con el programa estadístico InfoStat versión 2020 (Di Rienzo et al 2020), y para comparar las medias se utilizó la prueba de Duncan (1955) con un nivel de significación del 5%.

Resultados y Discusión

En la Tabla 2 se muestran los resultados de los coeficientes de digestibilidad aparente de la MS, PB, FB, ELN, EB, Ca y P del FEL de plátano barraganete. Los mejores (p<0.05) coeficientes de digestibilidad de MS, PB, EE, FB, ELN, EB, Ca y P, se obtuvo con el tratamiento que se empleó 0.3% de suplementación de biocarbón de tusa de maíz, seguido por el tratamiento con 0.6% y cero, respectivamente.

Los coeficientes de digestibilidad de la MS, PB, EE, FB, ELN, EB, Ca y P del tratamiento que se empleó suplementación dietética de biocarbón de tusa de maíz con 0.3%, son similares a los obtenidos por Caicedo et al (2023b) al utilizar suplementación del 0.4% con biocarbón de ramas de eucalipto en una dieta alternativa del 50% de banano orito fermentado, lograron para; MS (94.38%), PB (95.11%), EE (96.34%), FB (85.06%), ELN (95.30%), EB (95.25%), Ca (90.26%) y P (91.55%), y superiores a los obtenidos por otros autores en cerdos comerciales en la etapa de crecimiento alimentados con residuos agrícolas fermentados en menor proporción de la dieta, y sin suplementación de biocarbón. Al respecto, Caicedo (2015) incluyó 20% de FEL de tubérculos de Colocasia esculenta L. Schott, manejados con 27% de suero de leche y 5% de melaza y obtuvo un aprovechamiento para MS de (91.20%), PB (85.03%), FB (59.48%) y EB (89.88%), respectivamente. En el mismo sentido, Araujo et al (2016) con FEL de yuca tratada con yogur natural e inclusión dietaría del 25%, obtuvieron para MS (90.01%), PB (66.43%) y EB (91.48%).

El mejor aprovechamiento de nutrientes de las dietas alternativas en cerdos comerciales de crecimiento empleando aditivos vegetales carbonados, se relaciona con las propiedades de prebiótico de la fibra dietética y polisacáridos no amiláceos (PNA) del plátano (Rivera-Quixchan et al 2018), y del biocarbón que facilita la actividad de las comunidades microbianas beneficiosas y mejoran la fermentación o eliminan los efectos de las fitotoxinas o micotoxinas (Thuy Hang et al 2018) y; además, los probióticos presentes en los FEL (García Hernández et al 2020), en conjunto pueden generar una sinergia llamada simbióticos, la cual es una mezcla que contiene microorganismos vivos y sustrato/s utilizado/s selectivamente por los microorganismos del huésped que confiere un beneficio a la salud del huésped (Hamasalim 2016). En este sentido, Schmidt et al (2019) manifiestan que desde el 2010, los ganaderos utilizan cada vez más el biocarbón como complemento alimenticio habitual para mejorar la salud animal, aumentar la eficiencia de la ingesta de nutrientes y, por tanto, la productividad.

Conclusión

La suplementación con 0.3% de biocarbón de tusa de maíz en la dieta alternativa basada en fermentado de plátano barraganete verde para cerdos comerciales en crecimiento propicia mejoras en la digestibilidad aparente de la MS, PB, EE, FB, ELN, EB, Ca y P, constituyendo un alimento energético de buena composición nutricional para esta categoría.

Agradecimientos

Se agradece al personal técnico de la empresa "Productora, Procesadora y Comercializadora Amazónica de Productos Agropecuarios Caicedo S.A.S. B.I.C", "Agroveterinaria Caicedos" y del "Laboratorio de Bromatología" de la Universidad Estatal Amazónica por el apoyo brindado durante el desarrollo de esta investigación.

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