ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

 

 

 

Estimación de las proporciones óptimas de conservantes químicos en ensilajes de gramíneas tropicales. I. King Grass

 

 

 

F. Ojeda, J. Martínez e Isabel Jácome

Estación Experimental de Pastos y Forrajes «Indio Hatuey» Matanzas, Cuba

 

 

 


RESUMEN

Con el objetivo de estimar las mejores dosis de conservantes para la preservación como ensilaje del king grass, se desarrolló un trabajo experimental en condiciones de laboratorio con seis aditivos químicos empleando ecuaciones de regresión múltiple. Los indicadores que se tuvieron en cuenta para el desarrollo de las mismas fueron: pH, N-NH3/Nt (%) y los ácidos acético, butírico y láctico, por ser los más representativos dentro del proceso fermentativo que ocurre en los ensilajes. Los rangos de valores hallados como óptimos expresados en kg/t fueron: HCl 1,7-2,8; H2SO4, 1,0-1,8; Na2SO3 4,0-5,6; NaNO2 1,5-2,5; ácido fórmico 2,5-3,2; ácido propiónico 0,8-2,5. De ellos los más promisorios para su empleo en un futuro inmediato son el HCl, el NaNO2 y el ácido fórmico. Teniendo en cuenta los resultados alcanzados en esta investigación, se sugiere efectuar nuevos estudios empleando una fuente adicional de carbohidratos solubles, con el objetivo de corroborar si las respuestas halladas son las mismas.

Palabras clave: Conservantes, dosis, ensilajes, king grass.


ABSTRACT

An experiment was conducted under laboratory conditions using six chemical additives and multiple regression equations in order to estimate the best conserving rates for king grass silage preservation. pH, N-NH3/Nt (%) and acetic, butiric and lactic acids were the indicators taken into consideration as they are those more representative within the fermentative process for silages. Optimum ranges values expressed in kg/t were: HCl 1,7-2,8; H2SO4 1,0-1,8; Na2SO3 4,0-5,6; NaNO2 1,5-2,5; formic acid 2,5-3,2; propionic acid 0,8-2,5. The most promisory of them to be used inmediately are: HCl, NaNO2 and the formic acid. According to the results of this investigation it is suggested to make new studies using an additional source of soluble carbohydrate in order to confirm if the
responses obtain are the same.

Additional index words: Conserver, rates, silages, king grass .


 

 

INTRODUCCIÓN

Cuando se necesita evaluar la eficacia de un compuesto químico como conservante, se presentan dos dificul-tades: a) determinar si realmente es capaz de controlar las fermentaciones indeseables y b) en qué dosis resulta más conveniente su utilización.

Estas incógnitas se pueden resolver estudiando el comportamiento de los principales indicadores fermentativos cuando se emplean dosis crecientes de preservantes y mediante el auxilio de modelos de estimación matemática capaces de agrupar estadísticamente la evolución de los mismos, para determi-nar con ello las cantidades idóneas que se deben utilizar (Lancaster y Brunswick, 1976).

Tomando en consideración las pocas investigaciones que se han desarrollado en las zonas tropicales en relación con los preservantes químicos, se concibió el presente trabajo con el objetivo de determinar las proporciones óptimas de los mismos y su papel como mejoradores y controladores de las fermentaciones en ensilajes de king grass.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

El pasto estudiado fue el king grass (Pennisetum purpureum) fertilizado a ra-zón de 60 kg de N/ha/corte y cosechado a las 10 semanas de rebrote.

El procedimiento experimental fue similar al descrito por Ojeda y Varfolo-miev (1982), con la excepción de que no se utilizó miel final en esta ocasión.

Los conservantes se dividieron en tres grupos: a) ácidos minerales, b) conser-vantes bacteriostáticos y c) ácidos orgánicos.

En la tabla 1 se presentan los tratamientos estudiados y los conser-vantes utilizados de acuerdo con la clasificación antes mencionada.

Los indicadores que se tuvieron en cuenta fueron: pH, N-NH3/Nt (%) y los ácidos acético, butírico y láctico, por considerarse que todos estos indicadores eran capaces de proporcionar una idea completa del proceso fermentativo que se desarrollaba en los ensilajes. Las técnicas analíticas empleadas fueron las señaladas por Ojeda, Fernández y Cañizares (1980).

Para la determinación de las dosis óptimas de los conservantes se empleó una modelación matemática de cada uno de los indicadores, consistente en desa-rrollar polinomios de primero, segundo y tercer orden:

Y = a + bx

Y = a + bx + cx2

Y = a + bx + ex + dx3

donde Y eran los valores alcanzados por el indicador medido y x las dosis de conservantes
empleados. Entre ellos se seleccionaron los que presentaron mejor ajuste.

Los puntos de inflexión máximos o mínimos de estas curvas, se considera-ron como puntos críticos o definitorios del comportamiento del indicador evaluado.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Es conocido que el king grass se caracteriza por tener un bajo contenido de materia seca, lo cual facilita la instauración de malas fermentaciones y la producción de altos por cientos de amoníaco (Michelena, 1987), tendencias indeseables que pueden ser evitadas con el empleo de los conservantes.

Como las respuestas de los indica-dores fermentativos pudieron efectuarse a través de modelos continuos, resultó factible no solo hallar rangos óptimos de efectividad para todos los preservantes evaluados, sino también realizar compa-raciones entre ellos dentro de su clasificación. Dado el carácter discri-minante de este estudio, los intervalos seleccionados siempre fueron situados de acuerdo con los valores críticos hallados o las tendencias que presenta-ron.

Al evaluar los resultados de los indicadores que se tomaron en conside-ración, encontramos particularidades en las respuestas de cada uno de los conservantes. La disminución lineal que presentó el pH frente a los ácidos minerales (fig. 1, a y d) era de esperar, debido a la fuerte acidez que propor-cionan al medio. Esta respuesta solo fue parcial en el caso de los ácidos orgáni-cos, donde a partir de una concentración de los mismos: 4,1 kg/t para el ácido fórmico (fig. 3a) y 2,5 kg/t para el ácido propiónico (fig. 3d), se hizo más fuerte la acción bactericida que la acidificante, lo que provocó una elevación del pH. Esta hipótesis se reafirma cuando se analizan los resultados de los conservantes bacteriostáticos, en los cuales también el pH tendió a incrementarse con el aumento de las dosis: 5,6 kg/t en el Na2SO3 (fig. 2a) y 1,5 kg/t en el NaNO2 (fig. 2d).

El indicador menos controlado fue el amoníaco, ya que por lo general en todos los tratamientos presentó valores supe-riores al 15% (fig. 1e, 2b y 3, 3b y e) considerado como el máximo permisible en un ensilaje satisfactorio (Gouet, 1979). El por que de estos resultados es difícil de explicar, debido a la amplia gama de conservantes empleados, sobre todo en el caso de los ácidos minerales por la efectividad que poseen para evitar las deaminaciones de las proteínas (McKensie, 1985). Existe la posibilidad de que una parte del amoníaco detectado sea producto de la reducción de los nitratos presentes en el forraje por la acción de las bacterias entéricas (Spoelstra, 1985) y no una consecuencia de la actividad de las bacterias clostrídicas, lo que sugiere la necesidad de efectuar un estudio más detallado sobre este indicador.

De los tres ácidos grasos evaluados, el más importante fue el ácido butírico, ya que su presencia indica que se produjeron proliferaciones de bacterias clostrídicas (VanBelle, Bertin y Hellings, 1985). Por esta razón, durante la determinación de la eficacia de los conservantes se le ha concedido tanta importancia. En algunos preservantes se alcanzó una inhibición total de estos microorganismos indeseables aun con las dosis más bajas, como fue el caso del nitrito de sodio (fig. 2f) y el ácido fórmico (fig. 3c); mientras que en los otros, siempre se halló una dosis capaz de evitar la presencia de este indicador: 2,0 kg/t para el HCl (fig. 1c), 1,8 kg/t en el H2SO4, 4,0 kg/t con el Na2SO3 (fig. 2c) y 2,-5 kg/t para el ácido propiónico (fig. 3f). Es importante aclarar, que aunque las concentraciones de ácido butírico se incrementan en los ensilajes conserva-dos con ácido propiónico después del valor señalado como óptimo, se debe tener en cuenta que la técnica empleada para la determinación de los ácidos grasos puede incluir el preservante utilizado en forma de ácido butírico, lo cual tiende a enmascarar el resultado.

Las concentraciones de ácido acético no sufrieron grandes variaciones cuando se empleó HCl en los ensilajes y alcanzaron valores mínimos al utilizar H2SO4 en dosis de 3,2 kg/t (fig. 1f) y NaNO2 a razón de 1,4 kg/t (fig. 2f); en el caso del Na2SO3 a mayores dosis se produjeron los más altos valores (fig. 2c). En los ácidos orgánicos las máximas concentraciones se presentaron con 4,5 kg/t para el ácido fórmico (fig. 3c) y 3,5 kg/t para el ácido propiónico.

El ácido láctico tendió a incrementar-se en la medida que aumentaban las dosis de preservantes; los valores óptimos se hallaron con el HCl (fig. 1c) a partir de 1,7 kg/t y con el ácido fórmico (fig. 3c) en 3,2 kg/t. Aunque el valor crítico del ácido propiónico (fig. 3f) fue un mínimo en 1,3 kg/t, después de esta dosis igualmente produjo un incremento en las concentraciones de este indicador.

En la interpretación de los resultados de los ácidos acético y láctico no es posible ser tan categóricos, ya que en sus concentraciones finales confluyen varios factores (Ojeda, Esperance y Luis, 1987), aunque sí está bien definido que la calidad fermentativa de un ensilaje es mejor en la medida que las concentra-ciones son más bajas para el primero y más altas para el segundo.

Con estos criterios se evaluó el comportamiento de las dosis en cada conservante, teniendo en cuenta la correspondencia que existe entre estos dos ácidos, como principales responsa-bles del control de las fermentaciones y por ser ellos mismos un producto del tipo de bacterias que se instauran en los ensilajes.

Con los elementos aportados por los resultados anteriormente discutidos, se procedió a establecer un intervalo o rango óptimo de aplicación para cada conservante y a comparar, de manera preliminar, las ventajas que puedan presentar en un futuro inmediato.

Como el número de factores que intervienen en este análisis es elevado, se confeccionó un resumen de los mismos con el objetivo de facilitar su comprensión (tabla 2).

El empleo de ácidos minerales en la conservación no tiene como objetivo esterilizar el ensilaje por acidez, sino proporcionar condiciones favorables para el inicio de las fermentaciones lácticas, además de disminuir la respiración y la actividad enzimática de los forrajes (Arnould, 1981). Bajo esta óptica se escogieron las dosis evaluadas.

Para el HCl el intervalo óptimo se encontró entre 1,7 y 2,8 kg/t; mientras que el H2SO4 necesitó aproximadamente la mitad (1,0 a 1,8 kg/t). Estas respuestas son atribuibles a que el H2SO4, aporta el doble de iones H+ a iguales cantidades de preservante (Woolford, 1978); aunque no existieron grandes diferencias entre el comportamiento de ambos ácidos, en general el HCl tiene la ventaja de inducir menores valores de N-NH3/Nt (%) y de ser menos riesgoso cuando se diluye, por lo que su empleo resulta más práctico.

Al examinar los resultados de los conservantes bacteriostáticos, encontra-mos que el Na2SO3 requiere dosis más elevadas (4,0-5,6 kg/t) que el NaNO2 (1,5-2,5 kg/t), además de presentar este último la superioridad de inhibir total-mente la presencia de ácido butírico. En ello debió influir la manera que tiene cada uno para ejercer la acción bactericida, puesto que mientras el Na2SO3 presenta un espectro general (Owens, Meiske y Goodrich, 1970), el NaNO2, lo hace de forma específica sobre
los microorganismos esporulados, género donde se incluyen las bacterias clostrídicas (Wieringa, 1966). A la luz de los resultados el NaNO2, constituye la mejor opción en este grupo, tanto desde el punto de vista fermentativo, como por las reducciones que se logran en las cantidades de producto a manipular.

Las diferencias en la actividad bacteriostática de los ácidos orgánicos evaluados se hicieron evidentes al nece-sitar el ácido fórmico mayores dosis (3,2-4,1 kg/t) que el ácido propiónico (0,5-2,5 kg/t) para promover fermentaciones adecuadas (DeVuyst, Arnould, VanBelle y Moreels, 1972). Sin embargo, la decisión final para utilizar uno u otro conservante estará determinada, en este caso por las diferencias de precio que existen entre ellos, ya que el ácido propiónico cuesta tres veces más que el ácido fórmico, lo que incentiva el empleo de este último.

Como se ha podido constatar, los rangos señalados como óptimos no siempre estuvieron enmarcados dentro de una magnitud pequeña; en ello fueron determinantes las respuestas de los indicadores, aunque cuando se realizan investigaciones de pesquisaje es preferible tener siempre un margen de seguridad.

En un futuro inmediato será necesario realizar otras investigaciones que complementen los estudios realizados, sobre todo aportando a los forrajes además del conservante alguna fuente de carbohidratos solubles, con el objetivo de conocer si las respuestas encontradas son las mismas.

 

REFERENCIAS

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2. DEVUYST, A.; ARNOULD, R.; VANBELLE, M. & MOREELS, A. Revue de l'Agriculture. 20:891 1972.

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Recibido el 4 de febrero de 1989