Fermented
products are important for animal production, due to the versatility in
their application, either as additives, supplements or food (Xu et al. 2020Xu,
B., Li, Z., Wang, C., Fu, J., Zhang, Y., Wang, Y. & Lu, Z. 2020.
"Effects of fermented feed supplementation on pig growth performance: A
meta-analysis". Animal Feed Science and Technology, 259(1): 114-315, ISSN: 0377-8401, DOI: https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2019.114315.).
At the Institute of Animal Science, in Cuba, a microbial preparation called Vitafert (Elías and Herrera 2011Elías, A. & Herrera, F. 2011. Registro de Patente. No. 81/2011. Oficina Cubana de la Propiedad Industrial. La Habana, Cuba.)
was obtained, composed of lactic acid bacteria, yeasts and organic
acids that promote a low pH. Several researches describe its use as a
zootechnical additive, with positive effects on immunological,
productive and health indicators of species of economic interest (Gutiérrez 2005Gutiérrez,
B.R. 2005. Actividad probiótica de un producto biofermentado (VITAFER),
en pollos de ceba. Master of Science Thesis. Departamento de Fisiología
y Bioquímica, Instituto de Ciencia Animal, Mayabeque, Cuba, p. 52., Gutiérrez et al. 2012Gutiérrez,
D., Elías, A., García, R., Herrera, F., Jordán, H. & Sarduy, L.
2012. "Effect of the microbial additive VITAFERT on the intake of dry
matter and neutral detergent fiber in Saanen goats fed Brachiaria brizantha hay". Cuban Journal of Agricultural Science, 46(3): 267-21, ISSN: 2079-34780. and Beruvides et al. 2018Beruvides,
A., Elías, A., Valiño, E., Milián, G., Lezcano, Y., Moliner, J.L.,
Rodríguez, M. & Zamora, H. 2018. "Evaluation of the zootechnical
additive VITAFERT in the productive performance and health of
pre-fattening piglets". Cuban Journal of Agricultural Science, 52(1): 49-56, ISSN: 2079-3480.).
For
years, different variants and formulations of this biopreparation have
been tested, which are related to its form of presentation (liquid/dry),
inoculum used (feces/yogurt/ruminal content) and modifications in raw
materials (final molasses/raw sugar), used to obtain it (Bustamante et al. 2016Bustamante,
D., Savón, L., Elías, A., Caro, Y., Sierra, F. & Almeida, M. 2016.
"Effect of Vitafert on the digestive use of nitrogen in roosters that
consume Moringa oleifera forage meal. Technical note". Cuban Journal of Agricultural Science, 50(2): 273-278, ISSN: 2079-3480., Beruvides 2019Beruvides,
A. 2019. Efecto del aditivo zootécnico Vitafert en la respuesta
biológica en crías y precebas porcinas. PhD Thesis. Departamento de
Fisiología y Bioquímica, Instituto de Ciencia Animal, Mayabeque, Cuba,
p. 100. and Savón et al. 2020Savón, L.L., Sánchez, B., Elías†, A., Ortega†,
H.J., Gutiérrez, M., Scull, I. & Herrera, M. 2020. "Effect of a dry
fermented product on morphological, immunological, histological and
health indicators of broilers". Cuban Journal of Agricultural Science, 54(1): 83-92, ISSN: 2079-3480.).
The
knowledge of the composition of this preparation is necessary for its
application in animal feeding. However, there are few studies on the
characterization of these microbial additives.
The
objective of this study was to chemically and microbiologically
characterize a technological variant of Vitafert, intended for animal
production.
Vitafert was prepared in
the Food Production Laboratory, belonging to the Central Laboratory Unit
of the Institute of Animal Science of the Republic of Cuba. The
methodology described by Elías and Herrera (2011)Elías, A. & Herrera, F. 2011. Registro de Patente. No. 81/2011. Oficina Cubana de la Propiedad Industrial. La Habana, Cuba. was followed for this purpose. The chemical composition of this preparation is: pH 4.28 ± 0.08, lactic acid 452.0 mMol.L-1, acetic acid 227.36 mMol.L-1, butyric acid 85.32 mMol.L-1, DM 90.9 g/kg ± 0.08 and CP 80.2 g/kg DM ± 0.10. Populations of lactic acid bacteria and yeasts were 1010 and 107 CFU.g -1, respectively. The presence of Escherichia coli was not detected.
The technological variant was prepared from the mixture of Vitafert with corn meal 1:1 (w/v), as proposed by Gutiérrez (2005)Gutiérrez,
B.R. 2005. Actividad probiótica de un producto biofermentado (VITAFER),
en pollos de ceba. Master of Science Thesis. Departamento de Fisiología
y Bioquímica, Instituto de Ciencia Animal, Mayabeque, Cuba, p. 52..
Drying was carried out by direct exposure to sun for 72 h, with mean
maximum temperature values of 27.3 °C and relative humidity of 76%. Dry
Vitafert was stored in double-layer paper bags for five days. Five
samples of 1 kg each were taken to perform chemical and microbiological
analyzes. Particle size was reduced to 1 mm in a Thomas Wiley mill
(Model 4. Thomas Scientific, Swedesboro, NJ).
Chemical
analyzes were conducted at the Department of Animal Science at the
University of Manitoba, Canada. Standard procedures of the AOAC (2006)AOAC (Association of Official Analytical Chemists). 2006. Official Methods of Analysis. 18th Ed. A.O.A.C. International. Washington D.C., U.S.A.
were used for calculating DM, CP, ether extract and amino acid profile.
Gross energy was determined on an adiabatic bomb calorimeter (model
6400. Parr Instrument Company, Moline, Illinois, USA). Fiber fractioning
was performed according to van Soest et al. (1991)Van
Soest, P.J., Robertson, J.B. & Lewis, B. 1991. "Methods for dietary
fiber, neutral detergent fiber, and nonstarch polysaccharides in
relation to animal nutrition". Journal of Dairy Science, 74(10): 3583-3597, ISSN: 0022-0302, DOI: https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(91)78551-2".
To
determine the pH and the concentration of individual short chain fatty
acids (iSCFA), 5 g of dry Vitafert were taken and diluted in 45 mL of
distilled water 1:10 (w/v) by mechanical stirring for 20 min. The pH was
determined with a digital pH meter, WPA brand (CD-70 series of English
manufacture). The quantification of iSCFA was carried out in a DANI
Master GC gas chromatograph (DANI Instruments S.p.A, Milan, Italy).
A
1 mL aliquot was taken from the aqueous extraction of dry Vitafert to
make the serial dilutions in peptone water (0.1% w/v). The 10-5, 10-6 and 10-7 dilutions were cultivated in tubes rolled with Rogosa agar (Rogosa et al. 1951Rogosa, M., Mitchell, J.A. & Wiseman, R.F. 1951. "A selective medium for the isolation of oral and faecal lactobacilli". Journal of Bacteriology, 62(1): 132-133, ISSN: 0021-9193, DOI: https://doi.org/10.1128/JB.62.1.132-133.1951.). Tubes were inoculated at 1:10 (v/v) and incubated for 48 h at 37 °C. The number of CFU.mL-1
was quantified by visual counting of colonies. The microbiological
quality was carried out in the National Laboratory of Food Hygiene
(National Reference Center), belonging to the Central Laboratories Unit
for Agricultural Health of the Ministry of Agriculture in Cuba. The
current Cuban standards for yeasts and fungi/g (NC-ISO 1004: 2016NC-ISO
1004: 2016. Microbiología de alimentos de consumo humano y animal. Guía
general para la enumeración de levaduras y mohos. Oficina Nacional de
Normalización de Cuba, La Habana, Cuba.), Salmonella in 25 g (NC-ISO 6579: 2008NC-ISO 6579: 2008. Microbiología de los alimentos de consumo humano y animal. Método horizontal para la detección de Salmonella spp. Oficina Nacional de Normalización de Cuba, La Habana, Cuba.) and total coliforms/g (NC-ISO 4832: 2010NC-ISO
4832: 2010. Microbiología de los alimentos de consumo humano y animal.
Método horizontal para la enumeración de Coliformes. Método de
referencia. Oficina Nacional de Normalización de Cuba, La Habana, Cuba.) were applied.
Five
samples were analyzed by triplicate for chemical analysis. In the case
of amino acids, a determination was made by duplicate.
For
the chemical indicators, the position and dispersion statistics: mean,
standard deviation and coefficient of variation (%), were determined.
InfoStat statistical package, version 2012 (Di Rienzo et al. 2012Di
Rienzo, J.A., Casanoves, F., Balzarini, M.G., González, L., Tablada, M.
& Robledo, C.W. 2012. InfoStat. Version 2012 [Windows]. Grupo
InfoStat, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. Available: http://www.infostat.com.ar.), was used.
Table 1 shows
the chemical and energy composition of dry Vitafert. DM content was
superior to 85%, an aspect that must be considered for the conservation
and storage of the product. According to Belén-Camacho et al. (2007)Belén-Camacho,
D.R., Román, J.C., García, D.M., Moreno-Álvarez, M.J., Medina, C. &
Ojeda, C.E. 2007. "Efecto del secado solar en los contenidos de
humedad, carbohidratos, carotenoides totales e índice de peróxidos del
mesocarpio de la Palma Coroba (Attalea spp.) ". Interciencia, 32(4): 257-261, ISSN: 0378-1844. ,
the reduction of humidity content increases the useful life of
products, since it causes a decrease of water activity, which delays
microbial growth and slows down various deteriorating reactions.
Table 1.
Chemical and energy composition of dry Vitafert
Nutrients, % | Mean | SD | CV (%) |
---|
DM | 90.11 | 6.58 | 0.17 |
CP | 14.58 | 0.02 | 0.11 |
Ether extract | 2,58 | 0.13 | 1.20 |
Gross energy* | 18.40 | 0.04 | 0.19 |
NDF | 11.32 | 0.42 | 0.75 |
ADF | 3.10 | 0.16 | 1.02 |
Hemicellulose | 8.22 | 0.30 | 0.28 |
The high content of CP could be
associated with biochemical transformations that occur during the
absorption time of water present in the system on the solid support and
during drying in the sun. This suggests that fermentation process was
able to continue. According to Anguita et al. (2006)Anguita,
M., Gasa, J., Martin-Orue, S.M. & Perez, J.F. 2006. "Study of the
effect of technological processes on starch hydrolysis, non-starch
polysaccharides solubilization and physicochemical properties of
different ingredients using a two-step in vitro system". Animal Feed Science Technology, 129(1-2): 99-115, ISSN: 0377-8401, DOI: https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2005.12.004.,
the biotechnological processing of cereals, rich in carbohydrates,
favors an increase of starch hydrolysis and, consequently, an increase
of the amount of non-starch polysaccharides. For this reason, microbial
populations present in the product were able to use soluble corn starch
to increase single-cell biomass. Similarly, the protein contribution of
corn meal used as absorbent material is another factor that could have
contributed to the increase in protein in the final product.
In
general, values of the rest of dry Vitafert indicators can be a result
of the concentration of nutrients that takes place during the drying
process, together with the previously described aspects.
There
are few studies that deepen into the changes that occur during the
drying of liquid fermented products. However, it is known about other
technological variants which used the same support for this operation.
Gutiérrez (2005)Gutiérrez,
B.R. 2005. Actividad probiótica de un producto biofermentado (VITAFER),
en pollos de ceba. Master of Science Thesis. Departamento de Fisiología
y Bioquímica, Instituto de Ciencia Animal, Mayabeque, Cuba, p. 52.
characterized the dry preparation, obtained from the fermentation of
fresh poultry manure with final molasse, and observed a rise in protein
content from 8.01 to 13.49%. Savón et al. (2017)Savón,
L.L., Scull, I., Elías, A., Rodríguez, C. & Orta, I. 2017.
Potencialidades de un nuevo producto fermentado como alimento animal.
In: Memorias VII Seminario Internacional de Porcicultura Tropical, 18-21
de Abril. Hotel Nacional, La Habana, Cuba, ISBN: 978-959-7208-31-0.
indicated a value of 8.04% for the dry fermented product, made from
rumen content. Variation in results can be related to modifications in
the formulation of Vitafert.
Figure 1 shows
the amino acid profile of dry Vitafert, with the ten essential amino
acids and eight of the non-essential ones. A high content of
non-essential amino acids was observed, in the following order: glutamic
acid, proline, aspartic acid, alanine, serine, cystine, tyrosine and
glycine. However, leucine, arginine, valine, phenylalanine, lysine and
threonine predominated in the essentials. The amino acid content of
Vitafert is not known, so its availability and concentration in this
technological variant could be determined by the factors described
above.
Figure 1.
Concentration of essential and non-essential amino acids (% DM) in dry Vitafert
The contribution of amino acids is
important because they regulate or participate in key metabolic pathways
for growth, development, reproduction and health of animals. For this
reason, the composition of this fermented product could help meeting the
requirements of different monogastric species, due to its contribution
of functional amino acids. Wu et al. (2014)Wu,
G., Bazer, F.W., Dai, Z., Li, D., Wang, J. & Wu, Z. 2014. "Amino
acid nutrition in animals: protein synthesis and beyond". Annual Review of Animal Biosciences, 2: 387-417, ISSN: 2165-8110, DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-animal-022513-114113.
stated that functional amino acids contribute to the metabolic needs of
the animal for dietary amino acid, beyond the synthesis of tissue
protein, in which essential, non-essential and conditionally essential
amino acids are included.
The pH of dry Vitafert is acidic, even though the concentration of individual short chain fatty acids is low (table 2).
This performance could be related to drying at room temperature,
together with the dilution effect of corn meal, which could cause the
volatilization of these acids. However, there was a higher concentration
of mMol.L-1 of acetic acid, with a reduction of 7.12% with
respect to liquid Vitafert. This is associated with the decrease of
bacteria populations that produce this acid.
Table 2.
Microbiological composition, pH and profile of individual short chain fatty acids of dry Vitafert
| Mean | SD | CV (%) |
---|
pH | 5.41 | 0.02 | 0.45 |
Individual short chain fatty acids, mMol.L
-1 |
Acetic | 16.17 | 0.43 | 2.69 |
Propionic | 0.40 | 0.01 | 2.58 |
Butyric | 0.29 | 0.01 | 2.59 |
Isovaleric | 0.08 | 0.02 | 1.42 |
Valeric | 0.09 | 0.06 | 1.02 |
Microorganisms, CFU.g
-1 |
Lactic acid bacteria | 15 x 107 | 0.05 | 0.01 |
Yeasts and fungi | <102 | - | - |
Salmonella | Absent | - | - |
Total Coliforms | <102 | - | - |
Yeh et al. (2018)Yeh,
R.H., Hsieh, C.W. & Chen, K.L. 2018. "Screening lactic acid
bacteria to manufacture two-stage fermented feed and pelleting to
investigate the feeding effect on broilers". Poultry Science, 97(1): 236-246, ISSN: 0032-5791, DOI: https://doi.org/10.3382/ps/pex300. observed that pH of a fermented diet (inoculated with 106 CFU.g-1 food of Bacillus subtilis and Bacillus coagulans)
remained acidic during drying with the use of high temperatures.
Authors reported that acetic acid content decreased, while butyric and
propionic acids were below detection limits. These results indicate that
drying does not affect the acidity of the additive, but its
concentration of short chain fatty acids does.
The
microbiological composition of dry Vitafert showed a high concentration
of lactic acid bacteria, a permissible number of yeasts, fungi and an
absence of pathogens. However, during the drying process of Vitafert,
there was a reduction of 102 CFU.g-1 of lactic
acid bacteria and the content of yeast present in the liquid Vitafert
was reduced five times. This corresponds to the low concentration of
individual short chain fatty acids that was obtained and, probably, with
the dilution effect of corn meal as absorbent material.
Even though the concentration of lactic acid bacteria was reduced with this technological variant, it is within the range of 106-107 CFU.g-1, established by FAO/WHO (2002)FAO/WHO
(Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health
Organization). 2002. Guidelines for the evaluation of probiotics in
food. Report of a joint FAO/WHO working group on drafting guidelines for
the evaluation of probiotics in food. April 30 & May 1. London,
Ontario, Canada, Available: http://www.who.int/foodsafety/fs_management/en/probiotic_guidelines.pdf, [Consulted: July 25th 2020]..
This indicates that the inclusion of these microorganisms in the diet
could have beneficial effects for the animal and express a possible
probiotic activity, when ingested in sufficient quantities.
Concentration
of viable lactic acid bacteria, acid characteristics and decrease of
the number of pathogenic microorganisms contributed to the
hygienic-sanitary quality of dry Vitafert.
Los
productos fermentados son de gran interés para la producción animal,
debido a la versatilidad en su aplicación, sea como aditivos,
suplementos o alimentos (Xu et al. 2020Xu,
B., Li, Z., Wang, C., Fu, J., Zhang, Y., Wang, Y. & Lu, Z. 2020.
"Effects of fermented feed supplementation on pig growth performance: A
meta-analysis". Animal Feed Science and Technology, 259(1): 114-315, ISSN: 0377-8401, DOI: https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2019.114315.).
En el Instituto de Ciencia Animal, en Cuba, se obtuvo un preparado microbiano denominado Vitafert (Elías y Herrera 2011Elías, A. & Herrera, F. 2011. Registro de Patente. No. 81/2011. Oficina Cubana de la Propiedad Industrial. La Habana, Cuba.),
compuesto por bacterias ácido lácticas, levaduras y ácidos orgánicos
que promueven un pH bajo. Numerosas investigaciones describen su uso
como aditivo zootécnico, con efectos positivos en los indicadores
inmunológicos, productivos y sanitarios de especies de interés económico
(Gutiérrez 2005Gutiérrez,
B.R. 2005. Actividad probiótica de un producto biofermentado (VITAFER),
en pollos de ceba. Master of Science Thesis. Departamento de Fisiología
y Bioquímica, Instituto de Ciencia Animal, Mayabeque, Cuba, p. 52., Gutiérrez et al. 2012Gutiérrez,
D., Elías, A., García, R., Herrera, F., Jordán, H. & Sarduy, L.
2012. "Effect of the microbial additive VITAFERT on the intake of dry
matter and neutral detergent fiber in Saanen goats fed Brachiaria brizantha hay". Cuban Journal of Agricultural Science, 46(3): 267-21, ISSN: 2079-34780. y Beruvides et al. 2018Beruvides,
A., Elías, A., Valiño, E., Milián, G., Lezcano, Y., Moliner, J.L.,
Rodríguez, M. & Zamora, H. 2018. "Evaluation of the zootechnical
additive VITAFERT in the productive performance and health of
pre-fattening piglets". Cuban Journal of Agricultural Science, 52(1): 49-56, ISSN: 2079-3480.).
Durante
años se han ensayado diferentes variantes y formulaciones de este
biopreparado, que se relacionan con su forma de presentación
(líquido/seco), inóculo utilizado (excretas/yogurt/contenido ruminal) y
modificaciones en las materias primas (miel final/azúcar crudo)
empleadas para su obtención (Bustamante et al. 2016Bustamante,
D., Savón, L., Elías, A., Caro, Y., Sierra, F. & Almeida, M. 2016.
"Effect of Vitafert on the digestive use of nitrogen in roosters that
consume Moringa oleifera forage meal. Technical note". Cuban Journal of Agricultural Science, 50(2): 273-278, ISSN: 2079-3480., Beruvides 2019Beruvides,
A. 2019. Efecto del aditivo zootécnico Vitafert en la respuesta
biológica en crías y precebas porcinas. PhD Thesis. Departamento de
Fisiología y Bioquímica, Instituto de Ciencia Animal, Mayabeque, Cuba,
p. 100. y Savón et al. 2020Savón, L.L., Sánchez, B., Elías†, A., Ortega†,
H.J., Gutiérrez, M., Scull, I. & Herrera, M. 2020. "Effect of a dry
fermented product on morphological, immunological, histological and
health indicators of broilers". Cuban Journal of Agricultural Science, 54(1): 83-92, ISSN: 2079-3480.).
El
conocimiento de la composición de este preparado es necesario para su
aplicación en la alimentación animal. Sin embargo, en la literatura
existen pocos estudios acerca de la caracterización de estos aditivos
microbianos.
El objetivo de este
trabajo fue caracterizar química y microbiológicamente una variante
tecnológica del aditivo Vitafert, destinada a la producción animal.
El
Vitafert se elaboró en el Laboratorio de Producción de Alimentos,
perteneciente a la Unidad Central de Laboratorios del Instituto de
Ciencia Animal de la República de Cuba. Se siguió para ello la
metodología descrita por Elías y Herrera (2011)Elías, A. & Herrera, F. 2011. Registro de Patente. No. 81/2011. Oficina Cubana de la Propiedad Industrial. La Habana, Cuba.. La composición química de este preparado es: pH 4.28 ± 0.08, ácido láctico 452.0 mMol.L-1, ácido acético 227.36 mMol.L-1, ácido butírico 85.32 mMol.L-1, MS 90.9 g/kg ± 0.08; PB 80.2 g/kg MS ± 0.10. Las poblaciones de bacterias ácido lácticas y levaduras fueron 1010 y 107 UFC.g -1, respectivamente. No se detectó la presencia de Escherichia coli.
La variante tecnológica se elaboró a partir de la mezcla del Vitafert con la harina de maíz 1:1 (p/v), según lo propuesto por Gutiérrez (2005)Gutiérrez,
B.R. 2005. Actividad probiótica de un producto biofermentado (VITAFER),
en pollos de ceba. Master of Science Thesis. Departamento de Fisiología
y Bioquímica, Instituto de Ciencia Animal, Mayabeque, Cuba, p. 52..
El secado se realizó mediante la exposición directa al sol durante 72
h, con valores de temperatura máxima promedio de 27.3 °C y humedad
relativa de 76 %. El Vitafert seco se conservó en sacos de papel de
doble capa durante cinco días. Se tomaron cinco muestras de 1 kg para
realizar los análisis químicos y microbiológicos. El tamaño de partícula
se redujo a 1 mm en un molino Thomas Wiley (modelo 4. Thomas
Scientific, Swedesboro, NJ).
Los
análisis químicos se realizaron en el Departamento de Ciencia Animal de
la Universidad de Manitoba, en Canadá. Se utilizaron los procedimientos
estándar de la AOAC (2006)AOAC (Association of Official Analytical Chemists). 2006. Official Methods of Analysis. 18th Ed. A.O.A.C. International. Washington D.C., U.S.A.
para el cálculo de MS, PB, extracto etéreo y perfil de aminoácidos. La
energía bruta se determinó en un calorímetro adiabático de bomba (modelo
6400. Parr Instrument Company, Moline, Illinois, EUA). Para el
fraccionamiento de la fibra se procedió según van Soest et al. (1991)Van
Soest, P.J., Robertson, J.B. & Lewis, B. 1991. "Methods for dietary
fiber, neutral detergent fiber, and nonstarch polysaccharides in
relation to animal nutrition". Journal of Dairy Science, 74(10): 3583-3597, ISSN: 0022-0302, DOI: https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(91)78551-2".
Para
determinar el pH y la concentración de los ácidos grasos de cadena
corta individuales (AGCCi), se tomaron 5 g del Vitafert seco y se
diluyeron en 45 mL de agua destilada 1:10 (p/v) mediante agitación
mecánica durante 20 min. El pH se determinó con un pH metro digital,
marca WPA (serie CD-70 de manufactura inglesa). La cuantificación de los
AGCCi se realizó en un cromatógrafo de gases DANI Master GC (DANI
Instruments S.p.A, Milán, Italia).
Se
tomó una alícuota de 1 mL de la extracción acuosa del Vitafert seco para
realizar las diluciones seriadas en agua peptona (0.1 % p/v). Las
diluciones 10-5, 10-6 y 10-7 se sembraron en tubos rodados con agar Rogosa (Rogosa et al. 1951Rogosa, M., Mitchell, J.A. & Wiseman, R.F. 1951. "A selective medium for the isolation of oral and faecal lactobacilli". Journal of Bacteriology, 62(1): 132-133, ISSN: 0021-9193, DOI: https://doi.org/10.1128/JB.62.1.132-133.1951.). Los tubos se inocularon a razón de 1:10 (v/v) y se incubaron durante 48 h, a 37 °C. El número de UFC.mL-1
se cuantificó por conteo visual de las colonias. La calidad
microbiológica se realizó en el Laboratorio Nacional de Higiene de los
Alimentos (Centro de Referencia Nacional), perteneciente a la Unidad de
Laboratorios Centrales de Sanidad Agropecuaria del Ministerio de la
Agricultura en Cuba. Se aplicaron las normas cubanas vigentes para
levaduras y hongos/g (NC-ISO 1004:2016NC-ISO
1004: 2016. Microbiología de alimentos de consumo humano y animal. Guía
general para la enumeración de levaduras y mohos. Oficina Nacional de
Normalización de Cuba, La Habana, Cuba.), Salmonella en 25 g (NC-ISO 6579:2008NC-ISO 6579: 2008. Microbiología de los alimentos de consumo humano y animal. Método horizontal para la detección de Salmonella spp. Oficina Nacional de Normalización de Cuba, La Habana, Cuba.) y coliformes totales/g (NC-ISO 4832:2010NC-ISO
4832: 2010. Microbiología de los alimentos de consumo humano y animal.
Método horizontal para la enumeración de Coliformes. Método de
referencia. Oficina Nacional de Normalización de Cuba, La Habana, Cuba.).
Se
analizaron cinco muestras por triplicado para los análisis químicos. En
el caso de los aminoácidos, se realizó una determinación por duplicado.
Para
los indicadores químicos se determinaron los estadígrafos de posición y
dispersión: media, desviación estándar y coeficiente de variación (%).
Se utilizó el paquete estadístico InfoStat, versión 2012 (Di Rienzo et al. 2012Di
Rienzo, J.A., Casanoves, F., Balzarini, M.G., González, L., Tablada, M.
& Robledo, C.W. 2012. InfoStat. Version 2012 [Windows]. Grupo
InfoStat, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. Available: http://www.infostat.com.ar.).
La tabla 1
muestra la composición química y energética del Vitafert seco. El
contenido de MS resultó superior al 85 %, aspecto que se debe considerar
para la conservación y almacenamiento del producto. Según Belén-Camacho et al. (2007)Belén-Camacho,
D.R., Román, J.C., García, D.M., Moreno-Álvarez, M.J., Medina, C. &
Ojeda, C.E. 2007. "Efecto del secado solar en los contenidos de
humedad, carbohidratos, carotenoides totales e índice de peróxidos del
mesocarpio de la Palma Coroba (Attalea spp.) ". Interciencia, 32(4): 257-261, ISSN: 0378-1844. ,
la reducción del contenido de humedad aumenta la vida útil de los
productos, ya que ocasiona descenso de la actividad del agua, lo que
retrasa el crecimiento microbiano y disminuye la velocidad de varias
reacciones deteriorantes.
Tabla 1.
Composición química y energética del aditivo Vitafert seco
Nutrientes, % | Media | DE | CV (%) |
---|
MS | 90.11 | 6.58 | 0.17 |
PB | 14.58 | 0.02 | 0.11 |
Extracto etéreo | 2.58 | 0.13 | 1.20 |
Energía bruta* | 18.40 | 0.04 | 0.19 |
FDN | 11.32 | 0.42 | 0.75 |
FDA | 3.10 | 0.16 | 1.02 |
Hemicelulosa | 8.22 | 0.30 | 0.28 |
El alto tenor de PB pudiera estar
asociado a las transformaciones bioquímicas que ocurren durante el
tiempo de absorción del agua presente en el sistema sobre el soporte
sólido y en el secado al sol. Esto sugiere que el proceso de
fermentación pudo continuar. Según Anguita et al. (2006)Anguita,
M., Gasa, J., Martin-Orue, S.M. & Perez, J.F. 2006. "Study of the
effect of technological processes on starch hydrolysis, non-starch
polysaccharides solubilization and physicochemical properties of
different ingredients using a two-step in vitro system". Animal Feed Science Technology, 129(1-2): 99-115, ISSN: 0377-8401, DOI: https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2005.12.004.,
el procesamiento biotecnológico de cereales ricos en carbohidratos
favorece el incremento de la hidrólisis del almidón y, por consiguiente,
el aumento en la cantidad de polisacáridos no amiláceos. Por esta
razón, las poblaciones microbianas presentes en el producto pudieron
utilizar el almidón soluble del maíz para el incremento de la biomasa
unicelular. De igual forma, el aporte proteico de la harina de maíz
utilizada como material absorbente es otro factor que pudo contribuir al
aumento de la proteína del producto final.
Por
lo general, los valores del resto de los indicadores del Vitafert seco
se pueden deber a la concentración de nutrientes que tiene lugar durante
el proceso de secado, unido a los aspectos antes descritos.
En
la literatura disponible existen pocas investigaciones donde se
profundice en los cambios que ocurren durante el secado de productos
fermentados líquidos. Sin embargo, se conoce de otras variantes
tecnológicas en las que se empleó el mismo soporte para esta operación.
Gutiérrez (2005)Gutiérrez,
B.R. 2005. Actividad probiótica de un producto biofermentado (VITAFER),
en pollos de ceba. Master of Science Thesis. Departamento de Fisiología
y Bioquímica, Instituto de Ciencia Animal, Mayabeque, Cuba, p. 52.
caracterizó el preparado seco, obtenido a partir de la fermentación de
la gallinaza fresca con miel final, y observó ascenso en el contenido de
proteína de 8.01 a 13.49 %. Savón et al. (2017)Savón,
L.L., Scull, I., Elías, A., Rodríguez, C. & Orta, I. 2017.
Potencialidades de un nuevo producto fermentado como alimento animal.
In: Memorias VII Seminario Internacional de Porcicultura Tropical, 18-21
de Abril. Hotel Nacional, La Habana, Cuba, ISBN: 978-959-7208-31-0.
indicaron un valor de 8.04 % para el producto fermentado seco,
elaborado a partir del contenido de rumen. La variación en los
resultados se puede relacionar con las modificaciones en la formulación
del Vitafert.
En la figura 1
se muestra el perfil aminoacídico del Vitafert seco, con los diez
aminoácidos esenciales y ocho de los no esenciales. Se observó alto
contenido de aminoácidos no esenciales, en el orden que sigue: ácido
glutámico, prolina, ácido aspártico, alanina, serina, cistina, tirosina y
glicina. Sin embargo, predominó en los esenciales la leucina, arginina,
valina, fenilalanina, lisina y treonina. El contenido de aminoácidos
del Vitafert no se conoce, por lo que su disponibilidad y concentración
en esta variante tecnológica pudo estar determinada por los factores
descritos anteriormente.
Figura 1.
Concentración de aminoácidos esenciales y no esenciales (% MS) en el Vitafert seco
La contribución de los aminoácidos
es esencial porque ellos regulan o participan en rutas metabólicas clave
para el crecimiento, desarrollo, reproducción y salud del animal. Por
esta razón, la composición de este producto fermentado pudiera
contribuir a satisfacer los requerimientos de diferentes especies
monogástricas, por su aporte de aminoácidos funcionales. Wu et al. (2014)Wu,
G., Bazer, F.W., Dai, Z., Li, D., Wang, J. & Wu, Z. 2014. "Amino
acid nutrition in animals: protein synthesis and beyond". Annual Review of Animal Biosciences, 2: 387-417, ISSN: 2165-8110, DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-animal-022513-114113.
definieron que los aminoácidos funcionales contribuyen a las
necesidades metabólicas del animal por el aminoácido dietético, más allá
de la síntesis de proteína tisular, donde se incluyen aminoácidos
esenciales, no esenciales y condicionalmente esenciales.
El pH del Vitafert seco es ácido, aun cuando la concentración de los ácidos grasos de cadena corta individuales es baja (tabla 2).
Este comportamiento pudiera estar relacionado con el secado a
temperatura ambiente, unido al efecto de dilución de la harina de maíz,
que pudo ocasionar la volatilización de estos ácidos. Sin embargo, hubo
mayor concentración de mMol.L-1 de ácido acético, con
reducción del 7.12 % con respecto al Vitafert líquido. Esto se asocia a
la disminución de poblaciones de bacterias productoras de este ácido.
Tabla 2.
Composición microbiológica, pH y perfil de ácidos grasos de cadena corta individuales del Vitafert seco
| Media | DE | CV(%) |
---|
pH | 5.41 | 0.02 | 0.45 |
Ácidos grasos de cadena corta individuales, mMol.L-1 |
Acético | 16.17 | 0.43 | 2.69 |
Propiónico | 0.40 | 0.01 | 2.58 |
Butírico | 0.29 | 0.01 | 2.59 |
Isovalérico | 0.08 | 0.02 | 1.42 |
Valérico | 0.09 | 0.06 | 1.02 |
Microorganismos, UFC.g -1 |
Bacterias ácido lácticas | 15 x 107 | 0.05 | 0.01 |
Levaduras y hongos | <102 | - | - |
Salmonella | Ausente | - | - |
Coliformes totales | <102 | - | - |
Yeh et al. (2018)Yeh,
R.H., Hsieh, C.W. & Chen, K.L. 2018. "Screening lactic acid
bacteria to manufacture two-stage fermented feed and pelleting to
investigate the feeding effect on broilers". Poultry Science, 97(1): 236-246, ISSN: 0032-5791, DOI: https://doi.org/10.3382/ps/pex300. observaron que el pH de una dieta fermentada (inoculada con 106 UFC.g-1 alimento de Bacillus subtilis y Bacillus coagulans)
se mantuvo ácido durante el secado con la utilización de altas
temperaturas. Los autores refirieron que el contenido de ácido acético
disminuyó, mientras que el ácido butírico y el propiónico estuvieron por
debajo de los límites de detección. Estos resultados indican que el
secado no afecta la acidez del aditivo, pero sí su concentración de
ácidos grasos de cadena corta.
La
composición microbiológica del Vitafert seco mostró alta concentración
de bacterias ácido lácticas, número permisible de levaduras, hongos y
ausencia de patógenos. Sin embargo, durante el proceso de secado del
Vitafert hubo reducción de 102 UFC.g-1 de
bacterias ácido lácticas y se redujo cinco veces el contenido de
levaduras presentes en el Vitafert líquido. Lo anterior se corresponde
con la baja concentración de ácidos grasos de cadena corta individuales
que se obtuvo y probablemente, con el efecto de dilución de la harina de
maíz como material absorbente.
Aun cuando la concentración de bacterias ácido lácticas se redujo con esta variante tecnológica, se encuentra en el rango de 106-107 UFC.g-1, establecido por la FAO/WHO (2002)FAO/WHO
(Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health
Organization). 2002. Guidelines for the evaluation of probiotics in
food. Report of a joint FAO/WHO working group on drafting guidelines for
the evaluation of probiotics in food. April 30 & May 1. London,
Ontario, Canada, Available: http://www.who.int/foodsafety/fs_management/en/probiotic_guidelines.pdf, [Consulted: July 25th 2020]..
Esto indica que la incorporación de estos microorganismos en la dieta
pudiera tener efectos benéficos en el animal y expresar una posible
actividad probiótica, cuando se ingieren en cantidades suficientes.
La
concentración de las bacterias ácidos lácticas viables, las
características ácidas y la disminución del número de microorganismos
patógenos contribuyeron a la calidad higiénico-sanitaria del Vitafert
seco.