INTRODUCCIÓN

La evaluación de nuevas fuentes de alimentación animal debe ir dirigida al aprovechamiento de alimentos alternativos fiables, que permitan su utilización en dietas eficientes para lograr los parámetros productivos e indicadores económicos (^{Kumar et al. 2014}). El uso de desperdicios de plato ha sido implementado en la alimentación animal, especialmente en porcinos (^{Diniz et al. 2014}), ya que son una gran fuente de proteína, vitaminas y energía, y que, bajo un adecuado manejo, permiten ser aprovechados fácilmente evitando problemas de salubridad (^{Diaz 2015}). Sin embargo, para ^{Hudson y Mesa (2016)} el empleo de los desperdicios por parte de los pequeños productores porcinos da origen a graves falencias, ineficiente capacidad de competición y deprimentes estatus sanitarios (^{Domínguez 2000}; ^{García-Contreras et al. 2012}; ^{López 2012}). En todos los casos el manejo y depósito de los alimentos producidos debe ser cuidadoso para evitar su contaminación y las consecuencias que traen para la salud humana y la productividad animal (^{Chrobog 2014}; ^{INTA 2009}); convirtiéndose en una responsabilidad de toda la cadena productiva (^{Cabella y Eguren 2012}).

Si bien es cierto que el consumo de cerdo ha aumentado y se espera que para el año 2022 se duplique, los porcicultores reportan que los costos totales de productividad relacionados con la alimentación representan hasta un 80% (^{INTA 2009}), debido a la constante dependencia de productos balanceados y a la estructura arancelaria del maíz y soya, materias primas que se utiliza en la alimentación de los cerdos (^{Asociación Porkcolombia 2017}), ya que se destina aproximadamente el 45% del grano que se cosecha para tal fin; lo cual constituye un indicativo de competencia por los granos básicos entre el humanos y animales domésticos (^{Avilés et al. 2009}; ^{Diaz 2015}). Por ende, se busca evaluar fuentes alimenticias que estén al alcance del productor y así mismo, cumplan con controles de calidad alimenticia (^{Castellanos et al 2004}), sea sostenible, viable y enmarcado dentro de las economías locales y regionales (^{Cuellar y Reyes 1991}; ^{Martínez et al 2012}; ^{Ruiz 2012}).

A la fecha, los estudios que existen en el uso de desperdicios en la alimentación porcina (^{FAO 2012}) no contemplan los índices sanitarios y productivos de la granja (^{Guerrero y Posada 2015}), ni la baja calidad e inocuidad de los cerdos producidos con este tipo de alimento, lo que genera una mayor preocupación, debido a que mundialmente el desperdicio de alimentos es uno de los factores altamente perjudiciales (^{FAO 2014}; 2016) para fuentes naturales y genera consecuencias negativas alrededor del medio ambiente ( ^{FAO 2013}). Por lo tanto, para el uso de ingredientes no tradicionales en la dieta de los cerdos se debe generar información nutricional pertinente que no afecte el potencial productivo de los cerdos y garantice inocuidad del producto final (^{Avilés et al. 2009}).

El objetivo de este estudio fue determinar las características organolépticos, nutricionales, microbiológicas y la digestibilidad in vitro de ensilajes realizados a partir de residuos de plato generados en el restaurante del Centro Agropecuario la Granja del SENA, más residuos de cosecha de la zona y evaluar su potencial para ser utilizado en la alimentación de cerdos.

METODOLOGÍA

Los desperdicios del almuerzo y cena se seleccionaron y pesaron siguiendo la metodología propuesta por ^{Zhang et al. (2007)} excluyendo la proteína animal y el agua. Los ensilajes se prepararon empelando la técnica a pequeña escala con el uso de un colador industrial de 20 cm de diámetro; los desperdicios se pre-secaron por 30 minutos y posteriormente se pesaron y adicionaron en los diferentes niveles de inclusión por evaluar (30, 35 y 40%), mezclados con los demás ingredientes (salvado de maíz, aceite refrito, melaza y harina de arroz) hasta obtener una mezcla homogénea (Tabla 1). Los ensilajes se empacaron en bolsas calibre 6, con dimensiones de 12" x 18", aproximadamente de 6,5 kg y baldes plásticos de 5 galones; este empaque se hizo al vacío con extracción de aire por presión mecánica, creando un ambiente anaerobio adecuado para permitir una buena fermentaciónbuscando dietas isoprotéicas e isoenergéticas (^{Benitez y Poveda 2011}; ^{Villa 2008}). Se excluyó todo material de desperdicios en el tratamiento control como se muestra en la Tabla 1.

TABLA 1 Niveles de inclusión de desperdicios y porcentajes de materias primas utilizadas. 

Una vez obtenidos los ensilajes se realizó la determinación de la materia seca (MS), proteína cruda (PC), extracto etéreo (EE), fibra detergente neutra (FDN) y energía bruta (EB) como indicadores de calidad nutricional (^{Maza et al. 2011}) según el método de ^{Van Soest et al. (1991)} comparando los días 7 y 21 de fermentación.

Para el análisis de las características físicas del ensilaje se evaluaron muestras provenientes de los cuatro niveles de inclusión de los desperdicios de platoutilizados en los ensilajes (0, 30, 35 y 40%) y subproductos de cosecha en 4 tiempos de fermentación diferentes, a los 0, 7, 14 y 21 días. Para evitar apreciaciones subjetivas en el análisis se elaboró una encuesta a 60 personas con algún conocimiento en ensilajes, escogidas al azar según la metodología utilizada por Benítez y Poveda (2011) para un total de 30 muestras. Las características analizadas se muestran en la Tabla 2 (^{Bermúdez et al. 2013}; ^{Maza et al. 2011}).

TABLA 2 Evaluación organoléptica de los ensilajes con diferentes niveles de inclusión desperdicios de comida. 

Se hizo una comparación de dos tiempos de fermentación, 7 y 21 días, en cada nivel de inclusión, para los que se utilizaron 3 repeticiones de cada muestra. Estas muestras se llevaron al Laboratorio de Ecofisiología de la Universidad del Tolima, donde se pesaron 100 gr de ensilaje fresco, que luego se deshidrataron a 60°C durante 120 horas. Posteriormente, la muestra seca se molió en un tamiz de 0,5 mm para el cálculo de la cantidad de materia seca parcial contenida en el ensilaje, cenizas (CN) y extracto etéreo (EE) mediante el análisis químico proximal, según los métodos establecidos por la AOAC (2005); para proteína bruta (PB) se usó el método Kjeldahl y ^{Van Soest (1991)}. Así mismo, se determinó en estufa materia seca ASA según la metodología utilizada por ^{Silva y Queiroz (2002)} y ^{Cação (2011)}. La energía bruta (EB) se determinó por bomba calorimétrica en el Laboratorio de Bromatología de la Universidad de Nariño.

El análisis microbiológico se realizó en el Laboratorio de Diagnóstico Veterinario de la Universidad del Tolima según la norma ISO 6579:2002-Método horizontal para la detección de Salmonella spp. y NTC 4574-Método horizontal detección de Salmonella spp. microbiología de alimentos y alimentos para animales. Se analizaron muestras de 25 gr cada una de material fresco (desperdicios frescos) y material ensilado para cada nivel de inclusión (30, 35 y 40%) y para los días 0, 7, 14 y 21 de fermentación, para un total de 60 muestras.

La digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS) prececal se realizó con pepsina y pancreatina, usando el método de ^{Boisen y Fernández (1997)} y el Manual de Laboratorio de Nutrición Animal de la Universidad Nacional de Colombia, sede Palmira (^{Leterme y Estrada 2006}).

Uno de los mayores costos ligados a la alimentación de los animales son las necesidades energéticas, debido a su aporte para el mantenimiento de funciones fisiológicas como productivas (^{Noblet 2014}). Para su determinación fue necesaria la utilización de ecuaciones a partir de resultados de laboratorio propuestas por ^{Martínez (2011)}, como se muestra a continuación:

EB (Mcal/kg MS) = 5,7 x PB + 9,4 x GB + 4,7 x FB + 4,7 x ELN

Donde:

EB= Energía bruta

PB= proteína bruta

GB= Grasa bruta

ELN= Extracto libre de nitrógeno

Calculando el ELN = 100- (humedad + proteína + EE + FB + Ceniza)

Donde:

EE=Extracto etéreo

FB= Fibra bruta

A pesar de que la energía bruta (EB) no es utilizada en su totalidad por los animales, ya que una parte se pierde con los productos de excreción (heces, orina y gases) y otra parte en forma de calor (^{Martínez 2011}), para estimar la energía digestible (ED) se tuvo en cuenta la energía bruta del alimento menos la energía bruta de las heces, que en cerdos representa el 18-20%, ya que la energía fecal supone la mayor pérdida de energía ingerida (^{Martínez 2011}). Por su parte, la energía metabolizable (EM) representa la energía bruta que queda disponible para los procesos metabólicos, si la ración no aporta energía en exceso las pérdidas no exceden el 2-3% en la orina, así mismo, lo gases de fermentación suponen un 0,4-1% de la EB (^{Noblet y Jaguelin-Peyraud 2007}; ^{Noblet 2014};) ver Figura 1.

FIGURA 1 Utilización de la energía por el cerdo. 

Para el análisis de las observaciones de este experimento bifactorial completamente al azar se utilizó el siguiente modelo lineal:

Donde y _ijk representa la respuesta observada en el i-ésimo nivel del factor tiempo, j-ésimo nivel del factor nivel de inclusión y k-ésima repetición; representa la media general de la variable respuesta; T _¡ , el efecto del i-ésimo nivel del factor tiempo; y, el efecto del j-ésimo nivel del factor nivel de inclusión; δ _¡j , el efecto de interacción entre los niveles del factor tiempo y los niveles del factor nivel de inclusión, y ε _ijk , el error aleatorio con ε _ijk ~.N(0,σ² _ε)

Así mismo, se realizó un análisis de varianza (ANOVA) para materia seca, proteína bruta, extracto étero, fibra bruta, energía y cenizas con un intervalo altamente significativo (95%) y una comparación de medias a través del test de LSD Fisher (p < 0,05)- Los datos se sometieron al paquete estadístico infoStat^® desarrollado por la Universidad Nacional de Córdoba (Argentina).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los residuos de cocina frescos (desperdicios de alimentos) mostraron ser un producto con un elevado contenido de humedad (Tabla 3) como lo reportan diferentes autores con estudios similares (^{Ramírez 2011}; ^{San Martin et al. 2016}); igualmente, el contenido de grasa fue elevado pero bajo en proteína y fibra bruta aceptable, muy similar a los encontrados en otros estudios (^{Chae et al. 2000}; ^{Ramírez 2011}; ^{San Martin et al. 2016}), por otra parte, llama la atención el alto contenido de ELN (extracto libre de nitrógeno) en la composición de los desperdicios frescos de comida.

Los análisis organolépticos son considerados apreciaciones subjetivas del ensilaje a través de los sentidos (^{Urdaneta y Borges 2011}), con el fin de evitar ese sesgo en el presente estudio se analizó la encuesta realizada, la cual arrojó que con el uso de los desperdicios de comida ensilados con niveles de inclusión del 30, 35 y 40%, se apreciaron mejores características organolépticas a partir del día 7 de fermentación, a diferencia del 0% que mantuvo su color naranja durante todo el tiempo de observación (Tabla 4); resultados similares a los observados por ^{Bermúdez et al. 2013}, esto debido a la interacción química entre los desperdicios de comida, en su mayoría carbohidratos, con los demás componentes de la mezcla como harina de arroz, que aportan entre 44% (^{Rodríguez 2007}) hasta un 76% de carbohidratos (^{Huertas y Díaz 2014}) y benefician la generación de un color café o naranja y un olor dulzón agradable o ligeramente agradable como lo descrito por Benítez et al. (2011), especialmente el 35% de inclusión a partir del día 7; a diferencia del verde olivo generado por el ensilaje a base de pasturas (^{Maza et al. 2011}; ^{Villalba et al. 2011}; ^{Valencia 2016}).

TABLA 4 Variables organolépticas caracterizadas en los diferentes niveles de inclusión (NI) de desperdicios de comida ensilados en cada tiempo de fermentación (Tf). 

Color: café (CA), naranja (N), negro o blanco (NB). Olor: agradable (A), ligeramente agradable (LA), desagradable (De). Textura: suave (S), grumosa (G), dura (D).

Según Benítez y Poveda (2011) es importante mencionar que los ensilajes no deben presentar un color negro ya que se relaciona con la producción indeseable de amoniaco y el inicio de su degradación y putrefacción (^{Urdaneta y Borges 2011}) algo que no tuvo ninguno de los tiempos y niveles de adición del presente estudio, así mismo, se debe recordar que ningún aditivo puede substituir un buen manejo del proceso del ensilaje (^{Mannetje 2005}).

A lo largo de las diferentes etapas del proceso, con una duración total de 21 días, se mostró una reducción del pH para los diferentes niveles de inclusión (Tabla 5), lo cual podría deberse a que algunos de los microorganismos que se desarrollan en el proceso de ensilado acidifican la mezcla (disminuyen el pH) desde el inicio del proceso de anaerobiosis (^{Valencia 2016}). Las bacterias que hacen este proceso posible no se caracterizaron en este trabajo, sin embargo, se cree que tienen un comportamiento similar con el ensilaje de forraje, donde las primeras bacterias (Klebsiella spp. y Acetobater spp.) emplean como sustrato hidratos de carbono (^{Mier 2009})los cuales se transforman en anhídrido carbónico o ácido acético de poca capacidad acidificante; luego, 24 a 48 horas después aparecen bacterias como Leuconostoc spp. y Streptococcus spp. (^{Villa 2008}) que utilizan y transforman los azucares en ácido láctico reduciendo el pH. Cerca del tercer y quinto día las concentraciones de ácido son más abundantes gracias a las bacterias homofermentativas, especialmente Lactobacillus y Pedicoccus que forman ácido láctico en grandes cantidades (Villa et al. 2010) y pueden lograr mantenerlo (^{Mannetje 2005}); de modo que si el pH se reduce a valores de 4,2 o inferiores garantizan un periodo de conserva indefinido. En el análisis realizado en este estudio para la diferencia del nivel de inclusión y el tiempo 0, se obtuvo un pH medio igual al del tiempo 7 (5,02) y se mantuvo a lo largo del tiempo de observación, debido a la ausencia de azucares fermentables (Mier 2009), lo cual impide la proliferación de las bacterias productoras de ácido láctico y por ende, que el pH no disminuya (^{Dunière et al. 2013}).

TABLA 5 Variables pH y temperatura de ensilajes con diferentes niveles de fermentación de desperdicios de alimentos dependientes del tiempo de fermentación. 

Test de LSD Fisher (p > 0,05).

Por su parte, la temperatura se mantuvo en un rango óptimo para los tratamientos con niveles de inclusión del 30, 35 y 40% de desperdicios de comida; resultados similares han sido reportados por ^{Villa et al. (2010)} quienes aseguraron que benefician el crecimiento de bacterias benéficas o ácido lácticas (BAL), así como la estabilidad del producto (^{Intriago y Paz 2000}). Como se muestra en la Tabla 5 no se encontró ninguna interacción entre pH y temperatura.

Al realizar la comparación de los análisis nutricionales de los desperdicios de comida con el tratamiento control y los diferentes porcentajes de desperdicios ensilados (Tabla 6), se demostró que tuvieron un mayor contenido de materia seca (≥89%). Para ^{Martínez et al. (2012)} dichos valores generan un producto ensilado de buena calidad y con las exigencias nutricionales que requieren los cerdos en producción. El contenido de cenizas obtenido fue inferior al 6% para todos los niveles de inclusión de ensilados, excepto para el tratamiento control el día 21 (≥6%), al respecto, estudios realizados en ensilajes recomiendan que el porcentaje de cenizas entre un 5 y 10% es necesario para inhibir el crecimiento de microorganismos (bacterias y hongos) (^{Guzmán et al. 2012}; ^{Villa y Hurtado 2016}), característica encontrada en los ensilajes independientemente del tiempo de fermentación y nivel de inclusión (^{Valencia 2016}).

TABLA 6 Valores bromatológicos de ensilajes con diferentes niveles de fermentación de desperdicios de alimentos dependientes del tiempo de fermentación. 

Medias seguidas con letras diferentes dentro de la misma linea son diferentes entre si por el Test de LSD Fisher (P> 0,05). *DIVMS: Digestibilidad in vitro de la materia seca

Los niveles de proteína en los productos ensilados en el día 7 fueron mayores (≥12%) en comparación con el día 21, no obstante, son valores muy bajos comparados con los requerimientos para cada una de las fases productivas de los cerdos (^{Diaz 2015}). En cuanto a los valores de fibra bruta del día 7, el nivel de contenido estuvo por encima (≥35%) respecto del día 21 (entre un 13,21 y 15,28%) (Tabla 6), resultado que se relacionan posiblemente con el uso de las materias primas utilizadas, especialmente salvado de maíz (^{Gerrits y Verstegen 2006}) y subproductos de arroz (^{Stein et al. 2016}). Por otra parte, la disminución de la fibra para el día 21 probablemente se da por la ruptura de la hemicelulosa que se encuentra en la pared celular, deseable en ensilajes de buena calidad, debido a la cantidad de azucares solubles que se encuentran en la melaza y que estimulan la proliferación de bacterias acido lácticas (^{Boschini-Figueroa et al. 2014}). Adicionalmente, la inclusión de fibras fácilmente fermentables incitan la producción de ácidos grasos volátiles (AGV) indispensables para el desarrollo epitelial del colon y el incremento en la superficie de absorción de nutrientes (^{Álvarez 2009}) que se resisten a la digestión enzimática en el intestino delgado (^{Duque 2016}). Igualmente, a pesar de que la energía no es considerada técnicamente un nutriente, existen excelentes fuentes energéticas en dietas para cerdos (Stein et al. 2016) utilizadas generalmente en lactancia (INTA 2009); los ensilajes de desperdicios de alimento podrían incluirse en este grupo ya que los desperdicios ensilados de este estudio mostraron mejor nivel energía para los primeros 21 días, reduciéndose el contenido de extracto etéreo en el día 21 respecto al día 7 de fermentación, resultados que pueden explicarse dado que el consumo de energía se incrementa proporcionalmente con una consecuente disminución de los niveles de extracto etéreo (^{Apráez-Guerrero et al. 2012}).

Al respecto, los valores de extracto etéreo de los ensilajes estuvieron por encima de los encontrado por ^{Pajoy (2017)} quien evaluó ensilajes con un 50% de pulpa de café y encontró un promedio de 3,34% entre 90 a 240 días de ensilado, a diferencia de ^{Bermúdez y Poveda (2013)} que incluyeron 40% de pulpa de café junto con materias primas similares a los empleados en este estudio y alcanzaron niveles en promedio de 11,22 y 9,46% para los días 1 y 21 de fermentación. Por otra parte, Díaz (2015) evalúo desperdicios de comedor y cocina deshidratados dirigido a hembras gestantes y lactantes con un nivel de inclusión máximo del 20%, encontrando valores entre 5,15 y 3,42%. En nuestro caso los NI de 30, 35 y 40% de desperdicio, alcanzaron niveles promedio de 14,20% en el día 7 y una reducción al 11,90% de extracto etéreo en el día 21 de fermentación (Tabla 6). No obstante, altos niveles de extracto etéreo puede ser contraproducentes ya que se ha sugerido que el uso de dietas enriquecidas con grasas y desperdicios de comida pueden influir en los niveles séricos de triglicéridos y colesterol (^{Hernández et al. 2016}).

De otra parte, los valores de energía bruta de los ensilajes estuvieron por encima de lo reportado por ^{Araujo (2016)}, quien estimo en base seca, el contenido de EB de ensilaje de yuca en 15,88 MJ/ kg, valor ligeramente superior de energía bruta que la contenida en el maíz de 14,52 MJ/kg (^{Rostagno 2017}). En los ensilajes del presente estudio la energía digestible (19,47MJ/kg) y la energía metabolizable (18,69 MJ/kg), para el 40% de nivel de inclusión, también fueron mayores que en el maíz y la harina de soya (Tabla 7) (NRC 2012) y por debajo de lo encontrado (21,8MJ/kg ED y 21,5MJ/kg EM) por ^{Jinno et al. (2018)}, quienes evaluaron la fermentación enzimática de desperdicios para alimentar cerdos en crecimiento.

Aunque en cierta medida es positivo el alto contenido de grasa en el desperdicio de alimentos debido a que proporciona más energía a los animales, incrementa palatabilidad de la dieta, mejora el rendimiento durante el periodo de crecimiento y finalización (^{Kerr et al. 2015}), también se deben considerar los posibles impactos negativos ya que los altos niveles de grasa en los alimentos incrementan la peroxidación lipídica, lo que afecta directamente la tasa de crecimiento, la salud y la calidad de la carne del ganado (^{Liu et al. 2014}; ^{Tavárez et al. 2018}).

Los mejores valores nutricionales de los ensilajes estudiados a partir de los nutrientes presentes en el alimento y que son potencialmente absorbidos (digestibilidad), corresponden al nivel de inclusión del 35% en el día 21 de fermentación (Tabla 6) y coinciden con otros estudios de ensilajes con el mismo tiempo de fermentación (^{Schroeder 2004}). También se pudo verificar que existe una relación positiva entre el tiempo de empacado y el porcentaje DIVMS (p ≥ 0,05) independiente del nivel de inclusión (^{Benitez y Poveda 2011}; ^{Bermúdez et al. 2013}) debido a la degradabilidad de la fibra (^{Intriago y Paz 2000}).

Los valores microbiológicos obtenidos ponen de manifiesto que los microorganismos patógenos son inhibidos, principalmente por la condición de acidez de los ensilados generada por bacterias ácido-lácticas. Según ^{Martínez-Fernández et al. (2014)}, el pH crítico para una estabilización de las poblaciones de enterobacterias se consigue cuando desciende a 4,35. Pese a que los silos tuvieron un pH cercano a este valor al día 7, se estabilizaron una semana después. De acuerdo con los valores establecidos por del Instituto Colombiano Agropecuario (ICA 1999) (DIP-30-100-003) para el conteo total de bacterias coliformes tolerables en alimentos para animales (Tabla 8), los conteos para los ensilajes del presente estudio se encontraban por debajo de lo valores permitidos (^{San Martin et al. 2016}).

La preocupación de alimentar animales con desperdicios de alimentos es su relación con agentes altamente patógenos, como E. coli, Salmonella spp., Leptospira ( ^{Mota et al. 2004}; ^{INTA 2009}; ^{Pereira de Sales 2009}; ^{Kim et al. 2011}; ^{Buzby y Hyman 2013}; ^{Dou et al. 2017}) y con causantes de enfermedades vesiculares (^{Westendorf et al 1993}); sin embargo, se ha demostrado que un proceso óptimo de fermentación puede reducir o eliminar el riesgo de contaminación por estos microorganismo patógenos (^{Álvarez 2009}).

CONCLUSIONES

En el presente estudio la inclusión de desperdicios de alimentos en un 35% mostró mejor composición nutricional, digestibilidad, características organolépticas e inocuidad al ajustarse a las normas microbiológicas y puede ser una alternativa de suplementación en la alimentación para cerdos en pequeñas y medianas producciones.