http://dx.doi.org/10.15446/rfmvz.v61n3.46873

DESEMPEÑO PRODUCTIVO DE POLLOS DE ENGORDE SUPLEMENTADOS CON BIOMASA DE Saccharomyces cerevisiae DERIVADA DE LA FERMENTACIÓN DE RESIDUOS DE  BANANO

PRODUCTION PERFORMANCE OF BROILERS SUPPLEMENTED WITH Saccharomyces cerevisiae DERIVED FROM THE FERMENTATION OF BANANA RESIDUES

N. M. Medina^*1, C. A. González¹, S. L. Daza², O. Restrepo¹, R. Barahona³

¹ Departamento de Producción Animal, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín. Calle 59A nro. 63 - 20, Medellín (Colombia).
^* Autor para correspondencia: nmmedina@unal.edu.co
² Grupo Bioprocesos y Flujos Reactivos, Facultad de Minas, Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín. Carrera 80 nro. 65 - 223, Medellín (Colombia).
³ Grupo BIOGEM, Departamento de Producción Animal, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín. Calle 59A nro. 63 - 20, Medellín (Colombia).

Artículo recibido: 17 de enero de 2014 • Aprobado: 17 de septiembre de 2014

RESUMEN

El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de la inclusión de diferentes niveles de biomasa de levaduras, producidos al fermentar hidrolizados de residuos de la industria bananera, sobre los parámetros zootécnicos de pollos de engorde, evaluando además el impacto económico de su uso en las dietas. Se utilizaron 210 pollos de engorde de un día de edad, distribuidos completamente al azar en cinco tratamientos, en una relación de seis réplicas por tratamiento y siete pollos por réplica. El periodo experimental comprendió 42 días; el alimento y el agua se dispensaron a voluntad. Las dietas experimentales fueron: T₁- Control negativo sin levadura, T₂- Control positivo con levadura comercial a razón de 1,5 kg ton^-1 de alimento, T₃- Levadura experimental a razón de 0,5 kg ton^-1 de la dieta, T₄- Levadura experimental a razón de 1,0 kg ton^-1 de la dieta y T₅- Levadura experimental a razón de 1,5 kg ton^-1 de la dieta. Se observó mayor consumo de acumulado alimento en el tratamiento 4 (1kg ton^-1 de levadura) con respecto a los demás tratamientos evaluados. No hubo diferencias significativas (P>0.05) en las otras variables evaluadas en el estudio. Se constató beneficio económico con el uso del tratamiento 4 pues se obtuvieron mejores retornos (precio de venta del pollo - costo de la alimentación) que fueron mayores a los observados en los tratamientos 1, 2, 3 y 5 en 153, 82, 62 y 161 pesos($) ave^-1, respectivamente.

Palabras clave: ganancia de peso vivo, levadura, probiótico, retorno económico.

ABSTRACT

The objective of this study was to evaluate both the effect of including different levels of yeast biomass produced during the fermentation of banana waste residues on broiler productivity and the economic return of the exercise. We used 210 one-day-old broilers, which were distributed at random into five treatments, with six replicates per treatment and seven chicks per replicate, housed in vertical batteries equipped with electric heating. Feed and water were provided ad libitum. The experimental period lasted 42 days and the experimental diets were: T₁- Negative control without yeast, T₂- Positive control with commercial yeast at 1.5 kg ton^-1 of feed, T₃- experimental yeast at 0.5 kg ton^-1 of diet, T₄- experimental yeast at 1.0 kg ton^-1 of diet and T₄- experimental yeast at 1.5 kg ton^-1 of the diet. Both animal productivity and economical return were evaluated. Significant differences (P>0.05) were present in the cumulative feed intake in treatment 4 (1kg ton^-1 yeast) with respect to the other treatments. No significant differences were found in the other variables assessed in the study. There was an economic benefit to including treatment 4, in the form of higher returns (chicken sale price minus feed costs) of 153, 82, 62 and 161 Colombian pesos ($) bird^-1, compared to those observed in treatments 1, 2, 3 and 5, respectively.

Keywords: Economic return, live weight gain, probiotic, yeast.

INTRODUCCIÓN

Uno de los principales objetivos en la industria avícola es lograr mayor rapidez en el crecimiento y la capacidad de engorde de los animales, para lo cual se han seguido varias estrategias. Una de ellas, el uso de antibióticos como promotores de crecimiento. Sin embargo, la utilización de estos ha sido objeto de duras críticas y presiones legales en los últimos años. Esto obedece a que el empleo indiscriminado de estos productos puede generar complicaciones tales como reacciones alérgicas, superinfecciones y retrasos en la identificación del germen causal de enfermedades en seres humanos. Quizás, una de las complicaciones más importantes es la aparición de gérmenes antibiótico-resistentes, lo que a su vez, crea la necesidad de disponer de nuevas medicinas para el tratamiento de enfermedades, tanto en la salud animal como en la humana (Cancho et al. 2000; Ríos et al. 2004; López et al. 2009).

Como respuesta al manejo indiscriminado de antibióticos en la producción animal, se deben buscar nuevas alternativas que promuevan una producción más limpia sin el uso aditivos que pongan en riesgo la salud humana y animal (Castro y Rodríguez 2005). Esto incluye mejorar las normas de bioseguridad y manejo en las explotaciones avícolas, aplicando un programa de vacunación, haciendo selección genética y realizando la búsqueda, desarrollo y utilización de nuevos aditivos nutricionales como los probióticos, prebióticos, oligosacáridos, ácidos orgánicos, entre otros (López et al. 2009). Estos aditivos podrían permitir el control sobre el establecimiento de una microbiota benéfica en los animales, además de la disminución paulatina de enteropatógenos, mejorando la producción animal sin ningún riesgo para la salud humana (Fooks y Gibson 2002; Calzadilla et al. 2006).

Entre los probióticos disponibles para uso en alimentación animal se encuentran las levaduras, las cuales inducen efectos positivos en términos del desempeño productivo de especies monogástricas, pero que no pueden colonizar el tracto digestivo. En monogástricos, los principales efectos de la suplementación con levaduras y sus derivados (mananos) son la estimulación de las disacaridasas de las microvellosidades, el efecto antiadhesivo frente a patógenos, la estimulación de la inmunidad no específica, la inhibición de la acción tóxica y el efecto antagonista frente a microorganismos patógenos (Castro y Rodríguez 2005).

Entre las levaduras, Saccharomyces cerevisiae ha sido muy utilizada en la panificación, en la industria de la fermentación alcohólica y otros procesos fermentativos (Yamada et al. 2003). La levadura S. cerevisiae Sc7 es una de las especies que ha sido aprobada como un microorganismo seguro en alimentación animal por la Unión Europea y por otros países como Japón (Nitta y Kobayashi 1999) y Estados Unidos de América, donde la FDA (Food y Drug Administration) le ha otorgado el grado GRAS (Generally Recognised As Safe). Esta levadura ha sido ampliamente utilizada en la alimentación animal como fuente de proteínas y otros nutrientes. Las levaduras proporcionan energía, contienen entre 30% y 70% de proteína, son ricas en vitaminas del grupo B (B₁, B₂, B₆, ácido pantoténico, niacina, ácido fólico y biotina), minerales, especialmente selenio y fibra dietaria (Halasz y Lásztity 1991; Spring et al. 2000).

Hoy en día, es posible obtener biomasa de levaduras de bajo costo para ser empleada en alimentación animal. Un ejemplo de esto son las levaduras resultantes de los procesos de producción de etanol, que podrían ser usadas como complemento alimenticio para animales, dada su alta disponibilidad y bajo costo. Para estos casos, es importante definir si dicha biomasa posee características que le permitan cumplir las funciones de prebióticos y probióticos, con lo que podrían usarse para sustituir total o parcialmente el uso de antibióticos, contribuyendo a mejorar la eficiencia de los sistemas productivos agropecuarios (Robinson y Garrett 1999). El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de la inclusión de diferentes niveles de biomasa de levaduras producidas al fermentar hidrolizados de residuos de la industria bananera sobre los parámetros zootécnicos en pollos de engorde, además de realizar una evaluación económica de las dietas.

MATERIALES Y MÉTODOS

El trabajo fue realizado en la unidad experimental de avicultura de la Estación Agraria San Pablo de la Universidad Nacional de Colombia, ubicada en Rionegro (Antioquia) a 2100 m.s.n.m., con una temperatura entre 12 y 18^oC y humedad relativa de 75.5% en una zona de vida bosque muy húmedo Montano Bajo (bmh-MB), según la clasificación de Holdridge (Espinal 1992).

Para la evaluación se emplearon 210 pollos machos de un día de edad, de la línea Ross 308, alojados en un sistema de baterías verticales con calefacción eléctrica. El período experimental comprendió un total de 42 días que fue dividido en dos fases de alimentación: la fase de inicio desde el día 1 hasta el 21 de vida y la fase de engorde de los 22 a los 42 días de vida. En dichos períodos, las aves recibieron el alimento en forma de harina, tratamientos que fueron formulados para aportar los nutrientes necesarios en ambas etapas fisiológicas y productivas a lo largo del periodo experimental. En dicha formulación se siguieron las recomendaciones de la línea genética y el NRC (1994). Tanto el alimento como el agua fueron suministrados a voluntad. Las aves fueron vacunadas contra Gumboro el día 6 de edad y contra Bronquitis Infecciosa Aviar y Enfermedad de Newcastle el día 11 de edad.

Asignación de tratamientos

Las cinco dietas experimentales o tratamientos usados fueron las siguientes:

• T1 (control negativo): las aves recibieron alimentos a base de maíz-soya, formulados para aportar los nutrientes necesarios según la etapa productiva y sin la inclusión de levaduras como aditivos.

• T2 (control positivo): las aves recibieron el mismo alimento a base de maíz-soya del tratamiento 1 (T1) más la adición de una levadura comercial a razón de 1.5 kg ton^-1 de alimento.

• T3: las aves recibieron el mismo alimento a base de maíz-soya del T1 más la inclusión de biomasa de levadura obtenida durante la fermentación de residuos de banano para la producción de etanol a razón de 0.5 kg ton^-1 de alimento.

• T4: las aves recibieron el mismo alimento a base de maíz-soya del T1 más la inclusión de biomasa de levadura obtenida durante la fermentación de residuos de banano para la producción de etanol a razón de 1.0 kg ton^-1 de alimento.

• T5: las aves recibieron el mismo alimento a base de maíz-soya del T1 más la inclusión de biomasa de levadura obtenida durante la fermentación de residuos de banano para la producción de etanol a razón de 1.5 kg ton^-1 de alimento.

Parámetros zootécnicos evaluados

Durante el período de evaluación se efectuaron las siguientes mediciones, con la frecuencia que se muestra a continuación:

• Consumo de alimento (g/ave/día): se determinó dividiendo el consumo total de alimento de la semana entre siete y por el número de pollos en cada repetición. El consumo fue expresado como promedio semanal y acumulado.

• Peso corporal (g): se determinó por pesaje individual y/o grupal de todos los pollos de cada repetición, con una periodicidad semanal. Esta variable fue expresada como promedio semanal.

• Conversión alimenticia (g de alimento/g de peso ganado): expresada tanto como un promedio semanal y acumulado, el cual fue calculado utilizando la información de los dos parámetros anteriores.

• Ganancia de peso (g): se determinó como la diferencia entre el peso inicial y el final en cada periodo de evaluación, dividido por la duración del periodo de evaluación. Esta variable fue medida con una periodicidad semanal y expresada como promedio semanal y acumulado.

• Eficiencia alimenticia: se determinó al finalizar el periodo de evaluación dividiendo el peso corporal promedio entre la conversión alimenticia.

• Índice de productividad: se determinó al finalizar el periodo de evaluación dividiendo la eficiencia alimenticia entre la conversión alimenticia.

Obtención de la levadura

Las fermentaciones para la obtención de biomasa de levadura fueron realizadas por el grupo de investigación en Bioprocesos y Flujos Reactivos de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín.

El sustrato utilizado fue un jarabe producido a partir de banano verde de rechazo. Con el fin de convertir el almidón en azúcares simples, se realizó hidrólisis ácida al banano molido agregando ácido sulfúrico de acuerdo con las condiciones estandarizadas para este proceso en el grupo de investigación. Luego de enfriar el jarabe se filtró para remover partículas no hidrolizadas. Las fermentaciones se realizaron con una cepa comercial de Saccharomyces cerevisiae. Esta elección se realizó de acuerdo con estudios realizados anteriormente por el grupo de investigación. En la Tabla 1 se muestra la caracterización de la biomasa y las técnicas utilizadas. Este análisis fue realizado en el laboratorio de bromatología de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín.

Composición de la dieta experimental

En la Tabla 2 se muestra la composición de la dieta utilizada en este estudio. Solamente se muestra la composición de la dieta control, puesto que dado el bajo nivel de inclusión de las levaduras (máximo 0.15% de la dieta) se observaron pocos cambios en la composición entre las dietas evaluadas.

Evaluación económica

Para cada dieta se calcularon los costos de alimentación teniendo en cuenta los precios de las materias primas utilizadas y el consumo observado de cada dieta. La rentabilidad de cada tratamiento se determinó evaluando los costos del alimento por ave y el costo de producción de kilogramo de carne de pollo por alimento exclusivamente, para lo cual se emplearon las ecuaciones 1 y 2. Además, se calculó el precio de venta de los pollos en cada tratamiento, llevando el peso vivo a peso en canal y como precio del kilo de pollo en canal los suministrados por la Corporación Colombia Internacional (CCI 2011).

Análisis estadístico

Para el análisis de los resultados obtenidos en este experimento se utilizó un diseño completo al azar, el cual contó con 5 tratamientos con 6 repeticiones de 7 pollos cada. Los datos fueron analizados por Anova usando el procedimiento GLM (General Linear Model) en el software SAS/STAT® (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA), versión 8,2 de 2001. Cuando se presentaron diferencias significativas se utilizó la prueba de Duncan para separar las medias de los tratamientos (P<0.05).

Costo de alimentación por ave = Consumo de alimento por ave (kg) × costo de kg de alimento ($) Eq. 1

Costo de kg de carne de pollo = costo de alimentación por ave ($)/Peso final (kg) Eq. 2

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Observando la composición bromatológica de la biomasa de levadura utilizada en el estudio, que fue producto de la fermentación con levadura comercial de residuos de banano (Tabla 1), el contenido de proteína cruda (48.7%) es superior a los valores reportados por Blas et al. (2010) (46%) y menor a los valores reportados por Perdomo et al. (2004) (52.3%). Según Yamada et al. (2003), las levaduras tienen un alto contenido de proteína (30% a 70%) y esta composición dependerá de los procesos fermentativos. La levadura Saccharomyces cerevisiae, es rica en proteínas (40 a 45 %) de alto valor biológico y abundante en vitaminas del complejo B, como biotina, niacina, ácido pantoténico y tiamina (Aghdamshahriar et al. 2006).

Desempeño productivo de pollo de engorde

Los rendimientos productivos de los pollos de engorde dependen de las condiciones ambientales y de manejo, así como del suministro de los niveles nutricionales apropiados mediante una adecuada elección de materias primas (Aviagen Group 2012). Según Gao et al. (2008), las diferencias en la respuesta productiva animal pueden estar relacionadas con el tipo de levadura que se utilice, como levadura seca activa, levadura viva o productos de fermentación. En el presente estudio se utilizó levadura seca activa, obtenida de la liofilización de la biomasa de levadura al terminar la fermentación, lo que se hizo con el propósito de facilitar el manejo de la levadura y evitar factores de confusión asociados con la presencia de compuestos adicionales a las levaduras, como sucede cuando se usan productos de fermentación.

Consumo de alimento promedio por semana y acumulado

En la Tabla 3 se muestra el efecto de la inclusión de levaduras en dietas de pollos de engorde sobre el consumo promedio por semana (CPS) y el consumo acumulado (CA) durante las seis semanas de evaluación. Hubo diferencias significativas (P<0.05) en el consumo de alimento en la semana cuatro para los pollos que recibieron el tratamiento 4, los cuales consumieron entre 4 y 7% más alimento que los pollos de los tratamientos 1, 2 y 5; no se observó diferencia significativa (P>0.05) con el tratamiento 3.

Al analizar el consumo acumulado de alimento, hasta la tercera semana no hubo diferencias estadísticamente significativas (P>0.05) entre los tratamientos para las variables CPS y CA; tampoco hubo diferencias en las semanas 5 y 6 para CPS. Se observaron diferencias significativas (P<0.05) en las semanas cuatro, cinco y seis para los pollos que recibieron el tratamiento 4 (2075, 3142 y 4249g, respectivamente), los cuales tuvieron un mayor consumo acumulado comparado con los demás tratamientos, solo presentando en la cuarta semana un consumo acumulado igual al observado con el tratamiento 3. Al comparar los datos obtenidos se encontró que los valores de consumo acumulado (CA) observados en este estudio fueron inferiores a los valores establecidos por la línea genética Ross 308 (Aviagen Group 2012). Esto pudo deberse al hecho que se emplearon condiciones de manejo similares a las de la avicultura comercial nacional, las cuales no son comparables a las normalmente empleadas en los ensayos de evaluación de líneas genéticas. El estudio de Paryad y Mahmoudi (2008) mostró que la inclusión de 1.5% de la levadura S. cerevisiae en pollos de engorde mejora el consumo de alimento. Los resultados no concuerdan con los reportados por Gheisarl y Kholeghipour (2006) quienes encontraron que el uso de levaduras vivas de S. cerevisiae no tiene efecto significativo sobre el consumo de alimento.

En la Tabla 4 se muestra el efecto de la inclusión durante seis semanas de levaduras en la dieta sobre el peso corporal de pollos de engorde machos. No hubo diferencias significativas (P>0.05) en ninguna semana para esta variable. Estos resultados concuerdan con los reportados por Gheisarl y Kholeghipour (2006), quienes encontraron que el uso de levaduras vivas de S. cerevisiae no tuvo un efecto significativo sobre el peso corporal. En cambio Santin et al. (2001), reportaron que los animales que recibieron levaduras aumentaron significativamente de peso. Fathi et al. (2012) encontraron que el peso corporal de los pollos de engorde durante las edades tempranas no mejoró de manera significativa por la inclusión en la dieta la levadura, lo que sugiere que ésta no jugó un papel activo en el peso corporal durante la etapa inicial del período de crecimiento. Es importante notar que la respuesta observada luego de la inclusión de levaduras depende de la carga microbiana a la que estén enfrentados los animales.

El peso promedio inicial de los pollos en esta investigación fue mayor (45 g) comparado con el peso esperado para la línea genética (42 g) Ross 308 (Aviagen Group 2012), pero a partir de la primera semana, los pollos de todos los tratamientos siempre estuvieron por debajo de los pesos esperados para esta línea genética, lo cual se podría explicar debido a que su consumo fue menor al esperado (ver Tabla 3).

Ganancia de peso corporal

En la Tabla 5 se muestra el efecto de la inclusión de levaduras en la dieta sobre la ganancia de peso corporal de pollos de engorde machos durante las seis semanas de experimentación. Solamente se presentaron diferencias significativas (P<0.05) en la ganancia de peso corporal acumulada a la semana cinco. El valor más alto fue para el tratamiento cuatro (1902.89 g), el cual fue diferente al obtenido con los tratamientos uno, dos y tres pero igual al tratamiento cinco. Estos resultados concuerdan con el estudio de Zhang et al. (2005) los cuales reportaron una ganancia significativamente mayor (P≤0.05) de peso entre la semana 4 a 5 de edad, del tratamiento donde se incluía levadura entera (5%) respecto al tratamiento control. El estudio de Paryad y Mahmoudi (2008) mostró que la inclusión de 1.5 % de la levadura S. cerevisiae en pollos de engorde aumenta la ganancia de peso. En cambio, Gheisarl y Kholeghipour (2006), Al-Mansour et al. (2011) y Adebiyi et al. (2012) encontraron que el uso de levaduras vivas de S. cerevisiae no tuvo un efecto significativo sobre la ganancia de peso.

Conversión alimenticia

En la Tabla 6 se muestra el efecto de la inclusión de levaduras en la dieta sobre la conversión alimenticia de pollos de engorde machos durante las seis semanas de evaluación. No hubo diferencias estadísticamente significativas (P>0.05) entre animales recibiendo las diferentes dietas. Al comparar estas conversiones con las esperadas para la línea genética Ross 308 (Aviagen Group 2012), sólo en la semana 1a. hubo mejores conversiones en todos los tratamientos. A diferencia del presente estudio, Santin et al. (2001), Gao et al. (2008) y Paryad y Mahmoudi (2008) encontraron que las conversiones alimenticias tendieron a mejorar a medida que aumentaron el nivel de inclusión de levadura en la dieta.

Eficiencia alimenticia e índice de productividad

En la Tabla 7 se muestra el efecto de la inclusión durante seis semanas de levaduras en la dieta sobre la eficiencia alimenticia e índice de productividad de pollos de engorde machos. No se observaron diferencias estadísticamente significativas (P>0.05) entre tratamientos. Al comparar los datos obtenidos se encontró que los valores de la eficiencia alimenticia e índices de conversión observados en este estudio fueron inferiores a los valores establecidos por la línea genética Ross 308 (Aviagen Group 2012).

Evaluación económica

En la Tabla 8 se muestra la rentabilidad de cada tratamiento respecto de los costos del alimento por ave. Debe aclararse que el costo de producción de la levadura fue bajo ($250/kg), lo que obedece a las siguientes razones: (a) la biomasa de levadura es un sub-producto de una fermentación cuyo producto principal es el etanol, con lo que la mayor parte de los costos corresponden a la producción de etanol; y (b) se utilizaron residuos de la industria del banano como fuente de carbono, lo que redujo el costo del medio de cultivo. Es importante recordar que las características de crecimiento, producción de proteína y acumulación de carbohidratos, dependen, tanto de la cepa de levadura utilizada (Manovacía et al. 2008), como de las condiciones del medio de cultivo empleado, lo cual influye en el costo de producción de la levadura.

En la primera fase de alimentación o fase de inicio (1-21 días) las dietas de menor costo fueron las de los tratamientos 1 y 5. En la segunda fase, de engorde, la dieta de menor costo fue la del T1, dando como resultado que la dieta 1 fuera la de menor costo del alimento por ave. Sin embargo, el tratamiento con el menor costo de producción de un kg de carne de pollo por alimento fue el T3, pero el tratamiento con el que se obtuvo el mayor precio de venta del pollo en canal fue en el T4. De la misma manera, la diferencia entre el precio de venta y el costo de la alimentación fue mayor en el T4, con el cual dicha diferencia fue 153, 82, 62 y 161 pesos ($)/ave más alta que los T1, T2, T3 y T5, respectivamente. El beneficio neto de la producción de carne de pollo depende no sólo de tener un bajo costo de alimentación sino además de alcanzar un buen rendimiento productivo del ave.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

No fue evidente una respuesta positiva ni negativa asociada con la inclusión de la levadura S. cerevisiae en la dieta, debido a que sólo se observaron diferencias significativas en el consumo de alimento acumulado en el T4 (1kg/ton de levadura) con respecto a los demás tratamientos. En las demás variables evaluadas no se encontraron diferencias significativas.

Hubo un beneficio económico al usar el T4, con el cual se obtuvieron mayores retornos (precio de venta del pollo - costo de la alimentación) que fueron mayores a los observados en los T1, T2, T3 y T5 en 153, 82, 62 y 161 pesos/ave, respectivamente.

Sería importante complementar los resultados aquí reportados, mediante el estudio de los efectos a nivel de tejido intestinal de la inclusión de las levaduras en la dieta de aves en crecimiento, lo cual se puede hacer monitoreando cambios morfométricos en las vellosidades intestinales. Es también necesario incrementar el número de estudios científicos en los que se incluyan materias primas no tradicionales en la alimentación animal.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a Colciencias por la financiación del proyecto "Evaluación nutricional de levaduras producidas durante la fermentación de residuos de banano para la producción de etanol" que permitió la realización de este estudio. Se agradece también a Ceagro y a los trabajadores de la Granja San Pablo, por su colaboración en la realización de las actividades reportadas.

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