ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN
Estudio de los principales grupos de microorganismos presentes en un ensilaje de guinea SIH-127
Lissette Luis y Marisol Ramírez
Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey, Perico, Matanzas, Cuba
RESUMEN
En un ensilaje de guinea SIH-127 de 6 semanas de rebrote y una fertilización de 60 kg de N/ha/corte, se estudió el desarrollo de los principales grupos de microorganismos que participan en la fermentación y la relación de estos con algunos parámetros bioquímicos que influyen en la calidad del ensilaje. El ácido acético dominó a partir de los 10 días de conservación, debido a la permanencia de las levaduras, bacterias entéricas y lácticas durante todo el proceso, lo que impidió la disminución del pH hasta un nivel adecuado y la estabilización de la conservación. A pesar de ello, las bacterias clostrídicas no lograron proliferar.
Palabras clave: Microorganismos, ensilaje, guinea SIH-127.
ABSTRACT
The development of the main groups of microorganism that take part in fermentation and their relation with some biochemical parameters that influence on silage quality, were studied on a guinea grass SIH-127 silage with six weeks of regrowth and a fertilization of 60 kg of N/ha/cut. After ten days of conservation, the acetic acid dominated due to the presence of yeast and lactic and enteric bacteria during all the process. Therefore, the presence of this acid avoided both: the pH decay up to an adequate level and the conservation stabilization. Nevertheless, no proliferations were found on clostridial bacteria.
Key words: Microorganism, silage, guinea grass SIH-127.
INTRODUCCIÓN
La obtención de ensilajes de buena calidad para el consumo animal es uno de los objetivos fundamentales a lograr en nuestro país actualmente. Innumerables factores que influyen de forma directa o indirecta en la calidad del material conservado como ensilaje, y son los cambios microbiológicos y bioquímicos que se producen durante el proceso de conservación los que la determina en última instancia.
Este trabajo se realizó con el objetivo de profundizar en el estudio de las transformaciones microbiológicas y bioquímicas que ocurren durante el proceso de ensilaje y la relación que existe entre los mismos. Para realizar esta experiencia se utilizó la guinea SIH-127 (Panicum maximum) por presentar características que posibilitan su amplia utilización como ensilaje.
MATERIALES Y METODOS
Tratamiento y diseño. El pasto guinea SIH-127 (Panicum maximum) de 6 semanas de rebrote, fertilizado a razón de 60 kg N/ha/corte y troceado en dos ocasiones con una máquina troceadora estacionaria en fracciones de aproximadamente 2 cm, fue utilizado para estudiar el desarrollo de los principales grupos de microorganismos presentes en un ensilaje, así como su relación con los parámetros bioquímicos El pasto presentó un contenido de proteína bruta (PB) entre 8,6 y 12,4%.
Las muestras fueron tomadas de un ensilaje confeccionado en marzo de 1983, a los 0, 2, 4, 6, 8, 10, 30 y 60 días.
Para realizar esta experiencia fueron utilizados silos de laboratorio tipo Cullitson de 200 g de capacidad aproximadamente.
Los análisis microbiológicos se realizaron después de macerar 30 g de material fresco o ensilado en 270 ml de solución salina estéril al 0,9%. A partir de esta solución madre se confeccionaron las diluciones hasta 10-8. Cada dilución fue replicada dos veces y se efectuaron dos inoculaciones con cada una de ellas.
Métodos analíticos. Los microorganismos viables fueron enumerados en cámara contadora de colonias. Se realizó con este fin el método de dilución y plaqueo descrito por Heydrich y Cruz (1978). Los medios de cultivo utilizados para realizar este conteo fueron preparados a partir de sus componentes según el Oxoid Manual (1976), medio RBA (Red Bile Agar) para aislar bacterias entéricas, medio BLA (Buffel Yeast Agar) para crecimiento de mohos y levaduras y medio MSA (Ragosa Agar) para crecimiento de bacterias ácido lácticas.
La temperatura y el tiempo de incubación fueron los siguientes:
Los parámetros bioquímicos lógicos se determinaron por métodos utilizados por Luis (1985).
RESULTADOS
La materia seca (MS) promedio del material ensilado, calculada durante todo el período evaluado, fue de 30% con un contenido de nitrógeno total (NT) de 1,35%.
En los primeros 8 días de conservación el pH mostró ligeras variaciones; alcanzó su valor más bajo (4,6) entre los 10 y 30 días (fig. 1) y se incrementó posteriormente hasta el final del período de análisis (60 días) a 5,2.
La figura 2 refleja los cambios ocurridos en la flora microbiana presente en el ensilaje. De forma general, el contenido de mohos y levaduras mostró en los primeros días ligeros incrementos, llegó a alcanzar la concentración de 106/g MS a los 8 días y se mantuvo casi constante hasta los 30 días de conservado el material, momento a partir del cual disminuyó hasta un valor cercano al inicial (105/g MS).
Las bacterias ácido lácticas que aparecían en una concentración de 104/g MS mostraron un rápido ascenso y alcanzaron a los 6 días su máxima concentración en el proceso (108/g MS); en el período siguiente comenzaron a disminuir y a los 60 días presentaron la concentración más baja durante la conservación.
Las bacterias entéricas tuvieron un comportamiento inestable, pues comenzaron el proceso a una concentración de 105/g MS, aumentaron y disminuyeron indistintamente hasta el sexto día en que alcanzaron su máxima concentración; de 6 a 10 días disminuyeron para volver a aumentar desde los 10 hasta los 60 días.
La concentración de ácido láctico (fig. 3) comenzó a disminuir desde el inicio del proceso hasta los 30 días, excepto al octavo en que aumentó ligeramente. De 30 a 60 días mostró un rápido incremento.
Por su parte, el ácido acético que se había detectado en concentraciones bajas al iniciarse
el proceso, comenzó a incrementarse poco a poco hasta los 10 días, después aumentó
su
concentración rápidamente hasta los 30 y se mantuvo casi en el mismo valor al llegar a los 60.
No se detectó producción de ácido butírico.
En la figura 4 se reflejan las proporciones porcentuales de los ácidos láctico y acético durante el proceso. Al inicio hubo predominio del ácido láctico que se fue perdiendo poco a poco, debido a que se incrementó continuamente la concentración del ácido acético, el cual dominó completamente a partir de los 10 días de conservación.
La evolución del nitrógeno amoniacal (N-NH3) está reflejada en la figura 5. En los 6 primeros días de la experiencia el N-NH3 descendió, pero se elevó posteriormente y alcanzó su mayor concentración a los 60 días.
DISCUSIÓN
Los microorganismos indeseables son afectados por la presencia de los ácidos láctico y acético, que influyen sobre el pH del medio, y a la vez por el contenido de humedad del material, por lo que el porcentaje de MS juega un importante papel en las fermentaciones producidas durante el ensilaje. Hardy (1980) planteó que cuando el contenido de MS se encuentra entre 25 y 30%, están creadas las condiciones para un buen ensilaje. El 30% de MS que presentó el pasto ensilado se estimó como satisfactorio.
El contenido de nitrógeno total (NT) se consideró dentro de los límites establecidos para este tipo de pasto, de acuerdo con experiencias realizadas anteriormente en la EEPF «Indio Hatuey».
La poca variación que sufrió el pH durante los primeros 8 días de iniciado el proceso y sus valores generalmente elevados durante toda la experiencia, puede explicarse teniendo en cuenta el alto contenido de MS que presentó el pasto, pues cuando el porcentaje de MS es elevado se produce un retardo en la fermentación y por ello el valor de pH puede ser alto aún en ensilajes de calidad (Gouet, Fatianoff, Zelter y Durand, 1965). El valor más bajo del pH no coincidió con el período de mayor concentración del ácido láctico, sin que pudieran explicarse las causas, ya que disminuyó la concentración de bacterias ácido lácticas y de ácido láctico, se mantuvo constante la concentración de levaduras y aumentó la de ácido acético. Otros autores han encontrado también esta independencia entre el menor valor de pH y la concentración de ácido láctico (Ohyama, Masaki y Morichi, 1972). La elevación del pH hasta 5,2 a los 60 días se debió fundamentalmente al incremento de las bacterias entéricas, principales productoras del ácido acético, a la permanencia de las levaduras en concentraciones elevadas (106/g MS) y al efecto neutralizante del amoníaco sobre el ácido láctico (Gouet, 1973). Las variaciones que sufrió el pH originadas por la presencia de diferentes grupos de microorganismos que participan en la fermentación y la producción de ácido láctico y acético, provocaron la inestabilidad del proceso. Estos mismos resultados fueron obtenidos por Luis y Ramírez (1985) al estudiar el pasto estrella jamaicano (Cynodon nlemfuensis).
Al igual que en otras experiencias (Hardy, 1980) detectamos que se desarrollaron gran cantidad de levaduras durante el período analizado, debido a que estos microorganismos pueden vivir en condiciones aerobias y anaerobias, soportan pH muy bajos y poseen una importante fuente de energía en el ácido láctico (Pelczar y Reid, 1970).
La concentración de bacterias lácticas aumentó rápidamente y alcanzó a los 6 días de ensilado el material un valor de 108/g MS, lo cual coincide con los resultados de Pedersen, Olsen y Gultormsen (1973) y Gouet, Girardeau y Riou (1979).
Las bacterias entéricas tuvieron un comportamiento irregular, pues permanecieron en el medio durante toda la experiencia. Otros autores (Gouet, Contrepois y Bousset, 1972) encontraron también permanencia de estos microorganisnos Gram negativos hasta el día 60 del ensilaje. Para lograr eliminar las bacterias entéricas del material conservado el pH debió disminuir por debajo de 4,0 (Gouet et al., 1979).
A causa de los cambios microbiológicos, se registraron importantes transformaciones bioquímicas; así observamos que se produjo al segundo día de conservación una concentración elevada de ácido láctico, debido al rápido crecimiento de las bacterias lácticas. Este ácido disminuyó rápidamente su concentración porque las levaduras lo utilizan como fuente de energía en esos primeros días, en que comenzaron su desarrollo (Beek, 1978). Esa es la causa que determina la disminución del ácido láctico en los primeros días, a pesar de que se observó la mayor cantidad de microorganismos lácticos en dicho período.
Pasados los primeros días debe suponerse que el medio alcanzó la completa anaerobiosis, por lo que las levaduras no pudieron continuar realizando la «respiración» y por ello dejaron de utilizar el ácido láctico como fuente de energía. Este debió incrementarse o estabilizarse debido a la actividad fermentativa de las bacterias ácido lácticas, que continuaron su desarrollo aunque con menos intensidad; sin embargo, disminuyó sin que puedan explicarse las causas. El incremento que se registró a partir de los 30 días en la producción del mismo, a pesar de disminuir la concentración de microorganismos lácticos, puede estar influenciado por el efecto letal que ejerce el ácido láctico sobre las bacterias que lo producen (Barnett, 1957).
El ácido acético se incrementó durante casi todo el proceso, en lo cual debe haber influido la presencia de bacterias heterofermentativas, levaduras y bacterias Gram negativas.
Las bacterias heterofermentativas producen cantidades apreciables de ácido acético, ácido láctico y CO2 (Gouet et al., 1979), mientras que las bacterias Gram negativas son consideradas como unas de las principales productoras de ácido acético (Gouet y Fatianoff, 1964).
La permanencia de tres grupos de microorganismos productores de ácido acético durante la conservación provocó que se produjera una fermentación fundamentalmente acética. Estos resultados coinciden con los obtenidos al analizar el pasto estrella jamaicano (Luis y Ramírez, 1985).
La fermentación acética también puede ser explicada teniendo en cuenta que las bacterias ácido lácticas, ya sean homo o heterofermentativas, utilizan ácidos orgánicos para su desarrollo, produciendo principalmente ácido acético, CO2 y poco ácido láctico (Gouet et al., 1979).
El aumento del N-NH3 en los primeros 4 días del ensilado, tuvo su origen en la acción de las enzimas bacterianas responsables de la amoniogenización (Gouet y Fatianoff, 1964). El comportamiento que marcó este indicador durante el resto de la experiencia está relacionado con el crecimiento de las levaduras, capaces de utilizar el amoníaco como fuente de nitrógeno (Mc Donald, 1980), y con la presencia de enterobacterias, principales productoras de nitrógeno amoniacal (Gouet, 1973).
Dichos resultados estuvieron influidos por el pH, que no disminuyó lo suficiente como para inhibir la proliferación de especies productoras de nitrógeno amoniacal.
De acuerdo con la dinámica de los procesos analizados podemos concluir que, al igual que para otros pastos tropicales (Luis y Ramírez, 1985; Luis y Ramírez, 1986), el ácido acético que se produjo al cambiar la orientación de la fermentación cerca de los 10 días de iniciada la conservación es el que predomina al finalizar la experiencia, lo que coincide con los resultados de Aguilera (1975), pero con la diferencia de que en nuestro caso no se produjo ácido butírico. La orientación de estas fermentaciones se debe a la acción conjunta de los tres grupos de microorganismos que aparecen en el material ensilado, capaces de producir ácido acético por vías diferentes.
La participación de los diferentes microorganismos en la fermentación provocó valores de pH por encima de 4,6, lo que impidió la suficiente acidificación del medio y la inestabilidad del proceso.
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