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