Introducción

En la crianza de rumiantes, los forrajes constituyen la base de la nutrición debido a su gran producción de biomasa y bajo costo de obtención. Sin embargo, la mayoría de los forrajes presentan deficiencias nutricionales, especialmente en proteína, y su producción se ve afectada por la variabilidad climática, el sobrepastoreo, la compactación del suelo y el uso de variedades poco adaptadas a la región (^{Martínez et al., 2008}). Estos factores exigen un uso casi dependiente de los alimentos balanceados, que, por sus altos costos, reducen los márgenes de ganancias para los pequeños y medianos ganaderos en los sistemas de explotación con baja adopción de tecnología (^{Posadas et al., 2014}). Ante esta situación, el productor pecuario se ve obligado a explorar nuevas opciones de alimentación y suplementación. De esta manera, los residuos y subproductos de las industrias agrícolas (como la caña panelera), cervecera y hortofrutícola surgen como una alternativa nutricional y económica importante para los sistemas de producción (^{Bermúdez-Loaiza et al., 2015}).

Para enero de 2017, la producción de café en Colombia —país con mayor producción de café arábigo suave lavado a nivel mundial— fue de 1.275.000 sacos de 60 kg, lo que significó un aumento del 12 % frente al 1.136.000 de sacos producidos en el año anterior. Entre febrero de 2016 y enero de 2017, la cosecha cafetera alcanzó los 14,4 millones de sacos de 60 kg, 1 % más frente a los 14,2 millones producidos en el mismo periodo el año anterior. En relación con el año cafetero (octubre 2016-enero 2017), la producción de café en Colombia fue de 5,6 millones de sacos de 60 kg, 7 % más que los sacos cosechados en el periodo anterior (^{Eje 21, 2017}).

El beneficio húmedo del café es el método principal para la obtención de café verde. Durante este proceso, se elimina la cáscara y el mucílago del grano para finalizar con su secado (^{Novita, 2016}). El promedio de la producción de pulpa es de 2 t/ha/año (^{Ocampo & Álvarez-Herrera, 2017}). Por cada millón de sacos de 60 kg de café almendra que Colombia exporta, se generan 162.900 t de pulpa fresca (^{Rodríguez & Zambrano, 2010}). En la tabla 1 se pueden observar los residuos obtenidos del beneficio de 1 kg de café. La cáscara y el mucílago constituyen el 56 % del grano (^{Torres-Valenzuela et al., 2019}). La cáscara, también denominada pulpa, pesa alrededor del 43,6 % del fruto fresco (^{Rodríguez & Zambrano, 2010}), contiene aproximadamente 86 % de humedad y está conformada por el epicarpio y parte del mesocarpio. La pulpa es rica en pectinas, cafeína, proteínas, carbohidratos y polifenoles, y es una fuente potencial de agroindustria con alto valor agregado (^{Murthy & Naidu, 2012}).

Tabla 1 Residuos obtenidos durante el beneficio de 1 kg de café 

Fuente: ^{Rodríguez y Zambrano (2010)}

Existe una necesidad —mayor en tiempos de crisis— de reducir los costos de alimentación de las explotaciones donde el uso de recursos locales podría ser una alternativa (^{Flórez-Delgado & Rosales-Asensio, 2018}), en especial de aquellas que causan un impacto negativo al medioambiente por su inadecuada disposición, como es el caso de la pulpa de café (^{Yoplac et al., 2017}). La conservación mediante la técnica del ensilaje es una opción segura y económica (^{Mayorga, 2005}) de emplear este residuo en la alimentación animal (^{Pinto et al., 2014}), el cual está compuesto de carbohidratos (21 % a 32 %), proteína (7,5 % a 15 %) y grasa (2 % a 7 %) (^{Esquivel & Jiménez, 2012}).

Durante el proceso de ensilaje se produce una fermentación anaeróbica, en la que los microorganismos presentes conducen a un incremento del ácido láctico y una consecuente reducción del pH (^{Lozano et al., 2000}), lo que a su vez impide el desarrollo de otro tipo de microorganismos (^{Villa et al., 2010}). La pulpa de café presenta agentes antinutricionales (^{Pujol et al., 2013}) como taninos, cafeína y ácido clorogénico, que impiden su uso de forma directa. Los taninos son moléculas que imposibilitan la hidrólisis ruminal de las proteínas (^{Piñeiro-Vásquez et al., 2015}). En los rumiantes, la cafeína puede aumentar la diuresis y, por tanto, disminuir la retención de nitrógeno (^{Mayorga, 2005}; ^{Mazzafera, 2002}). Es necesario que la pulpa pase por un proceso de ensilaje, el cual consiste en una fermentación láctica (^{Rathinavelu & Graziosi, 2005}) que permitirá disminuir los factores antinutricionales y mantener o mejorar su valor nutritivo (^{Noriega et al., 2008}).

En la elaboración de un ensilaje se deben garantizar las condiciones para mantener un pH menor que 4,2 (^{Aguirre-Fernández et al., 2018}), con el fin de inhibir el crecimiento de microorganismos patógenos y conservar el valor nutricional de los productos ensilados (^{Mayorga, 2005}). Estudios previos han demostrado que con una fermentación de 120 días se obtienen los mejores valores nutricionales correspondientes al porcentaje de proteína y baja presencia de taninos (^{Noriega et al., 2008}).

Es común encontrar sistemas de producción ganaderos combinados con actividades agrícolas que emplean productos, subproductos y residuos de cosechas como materias primas para la alimentación de rumiantes (^{Flórez-Delgado & Rosales-Asensio, 2018}). Estos sistemas permiten al productor agropecuario reducir costos por concepto de alimentación (^{Castaño & Cardona, 2014}) y dar un manejo sostenible (económico y ambiental) al sistema de producción (^{Bampidis & Robinson, 2006}). En este contexto, la presente investigación se enfocó en la elaboración de ensilaje de pulpa de café (EPC) como fuente de alimento para rumiantes con el objetivo de evaluar su calidad nutricional y la presencia de otras sustancias como cafeína y polifenoles en 0, 30, 45 y 90 días de fermentación.

Materiales y métodos

Resultados y discusión

Los valores obtenidos en los parámetros nutricionales de este ensilaje se ubican dentro de los rangos normales para las materias primas que se conservan mediante esta técnica. En la tabla 2 se muestran los resultados del análisis de varianza aplicado a la composición nutricional del ensilaje en tres periodos de fermentación, y la presencia de otras sustancias como cafeína y polifenoles.

Tabla 2 Composición nutricional y parámetros fermentativos del ensilaje de pulpa de café (Coffea arabica) conservado a 30, 45 y 90 días de fermentación 

Nota: las medias con distinta letra en superíndice presentaron diferencia estadísticamente significativa (p < 0,05).

MS: materia seca; FDA: fibra detergente ácido; FDN: fibra detergente neutro; Ca: calcio; P: fósforo; DIV: digestibilidad in vitro.

Fuente: Elaboración propia

^{Ojeda y Cáceres (2002)} afirman que, por efectos de la respiración celular, que se da al mismo tiempo de la fermentación y la concentración de carbohidratos solubles (^{Ítavo et al., 2000}), se incrementa la pérdida de humedad y, por consiguiente, aumentan los niveles de MS. De la misma manera, ^{López-Herrera y Briceño-Arguedas (2017)} señalan que este proceso fermentativo es muy intenso en los primeros días y ocasiona pérdida de humedad hasta alcanzar una estabilización y mantener el contenido de MS (^{Londoño et al., 2016}). Por su parte, ^{Benítez y Poveda (2011)} mencionan que los bajos contenidos de MS se presentan porque la pectina absorbe agua, por el proceso de respiración celular y porque los carbohidratos solubles se fermentan.

El promedio de MS en el T2 fue del 16%; aunque dicho valor no supera el contenido mínimo del 20% sugerido por ^{Aguirre et al. (2017)} para categorizar el ensilaje de buena calidad, se encuentra en un rango óptimo que, junto con el pH ácido, permite controlar la presencia de Clostridium, reduce las pérdidas por efluentes y garantiza un proceso fermentativo, lo que a su vez aumenta el consumo voluntario por parte de los rumiantes (^{Villa & Hurtado, 2016}). Reportes similares fueron obtenidos por ^{Encalada et al. (2017)} con un 18 % de MS y un tiempo de fermentación de 45 días, mientras que ^{Aguirre et al. (2017)} reportaron un 26 % de MS, superior al 15,4 % obtenido por ^{Bautista et al. (2005)}.

En el parámetro de proteína se presentó diferencia estadísticamente significativa entre los tratamientos; los valores proteínicos del T2 fueron los más representativos con una media de 13,5%. Este contenido de proteína se debe posiblemente al crecimiento bacteriano producido durante la fermentación y al tiempo del ensilado (^{Encalada et al. 2017}). ^{Puertas-Mejía et al. (2012)} afirman que cerca del 0,9 % del peso húmedo está constituido por las proteínas de la pulpa de este fruto, que son parte de los sustratos necesarios para el crecimiento y desarrollo de microorganismos. ^{Navarro-Ortiz y Roa-Vega (2018)} indican que los forrajes, las materias primas y cualquier otro alimento destinado para la alimentación animal son clasificados de buena calidad cuando su contenido de proteína supera el 11,0 %, lo que significa que el ensilaje de pulpa de café puede ser considerado como una alternativa nutricional por su gran contenido proteínico. Los resultados reportados por ^{Londoño et al. (2016)} son ligeramente superiores (14,83%). Por su parte, ^{Noriega et al. (2008)} y ^{Benítez (2016)} encontraron un 30,52 % y un 27,16%, respectivamente, valores muy superiores a los registrados en la presente investigación e inferiores a los reportados por ^{Encalada et al. (2017)} (12,56 %).

Las FDA y FDN se mantuvieron dentro de los rangos normales con porcentajes de 39,24 % y 47,99%, respectivamente, lo que concuerda con los resultados de ^{Noriega et al. (2008)}, quienes hallaron que los tenores de fibra en la pulpa de este fruto ensilado aumentan con el tiempo de fermentación y el tiempo de sellado del silo. Según ^{Quiroz-Cardoso et al. (2015)}, los bajos contenidos de fibra detergente ácido en un alimento incrementan su consumo. ^{Furusho et al. (2000)} registraron resultados inferiores con un 27,8 % de FDN y un 45,40 % de FDA, valor similar al obtenido por ^{Aguirre et al. (2018)}.

Los valores de pH presentaron un comportamiento similar entre los tratamientos, siendo la media de 3,8. Esto se debe a la producción de lactobacilos acidófilos, que crecen en las primeras 72 horas de sellado del silo y son los responsables de la producción del ácido láctico, el cual disminuye el pH. ^{Benítez (2016)} considera que la disminución del pH se debe al consumo de sustrato y ^{Mayorga (2005)} sugiere que se deben dar todas las condiciones en el proceso de ensilaje para mantener un pH ácido y evitar variaciones en las propiedades nutricionales del producto ensilado. El valor de pH obtenido en esta investigación (3,80) indica que el proceso de fermentación anaeróbica contó con todas las condiciones adecuadas para su desarrollo y logró la estabilidad en la fermentación por ser inferior a 4,2 (^{Garcés et al., 2004}). Este valor es muy similar a los reportados por ^{Pinto-Ruiz et al. (2017)} (3,90) y ^{Encalada et al. (2017)}, quienes incluyeron aditivos en el proceso de ensilaje.

El contenido de ceniza presentó un comportamiento diferente (p < 0,05); el T3 obtuvo el mejor valor con un 6,97%, que corresponde a los resultados de ^{Aguirre et al. (2018)} y ^{Benítez (2016)}, quienes afirman que el contenido de ceniza aumenta con el proceso y el tiempo de fermentación. ^{Noriega (2008)} y ^{Benítez (2016)} obtuvieron valores superiores a los reportados en el presente estudio con 12,46 % y 9,90 %, respectivamente. ^{Pulido et al. (2016)} señalan que el porcentaje de cenizas indica el contenido de minerales que posee un alimento. En el presente estudio, los valores de Ca y P a los 90 días de fermentación fueron de 0,60 % y 0,27 %, respectivamente. ^{Furusho et al. (2000)} obtuvieron valores de 0,76 % y 0,52% en estos dos minerales, respectivamente. La pulpa de este fruto debe disponer de contenidos adecuados de ceniza que proporcionen niveles idóneos de minerales para enriquecer las dietas de animales (^{Noriega et al., 2008}), especialmente de aquellas especies con una demanda muy alta de minerales, como los bovinos productores de leche.

Los resultados obtenidos en la DIV de este ensilaje señalan diferencias entre los tratamientos, con valores que oscilan entre 52 % y 57 %. ^{Navarro-Ortiz y Roa-Vega (2018)} consideran que un alimento es de buena calidad si tiene una DIV superior al 70%, una FDN inferior al 50% y una proteína superior al 15%; por el contrario, un alimento de calidad baja tiene una DIV inferior al 50%, una FDN superior al 65% y una proteína inferior al 8%. En el presente estudio se obtuvo un valor máximo de digestibilidad del 57% a los 45 días de fermentación, lo que convierte este tipo de ensilaje en una alternativa nutricional digerible para rumiantes y con un alto contenido de energía (4,5 Mcal/kg), muy superior a la energía de 2,38 Mcal/kg reportada por ^{Furusho et al. (2000)}. ^{Encalada et al. (2017)} encontraron un rango entre el 50,27 % y el 56,92 % de DIV, que concuerda con los resultados de esta investigación. El contenido de cafeína fue de 6,39%, muy superior al 0,87% obtenido por ^{Ferreira et al. (2001)} en un tiempo de fermentación de 45 días. También se identificó un contenido de polifenoles del 7,45%. Todo lo anterior permite incorporar este alimento como reemplazo parcial del alimento balanceado comercial en la dieta de los rumiantes productores de leche en un rango del 20 % al 40 % y de animales de engorde en un rango del 20% al 30%, sin efectos adversos a la salud, bienestar y productividad de los animales (^{Flórez-Delgado & Rosales-Asensio, 2018}).

Conclusiones

La fermentación de 45 días presentó los mejores valores en las variables de proteína, FDN, DIV y energía bruta con medias de 13,05%, 49,85%, 57,20% y 4,50 Mcal/kg, respectivamente. La fermentación a 90 días solo influye en el contenido de FDA y Ca. Los parámetros de pH, P y polifenoles no presentaron diferencias estadísticamente significativas; es decir, el tiempo de fermentación no tiene efecto sobre estos parámetros nutricionales en este ensilaje.