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Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no convencionales para la
alimentación de cerdos
Dissa Enith Mosquera Perea
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ingeniería Administración
Maestría en Ingeniería Agroindustrial
Palmira, Colombia
2014
Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no convencionales para la
alimentación de cerdos
Dissa Enith Mosquera Perea
Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de:
Magister en Ingeniería Agroindustrial
Director:
Ph.D., Zootecnista, José Ader Gómez Peñaranda
Codirector:
Ph.D., Zootecnista, Melida Martínez Guardia
Línea de Investigación:
Agroindustrialización de productos alimentarios
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ingeniería Administración
Palmira, Colombia
2014
A Dios por la bendición recibida al permitir mi
formación profesional, mis padres Rubiela
Perea y Dimas Mosquera, y mi hermano
Didier Mosquera por su apoyo y amor
incondicional.
Agradecimientos
Agradezco a Dios y a todas las personas que contribuyeron a realizar esta investigación,
especialmente a:
La Universidad Nacional de Colombia – Sede Palmira por su formación académica.
José Ader Gómez Peñaranda Ph.D. y Melida Martínez Guardia Ph.D., director y
codirectora de esta investigación, por su valiosa orientación durante mi proceso de
formación e investigación.
Departamento Administrativo de Ciencia Tecnología e Innovación – COLCIENCIAS por la
financiación de mis estudios y trabajo de tesis.
Fernando Estrada Osorio, auxiliar del Laboratorio de Nutrición Animal por su ayuda en la
realización de las pruebas y posterior análisis.
Pedro Vanegas Mahecha M.Sc. por facilitar el ingreso al Laboratorio de Operaciones
Unitarias y Procesos Agroindustriales para la molienda de las muestras y elaboración de
las curvas de secado.
Hugo Alexander Martínez Ph.D. por la orientación en el análisis de las curvas de secado.
Alejandro Fernández Ph.D. por permitir el acceso a la Escuela de Ingeniería de Alimentos
de la Universidad del Valle y facilitar el extrusor para realizar ensayos de extrusión.
Alfonso Ayala Aponte Ph.D. por su valiosa asesoría en la ejecución y análisis de la
pruebas de dureza de los pellets.
VIII Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Luis Eduardo Ordóñez Santos Ph.D. y el personal del Laboratorio de Tecnología de
Frutas y Hortalizas por permitirme el ingreso a las instalaciones y su colaboración tanto
en los análisis de humedad como de dureza de los pellets.
Edelberto Carvajal, propietario de la empresa Cereales Industriales S.A., por permitir
elaborar las dietas extruidas para cerdos.
Julio Castro y Óscar Pérez, Coordinadores del Laboratorio Integral Mario González
Aranda por el apoyo y colaboración durante la fase de digestibilidad de pellets en cerdos.
Gilberth González y Carlos Becerra, estudiantes de Zootecnia, por su valiosa
colaboración durante la etapa de alimentación de los cerdos y el desarrollo de las
pruebas de digestibilidad in vitro.
Mis amigos y compañeros de estudio Andrea Vásquez, Mabel Martínez, Fernando
Rodas, Mauricio Quevedo y Vladimir Castillo, por su valiosa amistad y apoyo durante mi
proceso de formación y ejecución del trabajo de maestría.
Resumen IX
Resumen
Los altos costos de la alimentación en la producción porcina han llevado a la búsqueda
de nuevas fuentes alimenticias que permitan elaborar dietas balanceadas a un menor
costo. En ese sentido, el objetivo de esta investigación fue evaluar el valor nutritivo de
materias primas no convencionales suministradas en forma de pellets extruidos en
cerdos durante la fase de precebo. Para tal fin, se determinó la composición química y
digestibilidad de forrajes (Achín “Colacassia esculenta”, Árbol del pan “Artocarpus altilis”
y Pacó “Gustavia superba”) y subproductos agrícolas (cáscaras de frutos de Chontaduro
“Bactris gasipaess” y cáscaras de Plátano “Musa paradisiaca”); se seleccionaron las
hojas de Árbol del pan y las cáscaras de Chontaduro por su composición química y
disponibilidad y se utilizaron en la formulación de dietas balanceadas. Para preparar las
dietas se evaluó el tiempo de secado de las materias primas en períodos de 6 y 12 horas
y se estimó el tamaño de partícula de los ingredientes de las dietas. Con el objetivo de
fabricar los pellets se determinaron las condiciones adecuadas para extruir las dietas
mediante ensayos de extrusión y análisis de humedad y dureza de pellets. Finalmente,
fue evaluada la digestibilidad in vitro de los pellets extruidos.
La composición química indicó que las hojas de Achín y Árbol del pan contienen mayor
porcentaje de proteína bruta (26,72 y 19,38%) y energía bruta (3981,76 y 3832,64
Cal/Kg) respectivamente. En cuanto a la fracción fibrosa, los mayores porcentajes de
fibra detergente neutra fueron para hojas de Pacó (54,42%) y cáscaras de Plátano
(47,97%). Respecto a la presencia de factores antinutricionales en los forrajes, éstos no
contienen alcaloides y cumarinas, sin embargo, presentan diferentes proporciones de
flavonoides, taninos y complejos fenólicos. En relación con el contenido de
microorganismos en los subproductos, las cáscaras de Chontaduro y Plátano
presentaron una alta proporción de bacterias aerobias mesófilas, el contenido de moho y
coliformes totales en cáscaras de Plátano es alto, y no se encontraron bacterias
Escherichiae coli y Salmonela en ningún subproducto.
X Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Por otra parte, los análisis de digestibilidad in vitro indicaron que las cáscaras de
Chontaduro y las hojas de Achín presentaron mayor digestibilidad prececal de la materia
seca con 79,17 y 69,75%, respectivamente; mientras que, la digestibilidad cecal fue
mayor en las cáscaras de Plátano con una producción de gas de 244,37 ml, seguida de
las cáscaras de Chontaduro (223,80 ml).
Respecto al tiempo de secado de las hojas de Árbol del pan y las cáscaras de
Chontaduro como materias primas para elaborar las dietas para cerdos, se observó
mediante curvas de secado que el contenido de humedad tiende a ser estable a partir de
las 10 horas de proceso. El contenido de humedad final (base seca) fue de 3,456 kg de
vapor / kg de agua para hojas de Árbol del pan y 1,195 kg de vapor / kg de agua en
cáscaras de Chontaduro; mientras que la proporción de humedad libre fue de 0 kg de
agua / kg de sólido seco. En cuanto a la evaluación del tamaño de partícula, los
ingredientes que acompañaron las materias primas antes descritas, presentaron un
tamaño irregular, por tanto, éstos fueron tamizados con una malla de 350 µm para su
utilización en las dietas.
Referente a los ensayos de extrusión, los pellets extruidos a una temperatura 140°C y
humedad de la masa 20%, presentaron mayores resultados de dureza. Finalmente, se
obtuvo mejor digestibilidad in vitro prececal de la materia seca con las dietas T1 hojas
Árbol del pan inclusión 10% (81,75%), T4 cáscaras de Chontaduro 20% (81,35%) y TC
dieta control alimento convencional (80,62%); a su vez, para la digestibilidad in vitro
cecal, la mayor producción de gas la presentaron las dietas T3 (243 ml de gas / g de
materia seca), TC (200 ml de gas / g de materia seca) y T4 (198 ml de gas / g de materia
seca).
Palabras claves: alimento no convencional, cerdos, composición química, digestibilidad,
dureza, humedad, pellets.
Resumen XI
Abstract
The higt cost of food in the porcin production have led to the search for new food sources
to develop balanced diets at a lower cost. In this case, the objetive of his investigation
was to evaluate the nutritional value of non conventional raw materials supplied in the
form of extruded pellets pigs during the growing phase. For this purpose, was determined
the chemical composition and digestibility of forage (Achín “Colacassia esculenta”,
Breadfruit “Artocarpus altilis” y Pacó “Gustavia superba”) and agricultural byproducts
(Peach palm fruit peel “Bactris gasipaess” and Banana “Musa paradisiaca”); they were
selected the leaves of Breadfruit and the shell of Peach palm by its chemical composition
and its availability and were used in the formulation of balanced diets. To prepare these
diets the drying time was evaluate of the raw materials of six and twelve hours and the
particle size of the ingredients of the diets was estimated. With the aim of to manufacture
the pellets were determined conditions extruded diets by test of extruion and hardness of
pellets. Finally, was evaluated the divestibility in vitro of extruded pellets.
The chemical composition indicated than leaves of Achín and Breadfruit contain a greater
percentage of crude protein (26,72 and 19,38%) and energy gross (3981,76 and 3832,64
Cal/kg) respectively. In terms of fibrous part, the largest percentage of neutral detergent
fiber was for leaves of Pacó (54,42%) and shells of Plátano (47,97%). In case of
antinutritional factors in fodders, these contining not alkaloids and coumarins, however,
have different proportions of flavonoids, tannins and complex phenolic. In relation with the
content of microorganism in byproducts, the shells of Peach palm and Banana showed a
high proportion of aerobias mesophilic bacterias, mold and coliforms content, in shells of
Banana is high, no bacteria were found Escherichiae coli and Salmonella in any
byproduct.
And other hand, digestibility in vitro analysis indicated that the shell of Peach palm and
Achin leaves showed higher digestibility dry matter with 79,17 and 69,75%, respectively.
While, the cecal digestibility was higher in shell of Banana with a production of gas of
244,37 ml, followed by shell of Peach palm (223,80 ml).
Respect to the drying time of the Breadfruit leaves and Peach palm shell as raw materials
to develop diets of pigs, was observed using curves of drying than the moisture content
XII Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
tends to be stable ofter ten hours of the process. Final moisture content (dry bassis) was
3,456 kg of steam / kg of water to Breadfruit leaves and 1,195 kg of steam / kg of water in
the Peach palm shell; while the proportion of free moisture was 0 kg of water / kg of solid
dry. In terms of the size of partfilm evaluation, the ingredients that acompany describe
above raw materials, presented a irregular size, so they were sieved with 350 µm mesh
for used in diets.
Concerning extrusion trials, the pellets extruded at a temperature of 140°C and humidity
of mash 20%, showed hardness better results. Finally, was obtained better digestibility in
vitro of matter dry with diets T1 inclusion 10% Breadfruit leaves (81,75%), T4 Peach palm
shell 20% (81,35%) and TC control diet conventional food (80,62%); at the same time, for
the cecal digestibility, the increased production of gas presented it diets T3 (243 ml of gas
/ g of dry matter), TC (200 ml of gas / g of dry matter) and T4 (198 (ml of gas / g of dry
matter).
Key words: chemical composition, digestbility, hardness, humidity, non conventional
food, pigs, pellets.
Contenido XIII
Contenido
Pág.
Resumen ..............................................................................................................................IX
Lista de figuras.................................................................................................................. XV
Lista de tablas ................................................................................................................. XVII
Introducción ......................................................................................................................... 1
1. Descripción del problema............................................................................................ 3 1.1 Pregunta de investigación ................................................................................... 4
2. Justificación .................................................................................................................. 5
3. Objetivos........................................................................................................................ 7 3.1 Objetivo general................................................................................................... 7 3.2 Objetivos específicos........................................................................................... 7
4. Hipótesis ........................................................................................................................ 9
5. Marco referencial ........................................................................................................ 11 5.1 Producción porcina mundial .............................................................................. 11 5.2 Producción porcina en Colombia ...................................................................... 11 5.3 La alimentación en la producción porcina......................................................... 12
5.3.1 Etapas de vida o de producción de los cerdos ...................................... 12 5.3.2 Nutrimentos............................................................................................. 13 5.3.3 Requerimientos nutricionales ................................................................. 14 5.3.4 Parámetros productivos.......................................................................... 15
5.4 Materias primas con potencial alimenticio para la producción porcina ............ 16 5.4.1 Achín “Colocasia esculenta”................................................................... 16 5.4.2 Árbol del Pan “Artocarpus altilis” ............................................................ 18 5.4.3 Pacó “Gustavia superba” ........................................................................ 20 5.4.4 Chontaduro “Bactris gasipaess” ............................................................. 22 5.4.5 Plátano “Musa paradisíaca”.................................................................... 24
5.5 Formulación de raciones para cerdos ............................................................... 26 5.6 Proceso de cocción por extrusión ..................................................................... 27
5.6.1 Proceso de extrusión de alimentos ........................................................ 29 5.6.2 Parámetros del proceso de extrusión .................................................... 30 5.6.3 Variables que influyen en el proceso de extrusión ................................ 31
6. Estado del arte ............................................................................................................ 33
XIV Evaluación de la calidad de pellets extruidos con materias primas no
convencionales para la alimentación porcina
7. Metodología ................................................................................................................. 35
7.1 Localización ....................................................................................................... 35 7.2 Determinación de la composición bromatológica de materias primas no convencionales ............................................................................................................. 35 7.3 Análisis de digestibilidad in vitro de materias primas no convencionales ........ 38 7.4 Elaboración de pellets mediante proceso de extrusión .................................... 41
7.4.1 Curvas de secado ................................................................................... 41 7.4.2 Ensayos de extrusión ............................................................................. 42
7.5 Evaluación de la calidad física de pellets extruidos.......................................... 45 7.6 Evaluación de la digestibilidad in vitro de pellets elaborados con materias primas no convencionales ............................................................................................ 48 7.7 Costos de producción de las dietas .................................................................. 55
8. Resultados y discusión ............................................................................................. 57 8.1 Composición bromatológica de materias primas no convencionales .............. 57
8.1.1 Análisis bromatológico............................................................................ 57 8.1.2 Contenido de Factores antinutricionales................................................ 58 8.1.3 Análisis microbiológico ........................................................................... 61
8.2 Contenido de fibra y digestibilidad in vitro de materias primas no convencionales ............................................................................................................. 62 8.3 Elaboración de pellets mediante proceso de extrusión .................................... 65
8.3.1 Curvas de secado ................................................................................... 65 8.3.2 Ensayos de extrusión ............................................................................. 72
8.4 Calidad física de pellets elaborados con materias primas no convencionales 73 8.5 Digestibilidad in vitro de pellets elaborados con materias primas no convencionales ............................................................................................................. 76 8.6 Costos de producción de las dietas .................................................................. 77
9. Conclusiones y recomendaciones ........................................................................... 79 9.1 Conclusiones ..................................................................................................... 79 9.2 Recomendaciones ............................................................................................. 80
A. Anexo: Análisis de varianza para pellets extruidos con hojas de Árbol del pan81
B. Anexo: Análisis de varianza para pellets extruidos con cáscaras de Chontaduro ......................................................................................................................... 83
10. Bibliografía .................................................................................................................. 85
Contenido XV
Lista de figuras
Pág.
Figura 5-1: Hojas de Achín ................................................................................................. 17
Figura 5-2: Cormos de Achín.............................................................................................. 17
Figura 5-3: Árbol del pan .................................................................................................... 19
Figura 5-4: Fruto de Árbol del pan...................................................................................... 19
Figura 5-5: Semillas de Árbol del pan ................................................................................ 20
Figura 5-6: Hojas de Pacó .................................................................................................. 21
Figura 5-7: Frutos de Pacó ................................................................................................. 21
Figura 5-8: Palma de Chontaduro ...................................................................................... 23
Figura 5-9: Frutos de Chontaduro ...................................................................................... 23
Figura 5-10: Planta de Plátano ........................................................................................... 25
Figura 5-11: Plátano ........................................................................................................... 25
Figura 5-12: Esquema general de un extrusor de tornillo único ........................................ 28
Figura 5-13: Extrusor de tornillos gemelos......................................................................... 28
Figura 5-14: Proceso de extrusión de alimentos................................................................ 29
Figura 7-1: Harina de hojas de Árbol del pan .................................................................... 36
Figura 7-2: Harina de cáscaras de Plátano........................................................................ 36
Figura 7-3: Harina de cáscaras de Chontaduro ................................................................. 37
Figura 7-4: Digestibilidad in vitro prececal de la materia seca .......................................... 39
Figura 7-5: Digestibilidad in vitro cecal de la materia seca................................................ 39
Figura 7-6: Metodología para las pruebas de digestibilidad in vitro .................................. 40
Figura 7-7: Unidad de secado ............................................................................................ 41
Figura 7-8: Tamices para estimar tamaño de partícula ..................................................... 42
Figura 7-9: Rotap ................................................................................................................ 43
Figura 7-10: Punzón de corte en forma de diente B .......................................................... 46
Figura 7-11: Punzón de corte en forma de diente C .......................................................... 47
Figura 7-12: Punzón de penetración 5 mm de diámetro.................................................... 47
Figura 7-13: Punzón de penetración 3 mm de diámetro.................................................... 48
Figura 7-14: Secado de hojas de Árbol del pan ................................................................. 50
Figura 7-15: Molino de martillos ......................................................................................... 50
Figura 7-16: Extrusor de tornillos gemelos utilizado para elaborar los pellets .................. 51
Figura 7-17: Secador de bandejas móviles........................................................................ 52
Figura 7-18: Pellets con hojas de Árbol del pan ................................................................ 53
Figura 7-19: Pellets con cáscaras de Chontaduro ............................................................. 53
Figura 7-20: Cerdo utilizado para pruebas de digestibilidad in vitro.................................. 54
Figura 8-1: Contenido de alcaloides ................................................................................... 58
XVI Evaluación de la calidad de pellets extruidos con materias primas no
convencionales para la alimentación porcina
Figura 8-2: Contenido de flavonoides ................................................................................ 59
Figura 8-3: Contenido de cumarinas y antraquinonas ....................................................... 60
Figura 8-4: Contenido de taninos y complejos fenólicos ................................................... 61
Figura 8-5: Cinética de producción de gas in vitro............................................................. 64
Figura 8-6: Contenido de humedad (base seca) para hojas de Árbol del pan en 6 horas 65
Figura 8-7: Contenido de humedad (base seca) para hojas de Árbol del pan en 12 horas
............................................................................................................................................. 66
Figura 8-8: Contenido de humedad (base seca) para cáscaras de Chontaduro en 6 horas
............................................................................................................................................. 66
Figura 8-9: Contenido de humedad (base seca) para cáscaras de Chontaduro en 12
horas ................................................................................................................................... 67
Figura 8-10: Humedad libre para hojas de Árbol del pan en 6 horas ................................ 67
Figura 8-11: Humedad libre para hojas de Árbol del pan en 12 horas .............................. 68
Figura 8-12: Humedad libre para cáscaras de Chontaduro en 6 horas ............................ 68
Figura 8-13: Humedad libre para cáscaras de Chontaduro en 12 horas .......................... 69
Figura 8-14: Curvas de velocidad de secado para hojas de Árbol del pan en 6 horas .... 70
Figura 8-15: Curvas de velocidad de secado para hojas de Árbol del pan en 12 horas .. 70
Figura 8-16: Curvas de velocidad de secado para cáscaras de Chontaduro en 6 horas . 71
Figura 8-17: Curvas de velocidad de secado para cáscaras de Chontaduro en 12 horas71
Figura 8-18: Tamizado de harina de hojas de Árbol del pan ............................................. 73
Contenido XVII
Lista de tablas
Pág.
Tabla 5-1: Etapas de producción de los cerdos ................................................................. 12
Tabla 5-2: Requerimientos nutricionales del cerdo............................................................ 15
Tabla 5-3: Composición bromatológica (%) de cormos y hojas de Achín base seca ....... 18
Tabla 5-4: Composición bromatológica (%) del fruto de Árbol del pan base seca ........... 20
Tabla 5-5: Composición bromatológica (%) de frutos de Pacó base seca........................ 22
Tabla 5-6: Composición bromatológica (%) de cáscaras de Chontaduro base seca ....... 24
Tabla 5-7: Composición bromatológica (%) de cáscaras de Plátano base seca .............. 26
Tabla 5-8: Factores que afectan la calidad física de pellets para consumo animal.......... 32
Tabla 6-1: Evaluación nutricional de materias prima no convencionales.......................... 33
Tabla 7-1: Técnicas utilizadas para el análisis bromatológico........................................... 37
Tabla 7-2: Análisis del tamaño de partículas por tamizado ............................................... 42
Tabla 7-3: Dietas experimentales para ensayos de extrusión........................................... 44
Tabla 7-4: Diseño experimental para el ensayo de extrusión............................................ 44
Tabla 7-5: Combinaciones diseño experimental (condiciones de extrusión) .................... 45
Tabla 7-6: Dietas experimentales formuladas y contenido nutricional .............................. 49
Tabla 7-7: Distribución de dietas y jaulas de alojamiento para cerdos ............................. 54
Tabla 8-1: Valor nutricional de materias primas no convencionales (base seca) ............. 57
Tabla 8-2: Resultado análisis microbiológico para subproductos agrícolas...................... 62
Tabla 8-3: Contenido de fibra y digestibilidad in vitro de las materias primas en estudio 63
Tabla 8-4: Digestibilidad in vitro prececal y cecal de forrajes tropicales ........................... 63
Tabla 8-5: Resultados análisis del tamaño de partícula de las harinas ............................ 72
Tabla 8-6: Contenido de humedad y dureza promedio de pellets extruidos ..................... 75
Tabla 8-7: Resultados pruebas de digestibilidad in vitro ................................................... 76
Tabla 8-8: Costos de producción de las dietas extruidas (pesos colombianos/kg) .......... 78
Introducción
En Colombia se dispone de una gran variedad de desechos agroindustriales que pueden
constituir una importante fuente económica de nutrientes para animales, disminuyendo
así la importación de cereales (Calderón et al., 2006). Los desechos agroindustriales
constituyen aproximadamente entre el 40 al 55% del total de la producción, lo cual, es un
gran inconveniente para las empresas por el manejo ambiental que se debe dar a los
altos volúmenes de desechos generados, puesto que son focos de proliferación de
plagas y olores. Generalmente, estos desechos se consideran desperdicios y son
depositados en ríos, quebradas o suelos para que se degraden, generando mayor
contaminación ambiental (Martínez et al., 2010); actualmente, se observa un mejor
manejo en la disposición final de los residuos generados por la agroindustria y además
se resalta la importancia de éstos, como materia prima para otros productos generando
un valor agregado (Henao et al., 2011).
En ese sentido, los residuos de cosecha o subproductos de la industria de alimentos
(molienda de granos, procesamiento de frutas y vegetales, transformación de carne,
procesamiento de mariscos, entre otros) se consideran alimentos alternativos para la
alimentación porcina, lo cual implica el aprovechamiento y reciclaje de desechos
orgánicos y subproductos agropecuarios, industriales y de la pesca, aportando
adicionalmente soluciones al grave problema de la contaminación ambiental (Miller et al.,
1994; Giraldo et al., 2001; Gonzalvo et al., 2001; Agudelo, 2009; Martínez et al., 2010).
En coherencia con lo anterior, se ha evaluado el valor nutricional y el comportamiento
productivo de cerdos alimentados con subproductos agroindustriales, como jugo de caña
y cachaza panelera (Sarria et al., 1990), residuos foliares de Plátano (García y Ly, 1994),
pulpa cítrica seca (Giraldo et al., 2001), desechos de la industria pesquera (Bermudez et
al., 1999; Esteban et al., 2007; López et al., 2009; Malde et al., 2010), residuos de
producción porcina (Mendoza, 2001; Domínguez et al., 2012), subproductos de la
extracción de aceite de palma africana (Vargas y Zumbado, 2003), entre otros.
2 Introducción
De manera similar, también crece la importancia de emplear hojas de árboles, arbustos o
plantas acuáticas en la alimentación de cerdos, ya que son considerados una alternativa
biológica, práctica y económicamente viable para la alimentación animal (Mastrapa et al.,
1996; Leterme et al., 2006; Mariscal et al., 2008; Leterme et al., 2009). Para incluir
especies vegetales en la dieta de cerdos se han evaluado nutricionalmente follajes de
Azolla sp. y Salvinia sp. (Rosales, 2003; Buritica y Quintero, 2003), Yuca (Agunbiade et
al., 2004), Bore “Xanthosoma sp.”, Nacedero “Thrichantera gigantea” y Morera “Morus
alba” (Quirama y Caicedo, 2003; Domínguez et al., 2007), Canavalia ensiformis,
Stizolobium niveum y Lablab purpureus (Sanvón et al., 2005), Leucaena “Leucaena
leucocephala”, Marpacífico “Hibiscus rosa-sinensis” y Gandul “Cajanus cajan” (Ly et al.,
2008; López et al., 2007), entre otras.
La exploración y valoración nutritiva de nuevas fuentes alimenticias para las
explotaciones porcinas se debe a la baja competitividad de esta cadena, generada por el
alto costo de los cereales y fuentes de proteína para elaborar las dietas, el uso de
fuentes alimenticias de consumo humano y animal para la producción de biocombustibles
(Carvajal, 2010), además de los altos costos del rubro alimentación correspondientes al
75,63% de los costos totales de producción (Asociación Colombiana de Porcicultores,
2013). La posibilidad de mejorar la producción porcina es factible, mediante mejoras en la
eficiencia de la producción, más que con incrementos en la población animal; por tanto,
la disponibilidad de alimentos constituye el mayor obstáculo para estas explotaciones
(Gómez et al., 2007).
En ese sentido, la producción porcina a partir de desechos agroindustriales y/o forrajes,
se ha convertido en una alternativa de bajo costo que contribuiría a sustituir de manera
eficiente las fuentes proteicas convencionales fortaleciendo la cadena productiva. Por
tanto, el objetivo de esta investigación fue determinar la composición química de las
materias primas no convencionales y la calidad física y digestibilidad de pellets
elaborados con estas materias mediante el proceso de extrusión en cerdos en etapa de
precebo. Las plantas forrajeras, los subproductos agropecuarios o alimentos poco
convencionales, son una fuente potencial de materia prima para la alimentación animal
en el país, con lo cual, se contribuiría a mejorar la competitividad de la cadena de
producción porcina y la autosuficiencia alimentaria local, además de reducir los niveles
de contaminación ambiental causados por el manejo inadecuado de los residuos.
1. Descripción del problema
En el sistema de producción porcina, el rubro alimentación constituye el 75,63% de los
costos totales de producción (Asociación Colombiana de Porcicultores, 2013), debido a
que los insumos necesarios para elaborar las dietas balanceadas son importados y de
alto valor comercial. En ese sentido, las explotaciones porcinas pequeñas y poco
tecnificadas les es difícil acceder a dichas dietas balanceadas importadas y costosas, lo
que conlleva al uso de subproductos, recursos vegetales o productos para consumo
humano, como alternativa para sustituir el alimento convencional, reducir los altos costos
de alimentación e incrementar la productividad y eficiencia del sistema. Otro factor
limitante de este tipo de producciones, es la competencia de la alimentación animal con
la alimentación humana, lo cual ha generado la escasez de material base para la
elaboración de dietas para animales. Una buena recomendación es emplear
subproductos de cultivos y alimentos inadecuados para consumo humano (Leterme et al.,
2007).
Sin embargo, se desconoce la composición química y digestibilidad de estos alimentos,
lo que implica el uso de dietas con un aporte inadecuado de nutrientes. No satisfacer los
requerimientos nutricionales de los cerdos es uno de los factores que más afecta los
rendimientos productivos. Esto implica, que el porcicultor no conoce los nutrientes ni la
cantidad adecuada que se le debe suministrar al animal, como también su efecto sobre el
organismo en las diferentes etapas productivas, generando alta conversión alimenticia,
baja productividad, incrementos del tiempo de producción, detrimento en el proceso
productivo y por consiguiente pérdidas económicas (Espinosa, 2008).
En coherencia con lo anterior, es importante conocer tanto el valor nutricional de los
alimentos alternativos como los procesos de transformación que permitan mejorar su
digestibilidad y faciliten la absorción de nutrientes por parte del animal, además de
evaluar el efecto de la inclusión parcial o total de estos alimentos en parámetros
productivos del cerdo como ganancia de peso y conversión alimenticia (Martínez, 2004;
4 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Posada et al., 2006; Gómez et al., 2007; Leiva y López, 2012). En este contexto, se
pueden formular y suministrar dietas balanceadas a bajo costo que permitan un
aprovechamiento óptimo de los nutrientes.
Tanto el sector agroindustrial como la biodiversidad colombiana ofrecen gran variedad de
subproductos y especies arbóreas, que pueden ser utilizados en los procesos de
producción pecuaria como sustituto parcial del alimento convencional. En ese sentido, se
evaluó la composición química de materias primas no convencionales la calidad física y
digestibilidad de pellets elaborados con hojas de Árbol del pan y cáscaras de frutos de
Chontaduro mediante proceso de extrusión, como una alternativa alimenticia de bajo
costo e importante valor nutricional, que contribuya a disminuir los costos de la
alimentación en la producción porcina.
1.1 Pregunta de investigación
¿Los pellets extruidos elaborados con materias primas no convencionales pueden suplir
los requerimientos nutricionales de cerdos en crecimiento, disminuir los costos de
alimentación y contribuir a reducir el uso de materias primas convencionales en la
elaboración de dietas balanceadas?
2. Justificación
La baja competitividad económica del sector porcino, condujo a la búsqueda de
diferentes alternativas alimenticias de bajo costo, basadas en alimentos no
convencionales y subproductos, aptos para el consumo de los cerdos gracias a la
fisiología digestiva de éstos. El uso adecuado de este tipo de alimentos, implica su
valoración nutritiva, la formulación y elaboración de dietas balanceadas con inclusiones
parciales o totales de los mismos, además de la evaluación tanto del crecimiento de los
cerdos como de la rentabilidad de las dietas.
Los altos costos de la producción porcina, son ocasionados por el precio elevado del
alimento balanceado, debido a que la mayoría de las materias primas e insumos
necesarios en su fabricación son importados por la carencia de éstos en el mercado
nacional (torta de soya, maíz, salvado de trigo, harina de pescado y de carne, gluten de
maíz, vitaminas, minerales, entre otras). En consecuencia, se presenta el uso de
alimentos no convencionales o alternativos (recursos forrajeros, subproductos
agropecuarios y de industrias alimenticias) en la alimentación porcina como una
alternativa para evitar recurrir a productos de consumo humano y reducir los altos costos
de producción.
Pese a que las condiciones socioeconómicas y tecnológicas de los países emergentes,
limitan el perfeccionamiento, la rentabilidad y la sostenibilidad de la producción porc ina;
estas zonas tropicales ofrecen gran variedad de recursos vegetales y subproductos
agrícolas que contribuirían a fortalecer este sector productivo (Figueroa, 1996). De esta
manera, se dispone de recursos forrajeros y subproductos generados a partir de la
práctica agropecuaria, que pueden ser una fuente de proteína, energía y de diversos
nutrientes para la producción porcina, ya que, se considera que el cerdo posee las
mejores capacidades para digerir y transformar este tipo de alimentos en carne debido a
su poder de asimilación y sus características omnívoras comparado con otras especies
de granja (Escamilla, 1984), lo cual, permite emplear subproductos de origen animal y
6 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
vegetal como sustituto parcial o total de los alimentos convencionales. Por su parte,
Figueroa (1996), afirma que el cerdo por ser un animal prolífico y adaptable a diferentes
condiciones de manejo y alimentación no convencional, puede llegar a ser la principal
fuente de proteína para consumo humano.
Sin embargo, existe limitada información referente a la composición química y
digestibilidad de los productos alternativos con potencial alimenticio para las
explotaciones porcinas, tales como, especies forrajeras adaptadas a climas tropicales,
materias primas y subproductos agroindustriales. Por consiguiente, se considera
prioritario evaluar el contenido nutricional de estos alimentos, profundizando en su
composición bromatológica, digestibilidad, análisis de factores antinutricionales y
fabricación adecuada para una posterior inclusión parcial o total en la dieta de los cerdos.
Esta valoración incluye recursos forrajeros no convencionales que no compiten con la
alimentación humana y que no tienen valor comercial, tales como hojas de Achín, Árbol
del pan y Pacó, y subproductos agrícolas como cáscaras de frutos de Chontaduro y de
Plátano como alternativas viables para disminuir los costos de producción en la
alimentación porcina. De otra parte, la elaboración de dietas con las materias primas en
estudio y su transformación en pellets mediante proceso de extrusión permitiría mejorar
la calidad nutricional de estos subproductos y forrajes, debido a que las condiciones de
altas temperaturas que intervienen en dicho proceso, permiten mejorar la digestibilidad
de los nutrientes, eliminar microorganismos y factores antinutricionales, y mejorar la
palatabilidad y digestibilidad de los alimentos (Zúñiga, 2005).
3. Objetivos
3.1 Objetivo general
Evaluar la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos.
3.2 Objetivos específicos
Determinar la composición química, factores nutricionales y carga microbiológica de
los forrajes Achín “Colacassia esculenta”, Árbol del pan “Artocarpus altilis” y Pacó
“Gustavia superba”, y subproductos agrícolas cáscaras de frutos de Chontaduro
“Bactris gasipaess” y Plátano “Musa paradisiaca”.
Evaluar la digestibilidad in vitro de las hojas de Achín, Árbol del pan y Pacó, y los
subproductos agrícolas cáscaras de frutos de Chontaduro y Plátano.
Determinar la calidad física de los pellets extruidos fabricados con materias primas
no convencionales (hojas de Árbol del pan y cáscaras de Chontaduro).
Evaluar la digestibilidad in vitro de dietas extruidas (pellets) elaboradas con hojas de
Árbol del pan y cáscaras de Chontaduro con potencial para la alimentación de
cerdos.
Establecer el costo de los pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales.
4. Hipótesis
Hi1: Es posible elaborar pellets mediante el proceso de extrusión utilizando materias
primas no convencionales (hojas de Árbol del pan y cáscaras de frutos de Chontaduro).
Hi2: Los pellets extruidos elaborados con alimentos no convencionales (hojas de Árbol del
pan y cáscaras de frutos de Chontaduro) pueden ser digeridos por los cerdos y por lo
tanto podrían incluirse en su alimentación.
Hi3: Las dietas extruidas elaboradas con hojas de Árbol del pan y cáscaras de frutos de
Chontaduro permiten reducir los costos de alimentación en la producción porcina.
5. Marco referencial
5.1 Producción porcina mundial
En el mercado de la carne de cerdo influyen variables como enfermedades, crecimiento
demográfico, variación en los ingresos de la población, urbanización, hábitos alimenticios
y políticas gubernamentales. La producción mundial de cerdo para el año 2012 fue de
104.304 millones de toneladas, concentrando la mayor producción China con 51.300
millones de toneladas, Unión Europea 22.630 millones de toneladas, Estados Unidos
10.575 millones de toneladas, Brasil 3.490 millones de tonelada, Rusia 2.045 millones de
toneladas, Vietnam 2.000 millones de toneladas y Canadá 1.790 millones de toneladas.
Según Pig Improvement Company (2012), Latinoamérica registró alrededor de 6,2% de la
producción mundial, los principales productores fueron Brasil (3,49 millones de
toneladas), México (1,23 millones de toneladas) y Chile (0,58 millones de toneladas). Los
mayores consumidores de carne son Hong Kong, Unión Europea, China, Estados Unidos
y Chile (Sistema de Información de Precios y Abastecimiento del Sector Agropecuario,
2012).
5.2 Producción porcina en Colombia
La Asociación Colombiana de Porcicultores (2012), indica que el consumo per cápita de
carne de cerdo aumentó hasta casi duplicarse en la última década, llegando a los 5,16
kg/habitante promedio nacional en 2011. Las principales regiones productoras de carne
porcina en Colombia son Antioquia con 5.307 toneladas, Valle del Cauca 2.538
toneladas, Meta 230 toneladas, Quindío 222 toneladas y Norte de Santander 211
toneladas, con el 96,44% de la producción nacional (Departamento Administrativo
Nacional de Estadística y Sistema de Información de Precios y Abastecimiento del Sector
Agropecuario, 2013). Los sistemas de producción porcina se clasifican en:
12 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Granjas de cría: producción de lechones para la venta desde su nacimiento hasta un
peso de 25 a 30 Kg. Manejan reproductores, hembras de reemplazo, hembras
vacías, hembras en gestación y lactantes, lechones en pre-cebo y hembras de
descarte.
Granjas de ceba: manejo de lechones para su engorde y sacrificio, en dos etapas:
levante (desde 25 - 30 kg hasta 50 - 60 kg) y ceba (de 50 - 60 Kg hasta 105 - 115
Kg, peso de sacrificio).
Granjas de ciclo completo: realizan actividades de cría y ceba.
5.3 La alimentación en la producción porcina
Campabadal (2009), afirma que el rendimiento productivo de los cerdos y la rentabilidad
del proceso dependen de una alimentación eficiente. Por tanto, el porcicultor debe
conocer las etapas de vida del animal, los nutrimentos, los ingredientes y su
composición, requerimientos nutricionales, y los parámetros productivos de importancia
económica.
5.3.1 Etapas de vida o de producción de los cerdos
En la Tabla 5-1, se presentan las etapas de vida de los cerdos según el Ministerio de
Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible, la Asociación Colombiana de Porcicultores y la
Sociedad de Agricultores de Colombia (2002).
Tabla 5-1: Etapas de producción de los cerdos
Etapa de vida Edad del cerdo (días) Peso alcanzado (kg) Duración (semanas)
Lechones lactantes 21 6,5 – 7 3
Lechones de pre-cebo 63 - 70 22 – 25 6
Cerdos en levante 105 - 119 55 6 – 8
Cerdos en engorde 150 – 175 95 – 105 6 - 8
Marco referencial 13
5.3.2 Nutrimentos
Son elementos orgánicos o inorgánicos que el cerdo necesita para sobrevivir, producir
carne y reproducirse. Campabadal (2009), afirma que los nutrimentos que deben recibir
los cerdos en la dieta son:
Proteínas: están formadas por aminoácidos y existen dos tipos de aminoácidos, los
esenciales (no se forman en el cuerpo o no son sintetizados por el organismo animal
con la rapidez requerida) y no esenciales (el animal los forma a partir de ciertos
componentes de las fuentes de alimento). Los aminoácidos esenciales que el cerdo
requiere son arginina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, cistina,
fenilalanina, tirosina, treonina, triptófano y valina; mientras que los no esenciales son
glicina, serina, alanina, norleucina, ácido aspártico, ácido glutámico, ácido
hidroxiglutámico, cistina, citrulina, prolina, hidroxiprolina y tiroxina. Las funciones de
las proteínas son mantener la vida del animal, producir carne y leche, facilitar la
digestión de los alimentos, la reproducción y darle resistencia al cerdo contra las
enfermedades. Éstas se presentan en una dieta en valores de porcentajes.
Minerales: elementos inorgánicos que tienen la función de formar los huesos y
permitir el uso eficiente de nutrientes como proteínas y aminoácidos. La dieta de los
cerdos debe contener los macrominerales Calcio, Fósforo, Cloro y Sodio,
presentados en porcentajes; los microminerales deben agregarse en una pre-mezcla
a la dieta, son Hierro, Selenio, Cobre, Manganeso, Yodo, Zinc y Cobalto, se
presentan como mg/kg de dieta.
Vitaminas: sustancias orgánicas que intervienen en las funciones metabólicas
(visión, reproducción, formación de huesos, uso de proteínas y aminoácidos). Las
vitaminas que deben agregarse en forma de pre-mezcla son la A, D, E y K (solubles
en grasas) y el complejo B, vitamina C, Ácido pantoténico, Biotina y Colina (solubles
en agua). Se expresan en mg/kg de dieta o µg/kg de dieta.
Energía: fuerza que permite que los nutrimentos se aprovechen eficientemente.
Puede provenir de carbohidratos, proteínas y grasas. Se presenta en forma de
energía digestible o en forma metabolizable expresada en Kcal o Mcal/kg de dieta.
14 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
5.3.3 Requerimientos nutricionales
Son las diferentes cantidades de los distintos nutrimentos que necesita un cerdo para su
desarrollo según su fase fisiológica, etapa de producción, raza, genética, sexo, estado
sanitario, condiciones ambientales de la zona de alojamiento y el manejo aplicado
(Fuentes et al., 1989; Rostagno et al., 2005). La energía, los minerales, las vitaminas, y el
agua son nutrimentos que el cerdo requiere para su mantenimiento, crecimiento,
reproducción y lactancia; la síntesis de éstos depende del aporte adecuado de nutrientes
de la dieta. Los nutrientes deben proporcionarse en cantidades adecuadas, de forma tal,
que el cerdo los utilice de manera eficiente en cada una de sus etapas de producción
(National Research Council, 1998).
Se deben cubrir las necesidades alimenticias del cerdo con alimentos concentrados con
bajo índice de fibra. Los ingredientes a utilizar en la elaboración de la dieta son alimentos
fuentes de energía, proteína, vitaminas, minerales y los aditivos no nutricionales, los
cuales, deben ser de alta calidad y libres de agentes contaminantes que afecten la salud
de los animales y por consiguiente los rendimientos productivos. La inclusión de cada
ingrediente en la formulación de la dieta, depende de la composición nutricional del
producto, la etapa productiva y del requerimiento de nutrimentos que se quiera satisfacer
(Campabadal, 2009).
Las necesidades nutricionales de los cerdos varían acorde a la etapa de vida o
producción (Tabla 5-2). Para los lechones lactantes la disponibilidad de nutriente es más
crítica que en otras etapas, ya que, el sistema digestivo del lechón no está desarrollado
completamente; a su vez, en la fase de lactancia, los requerimientos alimenticios
aumentan debido a que la alta producción de leche de las cerdas afecta sus reservas
nutritivas (Carrero, 2005).
Marco referencial 15
Tabla 5-2: Requerimientos nutricionales del cerdo
Nutrimentos (%) Lechón
lactante
Lechón
precebo
Cerdo en
levante
Cerdo en
engorde
Cerdas
gestantes
Cerdas
lactantes
Peso corporal (kg) 5-10 10-20 20-50 50-80 80-120 110-250 140-250
Proteína bruta 24 20,9 18 15,5 13,2 12,9-12 16,3-18,4
Leucina 1,32 1,12 0,90 0,71 0,54 0,50-0,42 0,86-1,05
Lisina 1,35 1,12 0,95 0,75 0,60 0,58-0,52 0,82-0,97
Metionina 0,35 0,30 0,25 0,20 0,16 0,15-0,13 0,21-0,24
Treonina 0,86 0,74 0,61 0,51 0,41 0,44-0,43 0,54-0,61
Triptófano 0,24 0,21 0,17 0,14 0,11 0,11-0,10 0,15-0,17
Calcio (g) 4 7 11,13 12,88 13,84 13,9 39,4
Fósforo (g) 3,25 6 9,28 11,59 12,30 11,1 31,5
Hierro (mg) 50 80 111,3 129,75 123 148 420
Sodio (g) 1 1,50 1,86 2,58 3,08 2,8 10,5
Zinc (mg) 50 80 111,3 129,75 153,75 93 263
Vitamina A (IU) 1100 1750 2412 3348 3998 7400 10500
Vitamina D (IU) 110 200 278 386 461 370 1050
Vitamina E (IU) 8 11 20 28 34 81 231
Vitamina K (IU) 0,25 0,50 0,93 1,29 1,54 0,9* 2,6*
Biotina (mg) 0,03 0,05 0,09 0,13 0,15 0,4 1,1
Vitamina B6 (mg) 0,75 1,50 1,86 2,58 3,08 1,9 5,3
Vitamina B12 (µg) 8,75 15 18,55 12,88 15,38 28 79
ED** 3400 3400 3400 3400 3400 3400 3400
EM** 3265 3265 3265 3265 3265 3265 3265
Adaptado de National Research Council (1998); requerimiento de vitamina K* para cerdas gestantes y
lactantes en mg, ED**: energía digestible kcal/kg, EM**: energía metabolizable kcal/kg
5.3.4 Parámetros productivos
Los parámetros productivos de importancia económica en los sistemas de producción
porcina son:
Consumo de alimento: depende del nivel de energía en la dieta, condiciones
ambientales, genética y peso. Acorde al estado productivo el consumo promedio
diario debe ser: lechones lactantes 1 kg/día de leche, lechones en precebo 500 g de
alimento; cerdos en etapa de levante 1,5 a 2 kg y cerdos de engorde de 2 - 3 kg.
16 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Ganancia de peso diaria: determina el funcionamiento del programa de alimentación,
permite estimar el tiempo que requiere el animal para alcanzar el peso de mercado y
evaluar el incremento de peso acorde a la etapa de producción. Ésta depende de la
capacidad genética del cerdo, del consumo y calidad de un alimento. Según el
National Research Council (1998), la ganancia de peso diaria esperada acorde a la
etapa de vida del cerdo es de: 159 g en lechón lactante, 272 g lechón en precebo,
500 g lechón en levante y 680 g cerdo en engorde.
Conversión alimenticia: se utiliza para determinar la eficiencia con que un alimento
es utilizado por el animal. Es la cantidad de alimento requerido para producir una
unidad de ganancia de peso (Campabadal, 2009).
5.4 Materias primas con potencial alimenticio para la
producción porcina
Existe una gran variedad de materias primas con potencial alimenticio para la producción
porcina, sin embargo, es limitada la información respecto al comportamiento productivo y
económico de éstas como sustituto del alimento convencional. Entre ellas podemos citar:
5.4.1 Achín “Colocasia esculenta”
Familia: Araceae.
Nombres comunes: Achín, Taro, Papa china o Malanga.
Descripción botánica: El Achín tiene hojas grandes acorazonadas sostenidas por
grandes pecíolos (Figura 5-1); tiene un cormo o tubérculo
subterráneo carnoso y comestible llamado cormo, es de forma
esférica o fusiforme y color marrón rojizo, pesa de 1-2 kg
(Figura 5-2).
Ecología: Se encuentra en zonas húmedas, sitios anegadizos o en la
falda de los cerros, con pH entre 4,5 y 6 (Montaldo, 1991).
Usos: El tubérculo de Achín se utiliza en la alimentación humana
(cocido, frito, harina, dulces) y animal (principalmente en aves y
cerdos).
Marco referencial 17
Composición química: El cormo de Achín contiene 50% más de proteína, almidón y
azúcar que la papa (Youngken, 1919). La Tabla 5-3, muestra la
composición química del cormo y hojas de Achín.
Figura 5-1: Hojas de Achín
Fuente: Autora
Figura 5-2: Cormos de Achín
Fuente: Autora
18 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Tabla 5-3: Composición bromatológica (%) de cormos y hojas de Achín base seca
Material MS Cen FB EE PB EB ED Ca P
Cormos1 22,9 2,2 1,4 0,2 1,9 - 797 0,05 0,21
Hojas*2 - 2,0 3,4 1,8 4,4 69 - 268** 78**
Fuente: 1McDowell et al. (1974); 2Tablas de alimentación de Filipinas (1964). MS: materia seca, Cen: cenizas,
FB: fibra bruta, EE: extracto etéreo, PB: proteína bruta, EB: energía bruta kilocalorías/gramo, ED: energía
digestible kilocalorías/kilogramo, Ca**: calcio miligramos, P: fósforo miligramos. Hojas*: gramo/100 gramo de
porción comestible, base húmeda.
5.4.2 Árbol del Pan “Artocarpus altilis”
Familia: Moraceae.
Nombres comunes: Fruta de pan, Pan, Panapen, Wapán, Cacao de mico, Castaña,
Buen pan.
Descripción botánica: Árbol que alcanza una altura de 20 – 30 m; follaje abundante con
hojas lobuladas, color verde oscuro, de 30 a 60 cm de largo (Figura
5-3); los frutos son carnosos con diámetro entre 15 – 30 cm,
alcanza un peso de 3 kg (Figura 5-4).
Ecología: Crece en regiones cálidas y húmedas tropicales, sobre suelos
profundos, fértiles, bien drenados, puede recibir intensidades de luz
alta y media (Ragone, 2011).
Usos: La madera se utiliza en construcción; el látex como adhesivo y
medicina; las hojas frescas se usan como alimento de ganado,
envoltura de alimentos para cocción y medicina; las hojas secas y
la estípulas como paño para lijar; el fruto cocido en la alimentación
humana y crudo en la alimentación de ganado (Ragone, 1997;
Arango y Zuluaga, 2007).
Composición química: Las semillas de Árbol del pan (Figura 5-5) contienen 6,2% de grasa
cruda con propiedades fisicoquímicas similares al aceite de oliva
(Negron de Bravo et al., 1983). Presentan gran cantidad de
aminoácidos esenciales en relación con otras proteínas vegetales.
La composición química en base seca de las semillas se resume
en la Tabla 5-4.
Marco referencial 19
Figura 5-3: Árbol del pan
Fuente: Autora
Figura 5-4: Fruto de Árbol del pan
Fuente: Autora
20 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Figura 5-5: Semillas de Árbol del pan
Fuente: Autora
Tabla 5-4: Composición bromatológica (%) del fruto de Árbol del pan base seca
Especie MS Cen FC FDA FDN LDA PB Ca P
Artocarpus altilis 88,79 3,6 7,74 17,7 27,82 6,17 5,80 0,98 0,14
Fuente: Leyva (2010); MS: materia seca, Cen: cenizas, FC: fibra cruda, FDA: fibra detergente ácida, FDN:
fibra detergente neutra, LDA: lignina detergente ácida, PB: proteína bruta, Ca: Calcio, P: Fósforo.
5.4.3 Pacó “Gustavia superba”
Familia: Lecythidaceae.
Nombres comunes: Pacó, Pacora, Sachamango y Membrillo.
Descripción botánica: Árbol frutal con altura de hasta 20 m; hojas grandes con longitud
de 50 cm y ancho de 12 cm, obovadas y brillantes (Figura 5-6);
existen dos variedades, una de flor blanca y otra de flor rosada;
los frutos son circulares con diámetro de 12 cm (Figura 5-7), piel
marrón y pulpa amarilla anaranjada (Janick y Paull, 2006; Croat,
1978).
Ecología: Se desarrolla en regiones húmedas tropicales o cálidas.
Usos: La pulpa del fruto se consume fresca, asada o cocida, se mezcla
con arroz y en sopas; la madera es usada para construcción y la
Marco referencial 21
cocción de las hojas se utiliza para curar intoxicación por
envenenamiento.
Composición química: La Tabla 5-5, describe la composición química de los frutos de
Pacó en base seca.
Figura 5-6: Hojas de Pacó
Fuente: Atora
Figura 5-7: Frutos de Pacó
Fuente: http://www.photomazza.com/?Gustavia-superba&lang=es
22 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Tabla 5-5: Composición bromatológica (%) de frutos de Pacó base seca
Especie MS Cen FC FDA FDN LDA PB Ca P
Gustavia superba 96,7 6,3 4,1 4,0 23,6 3,7 6,0 0,05 0,6
Fuente: Medina et al. (2007). MS: materia seca, Cen: cenizas, FC: fibra cruda, FDA: fibra detergente ácida,
FDN: fibra detergente neutra, LDA: lignina detergente ácida, PB: proteína bruta, Ca: calcio, P: fósforo.
5.4.4 Chontaduro “Bactris gasipaess”
Familia: Arecaceae.
Nombres comunes: Peach palm, Pejibaye, Piba, Pijiguao, Macana, Chontaduro,
Pembe, Palma de castilla, Pupunha.
Descripción botánica: La palma de Chontaduro alcanza una altura entre 12 – 20 m; el
tallo presenta múltiples espinas (Figura 5-8); las hojas están
agrupadas al final del tallo con longitud de 1,5 – 4 m y ancho 0,6 –
1,6 m; los frutos son ovoides, color rojo o amarillo (Figura 5-9) con
semilla de consistencia leñosa (Chízmar, 2009; Roeland, 1994).
Ecología: Se distribuye en el trópico húmedo de América Latina. Muy
productiva en suelos profundos, fértiles con buen drenaje, de baja
a media altitud (< 800 msnm), precipitaciones entre 2000 – 5000
mm anuales y temperatura promedio de 24ºC (Mora et al., 1997).
Usos: El fruto contiene una semilla comestible que se rompe para
consumirla cocinada o asada (Chízmar, 2009); el fruto se consume
maduro cocido y con la pulpa se preparan harinas o bebidas
(Almeida y Martin, 1980). El tallo se utiliza como madera
(Betancourt, 2000).
Composición química: El fruto es una fuente de nutrientes como carbohidratos, calcio,
fósforo y grasa (Ocampo, 2011) y vitaminas tiamina, niacina,
riboflavina; además, contiene ácidos grasos esenciales como el
Omega 3 y 6 útiles (Arango, 2011). La Tabla 5-6, presenta la
composición química en base seca de la harina de cáscaras de
frutos de Chontaduro.
Marco referencial 23
Figura 5-8: Palma de Chontaduro
Fuente: http://www.sabelotodo.org/agricultura/palmas/pejibaye.html
Figura 5-9: Frutos de Chontaduro
Fuente: Autora
24 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Tabla 5-6: Composición bromatológica (%) de cáscaras de Chontaduro base seca
Especie MS Cen FC FDA FDN LDA PB Ca P
Bactris
gasipaess 94,9 2,3 8,2 13,4 63,6 4,5 2,3 0,06 0,1
Fuente: Medina et al. (2007). MS: materia seca, Cen: cenizas, FC: fibra cruda, FDA: fibra detergente ácida,
FDN: fibra detergente neutra, LDA: lignina detergente ácida, PB: proteína bruta, Ca: calcio, P: fósforo.
5.4.5 Plátano “Musa paradisíaca”
Familia: Musáceas.
Nombres comunes: Plátano.
Descripción botánica: La planta de Plátano (Figura 5-10) alcanza hasta 8 m de altura; el
psuedotallo mide entre 2 – 5 m de longitud; hojas con 1 – 2 m de
largo y 30 – 50 cm de ancho, redondeadas en el ápice y la base,
color verde claro; frutos (Figura 5-11) cilíndricos con longitud de
20 – 40 cm y 4 – 7 cm de diámetro (El Bassam, 2010).
Ecología: Crece en climas húmedos, con temperaturas entre 26 – 27°C.
Usos: El Plátano se consume cocido, frito, asado y se pueden elaborar
dulces, postres y harinas. Las hojas secas se utilizan para hacer
artesanías.
Composición química: En las hojas se encuentra el mayor contenido de proteína de toda
la planta (Twyford y Walmsley, 1974; Ffoulkes et al., 1978), puede
llegar a 15% y ser más eficientes que los subproductos de los
granos de cereales en la conversión de forraje en proteína animal
(Hutagalung, 1981). En la Tabla 5-7 se muestra la composición
química de las cáscaras de Plátano en base seca.
Marco referencial 25
Figura 5-10: Planta de Plátano
Fuente: http://selvanet20.blogspot.com/2010/08/platano-platano-de-freir-platano-de.html
Figura 5-11: Plátano
Fuente: Autora
26 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Tabla 5-7: Composición bromatológica (%) de cáscaras de Plátano base seca
Especie MS Cen FC FDA FDN LDA PB Ca P
Musa paradisíaca 93,9 12,8 8,6 11,5 58,8 3,3 4,7 0,1 0,3
Fuente: Medina et al. (2007). MS: materia seca, Cen: cenizas, FC: fibra cruda, FDA: fibra detergente ácida,
FDN: fibra detergente neutra, LDA: lignina detergente ácida, PB: proteína bruta, Ca: calcio, P: fósforo.
5.5 Formulación de raciones para cerdos
El objetivo de formular la dieta es mezclar diferentes ingredientes que cubran las
necesidades nutricionales del animal, de forma tal, que no se afecte el rendimiento
productivo del animal y la rentabilidad del sistema de explotación. En ese sentido, la dieta
a elaborar debe contener las cantidades y proporciones de nutrimentos adecuadas
considerando la etapa fisiológica, peso, edad, sexo, salud y los requerimientos
nutricionales del cerdo; así mismo, se debe tener en cuenta el costo de las materias
primas y las condiciones comerciales de la zona, la inocuidad, disponibilidad y
composición química de las mismas (Koeslag y Castellanos, 2008; García et al., 2012).
El Agricultural Research Council (1981) define la formulación de las dietas como el
proceso de hacer coincidir las necesidades nutricionales del cerdo con los nutrientes
suministrados por los ingredientes utilizados, de la forma más económica posible.
Además, establece cinco pasos para formular raciones:
Definir los objetivos de la elaboración de la dieta (maximizar el rendimiento del
animal, reducir los costos de producción, minimizar el impacto ambiental y/o mejorar
la calidad de la carne).
Identificar requerimientos nutricionales del animal (estado productivo, edad, sexo,
línea genética, condiciones ambientales).
Seleccionar y caracterizar los ingredientes (valor nutritivo, limitantes de uso,
digestibilidad, disponibilidad, tamaño de partícula y costo).
Seleccionar el método de formulación (programación lineal a través de software,
cuadrado de Pearson, ecuaciones simultáneas).
Evaluar la calidad de la dieta mediante análisis químicos y físicos.
Marco referencial 27
5.6 Proceso de cocción por extrusión
La extrusión es una de las operaciones más versátiles utilizadas en la industria de
alimentos para transformar (cocer o conformar) ingredientes en productos semi-
elaborados o elaborados (Sharma et al., 2009). Mediante la extrusión se pueden obtener
productos como alimentos balanceados, acuáticos, para mascotas, seres humanos
(cereales, snacks dulces y salados, productos de confitería, pastas, mezcla de alimentos
nutritivos pre-cocidos para niños, etc.) y aplicaciones industriales (Harper, 1989; Eastman
et al., 2001).
La cocción por extrusión es un proceso termomecánico el cual combina transferencia de
calor y masa, además de cambios de presión y cizallamiento, para producir efectos como
la cocción, esterilización, secado, enfriamiento, texturizado, mezclado, expansión, forma,
entre otras. El proceso implica altas temperaturas (100 – 200°C) y cortos tiempos de
retención que van de 10 a 60 segundos (Berk, 2009), lo que modifica tanto la estructura
del almidón (Van den Einde et al., 2005), como la composición y disponibilidad de
nutrientes en los alimentos (Valle et al., 1994), debido a la gelatinización del almidón,
desnaturalización de la proteína e inactivación de factores antinutricionales (Alonso et al.,
2000).
Según Sharma et al. (2009), en la industria alimentaria se pueden utilizar dos tipos de
extrusor:
Extrusor de tornillo único: en este tipo de extrusor (Figura 5-12) la fricción generada
contra la superficie interna del barril o cilindro permite el movimiento del material con
el tornillo avanzando hacia adelante, lo cual, limita las formulaciones para materiales
con altos contenidos de humedad y de grasa. El flujo de un extrusor de tornillo único
es una combinación de flujo viscoso y por presión; el flujo viscoso es el resultado del
arrastre viscoso y es proporcional a la velocidad del tornillo; mientras que, el flujo por
presión en la dirección contraria es ocasionado por una presión mayor en el extremo
del dado del extrusor. La mezcla de los ingredientes dentro del barril es limitada por
las condiciones de flujo laminar.
28 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Figura 5-12: Esquema general de un extrusor de tornillo único
Fuente: Salas (2003).
Extrusor de tornillos gemelos: según la rotación del tornillo, se dividen en los que
giran en igual sentido y los que giran en sentido contrario. Producen alimentos con
mejor control de calidad y un gran rango de condiciones de operación. Pueden
procesar materiales muy viscosos, manejan un amplio rango de granulometrías,
minimizan las pulsaciones en el flujo y son fáciles de escalar; sin embargo, son muy
costosos (Figura 5-13).
Figura 5-13: Extrusor de tornillos gemelos
Fuente: http://www.clextral.com/es/tecnologias-lineas/tecnologias-y-procesos/extrusion-de-doble-
tornillo-caracteristicas-y-beneficios/
Marco referencial 29
5.6.1 Proceso de extrusión de alimentos
El proceso de extrusión incluye diferentes operaciones, tales como cocción, destrucción
de microorganismos, desnaturalización de proteínas y enzimas, gelatinización del
almidón, polimerización o despolimerización de proteínas y, finalmente texturización y
conformación del producto final; la extrusión modifica las propiedades físicas y químicas
de las materias primas, lo que determina la calidad del producto (Sharma et al., 2009).
Según Riaz (2000), la presión generada dentro del equipo de extrusión causa el
movimiento del producto a través de una resistencia, de manera similar al del líquido en
un flujo laminar; la presión y el flujo son causados por tornillos que mueven y mezclan los
ingredientes generando y transfiriendo calor, texturizando y homogenizando la mezcla.
La elaboración de pellets, minimiza la degradación de los nutrientes, mejora la
digestibilidad de las proteínas y almidones (Ordóñez, 2006). En la Figura 5-14, se
describe el proceso de extrusión de alimentos.
Figura 5-14: Proceso de extrusión de alimentos
Fuente: Rodríguez et al. (2009).
30 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Los componentes de un extrusor son:
Zona de alimentación: en esta zona se introduce la materia prima en el cilindro del
extrusor. La velocidad de alimentación es acorde a la capacidad de los tornillos para
transportar la materia prima.
Cilindro pre-acondicionador: se mezcla vapor o agua con el alimento no elaborado, el
tiempo de retención es suficiente, de forma tal, que cada partícula de alimento a
transformar presenta un equilibrio de temperatura y humedad. Algunos extrusores no
cuentan con esta zona.
Zona de amasamiento o barril de extrusión: presenta cabezas encamisadas que
contienen los tornillos giratorios, las cuales se calientan mediante cartucho eléctrico,
vapor, agua caliente o aceite térmico y se enfrían por agua o un método de
enfriamiento; en esta zona tiene lugar la compresión, los tornillos del extrusor
alcanzan un mayor grado de llenado conforme disminuye el paso del tornillo, la
materia prima pierde su textura granular y su densidad aumenta a medida que lo
hace la presión dentro del cilindro.
Zona de cocimiento final: la temperatura y la presión aumentan rápidamente debido
a la presencia del dado y al paso del tornillo. Aquí se lleva a cabo la transformación
final de la materia prima, afectando la densidad, el color y las propiedades
funcionales del producto final.
Dado: el producto se forma al pasar a través de un dado o matriz y a veces un
mecanismo de corte fijado directamente al extrusor.
5.6.2 Parámetros del proceso de extrusión
Los parámetros del proceso de extrusión son el diámetro del dado, la temperatura del
barril y el contenido de humedad (Ramírez, 1997). El dado funciona como una válvula
liberadora de presión, influye en el comportamiento del flujo del material en el tornillo y en
la textura del producto debido al corte realizado en esta sección; en el barril se lleva a
Marco referencial 31
cabo la gelatinización del almidón y la desnaturalización de las proteínas como resultado
de los efectos combinados de la elevada temperatura, presión y alto esfuerzo mecánico
(Hauck y Huber, 1989); acorde al contenido de humedad, contribuye al rompimiento de
las paredes celulares aumentando la disponibilidad de nutrientes (Brauna, 2002).
Estos parámetros corresponden a las variables de extrusión, las cuales controlan la
energía ejercida en el proceso. La introducción de energía específica modifica la
estructura del almidón influyendo en las características finales del producto extruido. En
el proceso de extrusión hay dos aportes principales de energía al sistema, un tipo de
energía es la que se transfiere de la rotación de los tornillos y el otro es la energía que se
transfiere desde los calentadores a través de las paredes del cilindro. La energía térmica
generada por disipación viscosa o por transferencia a través de la pared del cilindro
aumenta la temperatura del material que se está extrusionando; en consecuencia, se
presentan cambios de fase, como la fusión de materiales sólidos y la evaporación del
agua (Brennan, 2006). La energía adicionada al producto, se clasifica en energía
mecánica ejercida por el motor y energía térmica que viene del sistema de calentamiento
y determina el grado de transformación del producto.
5.6.3 Variables que influyen en el proceso de extrusión
Según Riaz (2000), las variables que se deben tener en cuenta durante el proceso de
extrusión son la temperatura y geometría del dado, modelo del extrusor, composición y
humedad del alimento, tamaño de partícula del alimento, configuración y velocidad del
tornillo, temperatura del producto, presión, energía mecánica específica y calidad de
pellets para consumo animal.
Cruz et al. (2006), afirman que las dietas a base de pellets presentan ventajas físicas y
químicas, entre ellas podemos citar:
Ventajas físicas: reduce la segregación y el desperdicio, facilita el manejo del
alimento, mayor fluidez e incrementa la densidad de masa.
Ventajas nutricionales: disminuye el desperdicio del alimento, reduce la alimentación
selectiva, disminuye la segregación de los ingredientes, influye de manera positiva
32 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
sobre consumos, pérdidas y gastos energéticos, se observa menos tiempo y energía
gastada en la aprehensión del alimento, destrucción de organismos patógenos,
modificación térmica de almidón y proteínas, y mejora la palatabilidad.
Unas de las características de calidad física de mayor importancia en los alimentos
pelletizados son la dureza y la humedad. La primera, es la fuerza necesaria para romper
el pellet o una serie de pellets al mismo tiempo. Behnke (1994) y Thomas y Van der Poel
(1996), indicaron que la calidad física de los pellets, puede ser afectada por factores
como: los ingredientes que componen el alimento, el proceso tecnológico aplicado y los
aglutinantes utilizados. La Tabla 5-8 presenta los factores que afectan la calidad de los
pellets alimenticios.
Tabla 5-8: Factores que afectan la calidad física de pellets para consumo animal
Ingredientes Proceso tecnológico Aglutinantes
Físicos: tamaño de partícula,
densidad específica y de
masa, ángulo de reposo y
área de superficie.
Molienda Adhesión y cohesión entre las
partículas.
Acondicionamiento: tiempo,
temperatura, humedad, vapor
y agua.
Químicos: humedad, extracto
etéreo, fibra cruda, proteína
cruda y cenizas.
Especificación del dado.
Funcionales: viscosidad,
solubilidad de proteína y
gelatinización de almidón.
Enfriador / secador: velocidad
de aire, tiempo, nivel de
humedad del aire, grosor del
pellet.
Fuente: Thomas y Van der Poel (1996).
6. Estado del arte
En la siguiente tabla se presentan algunas investigaciones sobre la evaluación nutricional de materias primas no convencionales
(forrajes y subproductos agroindustriales) y aprovechamiento nutritivo en cerdos:
Tabla 6-1: Evaluación nutricional de materias prima no convencionales
Materias primas
evaluadas
Composición
bromatológica (%)
Ingredientes de la dieta
elaborada Resultados Referencia
Forrajes
Morera “Morus alba” MS 89,75; MO 84,13; PB
10,88 y FDN 21,52.
Miel de caña, harinas de soya y
morera.
Digestibilidad de MS 69,06% y
MO 68,38%.
Domínguez et
al. (2007).
Yuca “Manihot
esculenta”
MO 92,2; PB 29,9; FDN
36,9 y EM 10,6.
Ensilado de raíces de yuca,
hojas de yuca y aceite de soya.
Digestibilidad total de MS 73% y
MO 76,2%.
Nguyen et al.
(2012).
Bore “Xanthosoma
sagittifolium”
MS 87,4; MO 84,6; PB
16,9; FDN 32,5 y EB 17,6.
Harina de soya, maíz y hojas de
bore.
GDP 567g, digestibilidad de MS
78,6%, MO 80,2% y FDN 58,7%.
Régnier et al.
(2013).
Alfalfa “Medicago sativa” PB 15,2 y FDN 49,7. Harinas de maíz, soya, salvado
de trigo y alfalfa.
GDP 704,5 g, digestibilidad total
aparente de MS 81% y DMO
83,8%.
Cheng et al.
(2014).
Jacinto de agua
“Eichhornia crassipes”
MO 91,7; PB 13,8; FDN
57,4 y EB 16,1. - -
Kambashi et
al. (2014).
MS: materia seca, MO: materia orgánica, PB: proteína bruta, FDN: fibra detergente neutra, EB: energía bru ta (MJ/kg), EM: energía metabolizable (MJ/kg), GDP:
ganancia diaria promedio, DMO: digestibilidad de la materia orgánica.
34 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Tabla 6-1: (Continuación)
Materias primas
evaluadas
Composición
bromatológica (%)
Ingredientes de la dieta
elaborada Resultados Referencia
Subproductos
Residuos de cocina,
producción avícola y
panadería
MS 85,3; MO 89,1, PB
16,2 y FB 9. -
GDP 780. Eficiencia alimenticia
3,33
Kwak y Kang
(2006).
Residuos de frutas y
vegetales PB 11,66 y FB 13,45.
Harinas de maíz, soya, trigo,
cebada, residuos agrícolas y de
pescado.
Digestibilidad de la proteína 91%.
Esteban et al.
(2007).
Torta de palmiste “Elaeis
guineensis” (subproducto
Palma africana)
PB 14; FB 30 y ED 13,5. Harinas de trigo, soya y pollo,
torta de palmiste y melaza. GDP 536 e ICA 4.
Gómez et al.
(2007).
Subproductos de
cervecería
MS 15,6; PB 18,7; FDN
53,5 y EM 7,7. - Digestibilidad de la MO 50,7%
Negesse et al.
(2009).
Pulpa cítrica MS 15,5; PB 9 y FDN
30,1. Ensilado de pulpa cítrica y soya.
GDP 840, eficiencia alimenticia
0,33.
Cerisuelo et al.
(2010).
Alimentos extruidos
Arvejas, harina de soya y
yuca
MS 89,6; PB 17,3 y FB
5,3. -
Digestibilidad de MS 86%, dureza
del pellet 4 kg.
Van der Poel
et al. (1997).
Arvejas “Pisum sativum” MS 88,2; PB 26,8 y FDN
13,9.
Arveja extruida, almidón de
maíz, azúcar. Digestibilidad de MS 77,6%.
Mariscal et al.
(2002).
Almidón de papa con
salvado de trigo
MS 93,3; PB 20,6 y EM
18,84.
Almidón de papa, salvado de
trigo, sacarosa y caseína.
Digestibilidad de MS 93%, MO
94% y PB 96%.
Sun et al.
(2006).
MS: materia seca, MO: materia orgánica, PB: proteína bruta, FDN: fibra detergente neutra, FB: fibra bruta, EB: energía bruta (MJ/kg), ED: energía digestible
(MJ/kg), EM: energía metabolizable (MJ/kg), GDP: ganancia diaria promedio, ICA: índice de conversión alimenticia, DMO: digestibilidad de la materia orgánica.
7. Metodología
7.1 Localización
Los forrajes y subproductos se colectaron en zonas rurales del municipio de Quibdó –
Chocó, ubicado sobre la margen derecha del rio Atrato a 5°41’ de latitud norte y 76°40’
de longitud oeste, entre 43 – 53 m.s.n.m. El clima se caracteriza por precipitaciones de
10749 mm promedio anual, temperatura y humedad relativa promedio de 28°C y 88%,
respectivamente (CODECHOCÓ, 1997). La evaluación nutricional de las materias primas
en estudio se llevó a cabo en el municipio de Palmira – Valle del Cauca, ubicado en el
área sur del departamento a 3° 31’ de latitud norte y 76° 18’ de longitud occidental, a la
altura de 1001 msnm, presenta una temperatura promedio de 22°C y la precipitación
anual oscila de 900 a 2100 mm (Bonilla, 2000).
7.2 Determinación de la composición bromatológica de materias primas no convencionales
Con el objetivo de determinar el valor nutricional de las materias primas en estudio, se
colectaron hojas de Árbol del pan, Achín y Pacó, tomando muestras de 5 árboles
seleccionados al azar hasta completar 10 kg, posteriormente se mezclaron y extrajeron
submuestras de 5 kg; se debe resaltar que las muestras no se tomaron de un cultivo
determinado, por tanto, el estado vegetativo de los árboles seleccionados fue
heterogéneo. A su vez, las cáscaras de frutos de Chontaduro y de Plátano se colectaron
en lugares de comercialización, obteniendo una muestra de 5 kg para cada una.
Posteriormente, las hojas y subproductos se secaron en un secador de bandejas durante
24 horas a 60ºC para evitar la reducción del contenido de Nitrógeno, de la digestibilidad
de la proteína bruta (Martín y Molina, 2008; Muetzel y Becker, 2006), las cadenas cortas
de ácidos grasos (McDonald et al., 1991) y la materia orgánica (Acosta y Kothmams,
36 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
1978); luego, se molieron en un molino de cribas con tamaño de 1 mm y se almacenaron
en bolsas herméticamente cerradas (Figuras 7-1 a 7-3).
Figura 7-1: Harina de hojas de Árbol del pan
Fuente: Autora
Figura 7-2: Harina de cáscaras de Plátano
Fuente: Autora
Metodología 37
Figura 7-3: Harina de cáscaras de Chontaduro
Fuente: Autora
El análisis bromatológico se realizó por triplicado en el Laboratorio de Nutrición Animal de
la Universidad Nacional de Colombia – Sede Palmira, de acuerdo con las metodologías
que se describen en la siguiente tabla:
Tabla 7-1: Técnicas utilizadas para el análisis bromatológico
Análisis Método
Materia seca (MS) 934.01 (AOAC, 2000)
Proteína bruta (PB) 955.04 (AOAC, 2000)
Energía bruta (EB) Leterme y Estrada (2010)
Extracto etéreo (EE) 920.39 (AOAC, 2000)
Cenizas 942.05 (AOAC, 2000)
Fibra detergente ácida (FDA) Van Soest et al. (1973)
Fibra detergente neutra (FDN) Van Soest et al. (1991)
Lignina detergente ácida (LDA) Van Soest et al. (1991)
Carbohidratos (CHO) USDA (1975)
Materia orgánica (MO) 967.05 (AOAC, 2000)
38 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
El contenido de factores antinutricionales (FAN) en los forrajes (Árbol del pan, Achín y
Pacó) fue determinado en el Laboratorio de Fitoquímica de la Universidad Nacional de
Colombia – Sede Bogotá, utilizando la técnica de cromatografía en capa delgada para
establecer el contenido de alcaloides, revelador Natural Products – Polietilenglicol
(NP/PEG) para flavonoides, solución de KOH al 10% en etanol para antraquinonas y
cumarinas y el método descrito por Price y Butler (1997), para taninos y complejos
fenólicos. Para los subproductos (cáscaras de Chontaduro y de Plátano) se aplicaron
análisis microbiológicos en el Laboratorio Ángel Bioindustrial según las normas NTC
4519, NTC 4516, NTC 4574, NTC 4779 e ISO 7251.
7.3 Análisis de digestibilidad in vitro de materias primas no convencionales
Se evaluó la digestibilidad in vitro de los forrajes y subproductos agrícolas en estudio,
siguiendo la técnica descrita por Boudry et al. (2003) para pruebas de digestibilidad in
vitro prececal o enzimática de la materia seca (Figura 7-4) y la metodología propuesta
por Menke y Steingass (1988) para análisis de digestibilidad in vitro cecal o fermentación
en jeringas (Figura 7-5) como se describe en la Figura 7-6.
El porcentaje de digestibilidad in vitro prececal (DIVP) se calculó mediante la Ecuación
7.1, mientras que, para estimar la digestibilidad in vitro cecal (DIVC) se utilizó la Ecuación
7.2, el cálculo indica el volumen de gas producido en función de la cantidad de materia
seca puesta a incubar y considera la cantidad de inóculo colocado en la jeringa para la
incubación.
DIVP =(𝑔 𝑀𝑆𝑖−𝑔 𝑀𝑆𝑓)
𝑔 𝑀𝑆𝑖𝑥 100 (7.1)
Dónde: MSi materia seca antes de la pre-digestión, MSf materia seca después de la pre-digestión.
DIVC = [(𝑉𝑡 − 𝑉𝑜) − (𝑉𝑜 ∑ (𝑉𝑏𝑡
𝑉𝑏𝑜))] 𝑥 (
(1000 𝑀𝑆)
𝑀) (7.2)
Dónde: Vt volumen en tiempo t en la jeringa (ml/g MS), Vo volumen inicial de la jeringa (ml), Vbt
volumen de gas acumulado producido por el blanco en tiempo t (ml/g MS), Vbo volumen inicial del
Metodología 39
blanco (ml), MS peso en materia seca de la muestra (g MS/g MF), M cantidad de muestra a
incubar (g MF).
Figura 7-4: Digestibilidad in vitro prececal de la materia seca
Fuente: Autora
Figura 7-5: Digestibilidad in vitro cecal de la materia seca
Fuente: Autora
40 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Figura 7-6: Metodología para las pruebas de digestibilidad in vitro
Metodología 41
7.4 Elaboración de pellets mediante proceso de extrusión
7.4.1 Curvas de secado
Utilizando curvas de secado se estimó el tiempo requerido por las hojas de Árbol del pan
y las cáscaras de Chontaduro para alcanzar un peso constante en un período de secado
determinado. Las curvas de secado se realizaron en el Laboratorio de Operaciones
Unitarias y Procesos Agroindustriales de la Universidad Nacional de Colombia – Sede
Palmira. Las muestras de hojas de Árbol del pan se colectaron en las áreas verdes de la
institución, tomando hojas tanto jóvenes como maduras hasta completar 1 kg, las hojas
fueron dividas en fragmentos entre 3 – 6 cm2. Las muestras de cáscaras de frutos de
Chontaduro se colectaron en las áreas de comercialización en Palmira, su tamaño osciló
entre 0,29 – 5,88 cm2. Se utilizó un secador de bandejas con corriente de aire caliente
(Figura 7-7), depositando las muestras de manera uniforme en la bandeja,
posteriormente se registró el peso de la muestra, temperatura a la entrada y salida de la
cámara de secado, y temperatura y humedad ambiente en períodos de 6 y 12 horas por
triplicado; cada 5 minutos la primera hora y cada 15 minutos para el período restante.
Figura 7-7: Unidad de secado
Fuente: Autora
42 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
7.4.2 Ensayos de extrusión
Análisis del tamaño de partícula para los ingredientes de las dietas experimentales
Se evaluó el tamaño de partícula de los ingredientes de las dietas formuladas (harinas de
maíz, torta de soya y soya extruida) según el método 965.22 descrito por la AOAC (1982)
para tamizado de harina integral de maíz (Tabla 7-2), pesando 250 gr de cada
ingrediente y llevándolos al rotap (agitador mecánico) en tamices con malla de 850, 710 y
177 µm (Figuras 7-8 y 7-9), se sometieron a agitación durante 5 minutos y al finalizar se
pesó el contenido de cada tamiz. Según Thomas y Van der Poel (1995) y Caballero
(2010), el tamaño de partícula adecuado de las harinas para elaborar pellets para cerdos
debe estar en un rango entre 300 – 400 µm.
Tabla 7-2: Análisis del tamaño de partículas por tamizado
Tamiz Retención de harina de maíz clase I (%)
850 micrones 95
710 micrones 45
200 micrones 25
Figura 7-8: Tamices para estimar tamaño de partícula
Fuente: Autora
Metodología 43
Figura 7-9: Rotap
Elaboración de pellets
Con el objetivo de determinar las condiciones de operación adecuadas para fabricar
pellets con alimentos no convencionales aplicando el método de cocción por extrusión,
fueron extruidos 500 g de las dietas experimentales T1, T2, T3 y T4 (Tabla 7-3). Se utilizó
un diseño factorial 24 de cuatro factores, con dos niveles cada uno, 16 combinaciones y
como variables de respuesta se establecieron la dureza y humedad de los pellets
extruidos (Tabla 7-4), la velocidad de alimentación fue de 220 rpm para todo el ensayo;
las combinaciones corresponden a las condiciones del proceso de extrusión aplicado a
las cuatro dietas experimentales (Tabla 7-5).
Los resultados (valores de dureza de los pellets) se analizaron con el software estadístico
SPSS 16 versión para Windows y se establecieron las diferencias estadísticas entre las
condiciones de operación mediante un análisis de varianza con una probabilidad de
p<0,05. Las condiciones de operación aplicadas en el ensayo de extrusión se
establecieron según la metodología descrita por Guy (2010). El proceso de extrusión se
realizó en la Escuela de Ingeniería de Alimentos de la Universidad del Valle con un
extrusor de tornillos gemelos modelo DS32 – II Double screw Testing extruder.
44 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Tabla 7-3: Dietas experimentales para ensayos de extrusión
Materias primas T1 T2 T3 T4
Cantidad (%)
Torta de soya 10,0 10,0 10,0 11,5
Soya extruida 16,0 13,0 18,0 18,0
Mogolla de trigo 16,0 10,0 20,0 12,5
Harina de maíz 43,0 42,0 37,0 33,0
Harina de cáscaras de Chontaduro - - 10,0 20
Harina de hojas de Árbol del pan 10,0 20,0 - -
Aceite de soya 1,0 1,5 1,0 1,0
Fosfato bicálcico 2,0 1,5 2,0 2,0
Premix 2,0 2,0 2,0 2,0
Total 100 100 100 100
T1: dieta hojas de Árbol del pan inclusión 10%, T2: dieta hojas Árbol del pan inclusión 20%, T3: dieta
cáscaras de Chontaduro inclusión 10%, T4: dieta cáscaras de Chontaduro inclusión 20%.
Tabla 7-4: Diseño experimental para el ensayo de extrusión
Variables de control
Variables de respuesta
Factores
Niveles
-1 +1
Inclusión de materia prima (%) 10 20
Dureza (N) y Humedad (%) de los
pellets extruidos
Humedad de la masa a extruir (%) 13 20
Temperatura de extrusión (°C) 120 140
Velocidad de rotación del tornillo (rpm) 150 250
Metodología 45
Tabla 7-5: Combinaciones diseño experimental (condiciones de extrusión)
Número Temperatura (°C) Humedad (%) Velocidad de rotación
del tornillo (rpm)
Inclusión de materia
prima (%)
1 120 20 150 10
2 120 20 150 20
3 120 13 150 10
4 120 13 150 20
5 120 20 250 10
6 120 20 250 20
7 120 13 250 10
8 120 13 250 20
9 140 20 150 10
10 140 20 150 20
11 140 13 150 10
12 140 13 150 20
13 140 20 250 10
14 140 20 250 20
15 140 13 250 10
16 140 13 250 20
7.5 Evaluación de la calidad física de pellets extruidos
Para evaluar la calidad física de los pellets, se estimó su contenido de humedad y
dureza, ya que estos factores influyen en la preferencia y consumo del alimento por parte
de los cerdos (Solà et al., 2009). Para estimar el contenido de humedad se aplicó el
método 934.01 descrito por la AOAC (2000) y se utilizó la siguiente ecuación:
Porcentaje de humedad =[(𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙−𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙)
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙∗ 100 (7.3)
Respecto a la dureza de los pellets, se utilizó el Texturómetro Shimadzu EZTEST
ubicado en el Laboratorio de Tecnología de Frutas y Hortalizas. Acorde a metodologías
aplicadas por algunos autores (Hansen y Storebakken, 2007; Sorensen et al., 2009;
Kraugerud et al., 2011), se establecieron las siguientes variables para estimar la dureza
de los pellets elaborados con alimentos no convencionales:
46 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Velocidad de compresión: 2 mm/min y 10 mm/min
Celda de carga: 500 N
Soporte inferior: 15 mm
Tamaño de muestra: 15 pellets
Tamaño del pellet: 20 mm de longitud y 5 mm de diámetro.
Con el objetivo de seleccionar el punzón adecuado para determinar la dureza de los
pellets (fuerza máxima necesaria para fracturar el pellet), se evaluaron cuatro punzones
(dos punzones de corte y dos punzones de penetración) aplicando la prueba de tres
puntos de quiebre o flexión, la cual, permite determinar la fuerza necesaria para fracturar
productos de forma irregular o no definida (Gaines, 1994; Castro et al., 2003), como los
pellets obtenidos en este estudio (Figuras 7-10 a 7-13). Para esta investigación, la
prueba de compresión no es recomendable, ya que, al aplicar compresión en los pellets
no se obtendrían datos reales de dureza pues el contacto con el pellet se haría primero
en el punto más alto; en ese sentido, se relacionó la fuerza de ruptura del pellet con la
dureza de éste (Gaines, 1994).
Figura 7-10: Punzón de corte en forma de diente B
Fuente: Aurora
Metodología 47
Figura 7-11: Punzón de corte en forma de diente C
Fuente: Autora
Figura 7-12: Punzón de penetración 5 mm de diámetro
Fuente: Autora
48 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Figura 7-13: Punzón de penetración 3 mm de diámetro
Fuente: Autora
7.6 Evaluación de la digestibilidad in vitro de pellets elaborados con materias primas no convencionales
Formulación y preparación de las dietas experimentales
Se utilizó el software Microsoft Excel para formular cinco dietas experimentales
isoproteicas acorde a los requerimientos nutricionales de cerdos en etapa de pre-engorde
(32,2 a 70 kg), utilizando las mismas materias primas acompañantes, solo variando en
algunas la inclusión de cáscaras de Chontaduro y en otras la inclusión de hojas de Árbol
del pan, como se describe en la Tabla 7-6. Con el objetivo de preparar las dietas
experimentales se colectaron hojas de Árbol del pan en el corregimiento El Bolo - Palmira
y cáscaras de Chontaduro en los centros de comercialización; posteriormente, fueron
llevadas al Laboratorio Agropecuario Mario González Aranda de la Universidad Nacional
de Colombia – Sede Palmira para realizar el proceso de secado, utilizando un secador de
bandejas con circulación de aire caliente, el cual se llevó a una temperatura de 60°C
durante 12 horas (Figura 7-14).
Metodología 49
Tabla 7-6: Dietas experimentales formuladas y contenido nutricional
Materias primas TC T1 T2 T3 T4
Cantidad (%)
Torta de soya 11,0 10,0 10,0 10,0 11,5
Soya extruida 20,0 16,0 13,0 18,0 18,0
Mogolla de trigo 18,5 16,0 10,0 20,0 12,5
Harina de maíz 44,5 43,0 42,0 37,0 33,0
Harina de cáscaras de Chontaduro - - - 10,0 20
Harina de hojas de Árbol del pan - 10,0 20,0 - -
Aceite de soya 2,0 1,0 1,5 1,0 1,0
Fosfato bicálcico 2,0 2,0 1,5 2,0 2,0
Premix 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0
Total 100 100 100 100 100
Nutrientes
Proteína bruta 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0
Extracto etéreo 7,5 6,6 7,4 6,4 6,5
Carbohidratos 42,0 41,0 40,0 41,0 41,0
Fibra bruta 3,4 7,7 11,8 7,3 10,8
Cenizas 2,7 3,5 4,4 2,8 2,9
Energía bruta (kcal/kg) 3383,4 3202,0 3131,4 3274,1 3255,0
Calcio 0,6 0,6 0,4 0,6 0,6
Fosforo 0,7 0,7 0,6 0,7 0,7
Premix 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0
Metionina 0,9 0,8 0,8 0,7 0,7
Lisina 0,9 0,8 0,8 0,8 0,8
Triptófano 0,3 0,3 0,3 0,3 0,2
Treonina 1,2 1,2 1,1 1,1 1,0
TC: dieta control, T1: dieta hojas de Árbol del pan inclusión 10%, T2: dieta hojas Árbol del pan inclusión 20%,
T3: dieta cáscaras de Chontaduro inclusión 10%, T4: dieta cáscaras de Chontaduro inclusión 20%, kcal/kg:
kilocalorías/kilogramo. Requisitos nutricionales de cerdos comerciales estableci dos por la Corporación
Colombiana de Investigación Agropecuaria (2003).
Al finalizar el proceso de secado, las cáscaras de Chontaduro y las hojas de Árbol del
pan fueron molidas en un molino de martillos (Figura 7-15); posteriormente, se pesaron
los ingredientes de cada dieta, se mezclaron en una mezcladora horizontal agregando 5
kg de agua y depositaron en bolsas de polietileno y recipientes (tanques) del plástico.
50 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Figura 7-14: Secado de hojas de Árbol del pan
Fuente: Autora
Figura 7-15: Molino de martillos
Fuente: Autora
Metodología 51
Se fabricaron 60 kg de cada dieta experimental utilizando un extrusor de tornillos
gemelos modelo TW30 propiedad de la empresa Cereales Industriales S.A. (Figuras 7-16
y 7-17); acorde a los resultados del análisis de dureza aplicado a los pellets extruidos, las
condiciones del proceso de extrusión fueron: temperatura 140°C, humedad de la masa
20%, velocidad de rotación del tornillo 250 rpm y velocidad de alimentación 220 rpm.
Figura 7-16: Extrusor de tornillos gemelos utilizado para elaborar los pellets
Fuente: Autora
52 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Figura 7-17: Secador de bandejas móviles
Fuente: Autora
Determinación de la digestibilidad in vitro prececal y cecal
Con el objetivo de evaluar la digestibilidad in vitro de los pellets extruidos elaborados con
materias primas no convencionales (Figura 7-18 y 7-19) se alojaron 15 cerdos
comerciales con pesos entre 32,2 – 70 kg en jaulas individuales (Figura 7-20),
distribuyendo al azar 3 cerdos por tratamiento: TC (tratamiento control dieta
convencional), T1 (inclusión 10% hojas de Árbol del pan), T2 (inclusión 20% de Árbol del
pan), T3 (inclusión 10% cáscaras de Chontaduro) y T4 (inclusión 20 cáscaras de
Chontaduro), como se observa en la Tabla 7-7.
Los cerdos fueron alimentados durante 10 días con las dietas elaboradas, al finalizar este
período se colectaron y almacenaron las heces de los cerdos. Posteriormente se
realizaron análisis de DIV prececal y cecal de la materia seca a los pellets extruidos
según la metodología descrita por Boudry et al. (2003), y Menke y Steingass (1988),
respectivamente.
Los resultados de digestibilidad in vitro de pellets elaborados con materias primas no
convencionales se analizaron mediante análisis de la varianza utilizando el programa
estadístico SAS (Statistical Analysis System Institute, 1990).
Metodología 53
Figura 7-18: Pellets con hojas de Árbol del pan
Fuente: Autora
Figura 7-19: Pellets con cáscaras de Chontaduro
Fuente: Autora
54 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas no
convencionales para la alimentación de cerdos
Figura 7-20: Cerdo utilizado para pruebas de digestibilidad in vitro
Fuente: Autora
Tabla 7-7: Distribución de dietas y jaulas de alojamiento para cerdos
N° de jaula Tratamiento Peso inicial
1 T4 49,0
2 T1 70,0
3 TC 37,2
4 T1 50,4
5 TC 62,4
6 T3 57,8
7 T3 44,2
8 T3 66,0
9 T2 57,0
10 T4 63,8
11 T2 68,2
12 T1 52,0
13 TC 63,0
14 T2 40,4
15 T4 58,8
TC: dieta control (alimento convencional), T1: dieta hojas de Árbol del pan inclusión 10%, T2: dieta hojas
Árbol del pan inclusión 20%, T3: dieta cáscaras de Chontaduro inclusión 10%, T4: dieta cáscaras de
Chontaduro inclusión 20%.
Metodología 55
7.7 Costos de producción de las dietas
Se estimó el costo de fabricación de los pellets extruidos con hojas de Árbol del pan y
cáscaras de Chontaduro, considerando los costos de recolección de las materias primas,
los procesos de secado y extrusión, y el transporte de las dietas elaboradas.
8. Resultados y discusión
8.1 Composición bromatológica de materias primas no
convencionales
8.1.1 Análisis bromatológico
El análisis bromatológico permitió identificar los nutrientes contenidos en las materias
primas evaluadas, para formular dietas que cubran los requerimientos nutricionales del
cerdo y faciliten la asimilación de nutrientes, ya que este factor influye en el rendimiento
productivo de los animales y costos de alimentación (Mora, 2007). En la Tabla 8-1 se
presentan los resultados de la evaluación nutricional, los análisis se realizaron por
triplicado y el factor de conversión de Nitrógeno a proteína fue de 6,25. Se puede
observar que el mayor porcentaje de proteína bruta fue para las hojas de Achín y Árbol
del pan, siendo similares a los reportados por Hang y Preston (2009), Nouanthavong y
Preston (2012) y Ty et al. (2009), para hojas de Achín con valores de 25,7%, 23,7% y
21,2%, respectivamente; por su parte Leyva (2010), presentó resultados de proteína
bruta para hojas de Árbol del pan de 18.6%.
Tabla 8-1: Valor nutricional de materias primas no convencionales (base seca)
Análisis (%) Forrajes Subproductos (cáscaras)
Achín Árbol del pan Pacó Chontaduro Plátano
MS 91,29 87,80 90,21 86,47 91,26
Cenizas 11,22 11,91 8,81 3,08 12,96
PB 26,72 19,38 9,02 9,03 9,59
EE 11,02 9,84 4,66 4,32 5,21
CHO 9,82 11,69 23,09 43,92 24,27
EB (Cal/Kg) 3981,76 3832,64 3755,58 3676,76 3636,07
MO 88,78 88,09 91,19 96,92 87,04
MS: materia seca, PB: proteína bruta, EE: extracto etéreo, CHO: carbohidratos, EB: energía bruta
Calorías/kilogramo, MO: materia orgánica.
58 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas
no convencionales para la alimentación de cerdos
Algunos recursos forrajeros utilizados en alimentación animal, tales como Erythrina
glauca (Régnier et al., 2013), Espinaca de agua Ipomoea aquatica (Ly et al., 2002), e
Ipomoea batatas (González et al., 2003), presentaron contenido de proteína similares al
reportado en este estudio. Se considera que el contenido de proteína bruta de los
subproductos fue bajo, sin embargo, son superiores a los reportados por Medina et al.
(2007), para cáscaras de Chontaduro 2,3% y Plátano 4,7%, y por Negesse et al. (2009),
para cáscaras de Aguacate 7,1%, Banano 5,5%, Mango 6,6% y Papa 8,3%.
8.1.2 Contenido de Factores antinutricionales
Los resultados del análisis de FAN indicaron que las hojas de Achín, Árbol del pan y
Pacó no contienen alcaloides (Figura 8-1), lo cual es positivo, ya que éstos, reducen la
palatabilidad del alimento debido al sabor amargo que le confieren (Ojeda, 1996; Belmar
y Nava, 2005; Savón y Scull, 2007).
Figura 8-1: Contenido de alcaloides
Nota: Coloración naranja indica presencia de alcaloides. Ap: Árbol del pan; Ce: Achín; Gs: Pacó;
A: Atropina (patrón). Fuente: Laboratorio de Fitoquímica de la Universidad Nacional de Colombia –
Sede Bogotá.
Resultados y discusión 59
Se observaron flavonoides con diferentes estructuras químicas en todos los forrajes
(Figura 8-2). García et al. (2005), afirman que los flavonoides tienen un potencial de
toxicidad bajo en animales monogástricos, sin embargo, pueden afectar los sistemas
digestivo y nervioso. Por su parte, Wang et al. (2006), Wang et al. (2007) y Mai et al.
(2012), revelan que las hojas de árbol pan son ricas en flavonoides.
Figura 8-2: Contenido de flavonoides
Nota: coloración amarilla, naranja, roja, azul o verde indican presencia de flavonoides . Ap: Árbol
del pan; Ce: Achín; Gs: Pacó; R: Rutina (patrón). Fuente: Laboratorio de Fitoquímica de la
Universidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá.
Las cumarinas y antraquinonas también pueden afectar la salud y productividad del
cerdo; García et al. (2005) y García y Medina (2005) indican que las cumarinas
intervienen en el proceso de coagulación sanguínea y causan alergia, mientras que las
antraquinonas causan trastornos nutricionales, parálisis o aceleración del ritmo cardíaco,
poca palatabilidad y anorexia. En la Figura 8-3 se observa ausencia de cumarinas en
todas las hojas y presencia de antraquinonas en hojas de Árbol del pan.
60 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas
no convencionales para la alimentación de cerdos
Figura 8-3: Contenido de cumarinas y antraquinonas
Nota: coloración roja indica antraquinonas, azul bajo luz ultravioleta para cumarinas. Ap: Árbol del
pan; Ce: Achín; Gs: Pacó; Cu: Cumarina y Ca: Cascarósidos (patrón). Fuente: Laboratorio de
Fitoquímica de la Universidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá.
De igual manera, se encontraron taninos y complejos fenólicos en todas las muestras
(Figura 8-4), presentando mayor proporción las hojas de Pacó por su coloración verde
oscuro con respecto al blanco, seguidas de las hojas de Árbol del pan con contenido
medio y menor proporción en hojas de Achín por su color verde claro. Se ha reportado
presencia de taninos en forrajes tropicales como Acacia angustissima (McSweeney et al.,
2005), Yuca, Batata y Erythrina (Régnier et al., 2013); y complejos fenólicos en hojas de
Achín (Ferreres et al., 2012), Guamo “Inga spectabilis”, Matarratón “Gliricidia sepium” y
Nacedero “Trichantera gigantea” (Galindo et al., 1989), Sirato “Macroptilium
atropurpureum”, Guarumo “Cecropia obstusifolia” y Dalbergia glabra (López et al., 2008).
El consumo de forrajes con taninos afecta la digestibilidad de las proteínas y los
carbohidratos (Belmar y Nava, 2005); mientras que altas concentraciones de complejos
fenólicos en la dieta afectan la frecuencia respiratoria y cardíaca, además de reducir la
digestibilidad del alimento (Galindo et al., 1989).
Resultados y discusión 61
Figura 8-4: Contenido de taninos y complejos fenólicos
Fuente: Laboratorio de Fitoquímica de la Universidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá.
Los FAN presentes en los forrajes podrían limitar la inclusión de éstos en la alimentación
de cerdos, ya que influyen en la palatabilidad, el consumo de alimento y por ende en el
aprovechamiento nutritivo. En ese sentido, procesos como la extrusión, aplicación de
calor, ruptura mecánica (molienda, picado, granulación, pulverizado), remojo en agua,
suplementación con aminoácidos y tratamientos enzimáticos, podrían reducir o eliminar
el contenido de FAN.
8.1.3 Análisis microbiológico
Los resultados del análisis microbiológico para los subproductos agrícolas estudiados se
presentan en la Tabla 8-2, se puede observar que las cáscaras de Chontaduro y Plátano
presentan una elevada proporción de bacterias aerobias mesófilas; el contenido de
mohos y coliformes totales en las cáscaras de Chontaduro se encontró en los niveles
permitidos por la normatividad, caso contrario se presentó en las cáscaras de Plátano; se
observaron coliformes fecales y estafilocos en ambas muestras, sin embargo no exceden
los valores permitidos indicados por el INVIMA y la NTC 4779, respectivamente; las
cáscaras de Chontaduro y Plátano no presentaron Salmonella y Escherichiae coli.
62 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas
no convencionales para la alimentación de cerdos
Tabla 8-2: Resultado análisis microbiológico para subproductos agrícolas
Análisis Norma Especificación Chontaduro Plátano
Aerobios mesófilos (UFC/g) NTC 4519 <100 >300000 >300000
Mohos (UFC/g) INVIMA <10 <10 37000
Levaduras (UFC/g) INVIMA <10 >300000 <10
NMP Coliformes totales /g NTC 4516 <3 <3 93
NMP coliformes fecales /g INVIMA <3 <3 <3
Salmonella NTC 4574 Ausencia Ausencia Ausencia
Estafilococo (UFC/g) NTC 4779 <100 <100 <100
Escherichiae coli ISO 7251 Ausencia Ausencia Ausencia
UFC: Unidades formadoras de colonia; NMP: Número más probable
Clarke y Gyles (1986), afirman que los microorganismos afectan la salud de los animales:
la Salmonella puede causar enfermedades intestinales, los cerdos bajo condiciones de
estrés son más propensos a esta enfermedad; la Eschirichiae coli provoca diarrea en
lechones recién nacidos o destetos; mientras que, en cerdos jóvenes los Estafilococos
causan epidermitis exudativa (exudado de color pardo grisáceo alrededor de los ojos y la
cara), afectan los pulmones, ganglios linfáticos, riñones y encéfalo.
8.2 Contenido de fibra y digestibilidad in vitro de
materias primas no convencionales
Como se observa en la Tabla 8-3, la fracción de FDN y FDA fue superior para las hojas
de Pacó, cáscaras de Plátano y hojas de Árbol del pan. Rodríguez et al. (1999), Wenk
(2001), Quirama y Caicedo (2003) y Carvajal (2010), afirman que altos contenidos de
fibra en la dieta limitan la disponibilidad de energía, y reducen tanto el consumo del
alimento como la digestibilidad de proteínas, aminoácidos y minerales, además dificultan
la absorción de vitamina B12 y los minerales Zn, Fe, Ca, Mg y Si, ocasionando
enfermedades por el déficit de éstos.
Respecto a la digestibilidad in vitro (Tabla 8-3), las cáscaras de Plátano y las hojas de
Pacó, presentaron menores porcentajes de digestibilidad prececal o enzimática de la
materia seca, posiblemente por sus altos contenidos de FDN y lignina (Dzowela et al.,
1995; Narváez y Lascano, 2004; Ramírez et al., 2002); en este sentido, las hojas de
Resultados y discusión 63
Árbol del pan presentan alto contenido de FDN pero arrojaron mejores resultados de
digestibilidad, probablemente debido a su menor contenido de celulosa y similar
proporción de hemicelulosa respecto a las hojas de Achín (Udén y Van Soest, 1982).
En cuanto a la digestibilidad in vitro cecal, se considera que la producción de gas es
proporcional a la desaparición de la fibra detergente neutra, la materia seca y la materia
orgánica (Nsahlai et al., 1995; Pell et al., 1997; Sileshi et al., 1996; Menke y Steingass,
1988). Por tanto, esta medida puede emplearse para estimar la digestión de los
alimentos (Stern et al., 1997). En la Tabla 8-3, se puede observar que la mayor
producción de gas fue para las cáscaras de Plátano y Chontaduro y las hojas de Achín,
mientras que las hojas de Pacó presentaron la menor producción de gas, es decir, una
menor digestibilidad debido a su mayor contenido de FDN y Lignina. Los resultados de
DIV prececal y cecal obtenidos en este estudio son similares a los reportados para otros
forrajes tropicales (Tabla 8-4) utilizados en la alimentación de cerdos.
Tabla 8-3: Contenido de fibra y digestibilidad in vitro de las materias primas en estudio
Análisis Forrajes Subproductos (cáscaras)
Achín Árbol del pan Pacó Chontaduro Plátano
FDN 41,22 47,18 54,42 39,65 47,97
FDA 23,92 28,51 37,68 9,21 16,60
LDA 2,74 10,16 14,32 1,55 7,19
Hemicelulosa 17,30 18,67 16,74 30,45 31,37
Celulosa 21,18 18,36 23,37 7,66 9,42
DIVP (%) 69,75 65,47 59,07 79,17 42,32
DIVC (ml gas producido) 220,41 98,35 20,99 223,80 244,27
FDN: fibra detergente neutra, FDA: fibra detergente ácida, LDA: lignina detergente ácida, DIVP:
digestibilidad in vitro prececal, DIVC: digestibilidad in vitro cecal.
Tabla 8-4: Digestibilidad in vitro prececal y cecal de forrajes tropicales
Especie DIVP (%) DIVC (ml gas producido)
Morera (Álvarez, 2009) 47,09 104,46
Canavalia Canavalia brasiliensis (Carvajal, 2010) 60 160,3 (99 horas)
Bore Xanthosoma saggitifolium (Carvajal, 2010) 61,8 218,7 (99 horas)
Stizolobium niveum (Martínez et al., 2009) - 73,01
DIVP: digestibilidad in vitro prececal, DIVC: digestibilidad in vitro cecal
64 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas
no convencionales para la alimentación de cerdos
En la Figura 8-5 se muestra la cinética de producción de gas in vitro en el intestino
grueso del cerdo de las materias primas no convencionales en estudio; se observa un
comportamiento similar de todas las muestras durante las primeras 8 horas de
incubación, a partir de este período la producción de gas aumenta notablemente para las
hojas de Achín y Árbol del pan y las cáscaras de Chontaduro y Plátano.
Las hojas de Achín y las cáscaras de Chontaduro mostraron mejor digestibilidad (mayor
producción de gas) hasta las 48 horas de incubación, sin embargo, al finalizar la prueba
de DIV las cáscaras de Plátano mostraron mayor digestibilidad, posiblemente el bajo
contenido de lignina de las hojas de Achín y las cáscaras de Chontaduro incrementó la
disponibilidad de nutrientes facilitando tanto la actividad metabólica de los
microorganismos y la producción de gas (Nagadi et al., 2000), como la velocidad de la
fermentación (Hoover y Stokes, 1991). Según Jensen y Jorgensen (1994) y Sarria et al.
(2006) el tránsito de las partículas a través del intestino grueso del cerdo puede tardar
hasta 38 horas, a su vez, Monsma y Malett (1996) indican que se requiere de 96 horas
para la fermentación de los carbohidratos como hemicelulosa y celulosa.
Figura 8-5: Cinética de producción de gas in vitro
Resultados y discusión 65
8.3 Elaboración de pellets mediante proceso de
extrusión
8.3.1 Curvas de secado
El contenido de humedad inicial promedio de las hojas de Árbol del pan y las cáscaras de
Chontaduro fue de 94,77% y 76,26%, respectivamente. Las curvas de secado mostraron
que a partir de las 10 horas (600 minutos) el contenido de humedad tiende a ser estable;
para hojas de Plátano (Sagrin y Shong, 2013) y menta (Doymaz, 2006) se observaron
menor tiempo de secado a igual temperatura (60°C).
Las Figuras 8-6 a 8-9, presentan el comportamiento de la humedad respecto al tiempo de
secado para las hojas de Árbol del pan y cáscaras de Chontaduro, respectivamente; las
curvas de secado muestran una tendencia exponencial decreciente reflejando una
relación directa entre el contenido de humedad y el tiempo de secado; se observaron
coeficientes de correlación superiores a 0,97 con 95% de confiabilidad, indicando el
ajuste del modelo exponencial a la cinética de deshidratación de las hojas de Árbol del
pan y las cáscaras de Chontaduro.
Figura 8-6: Contenido de humedad (base seca) para hojas de Árbol del pan en 6 horas
R² = 0,9878
66 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas
no convencionales para la alimentación de cerdos
Figura 8-7: Contenido de humedad (base seca) para hojas de Árbol del pan en 12 horas
R2 = 0.9720
Figura 8-8: Contenido de humedad (base seca) para cáscaras de Chontaduro en 6 horas
R² = 0,9533
Resultados y discusión 67
Figura 8-9: Contenido de humedad (base seca) para cáscaras de Chontaduro en 12
horas
R2 = 0.9265
Respecto al contenido de humedad libre, en las Figuras 8-10 y 8-13, se observa que se
redujo gradualmente la cantidad de agua removible en hojas de Árbol del pan y cáscaras
de Chontaduro.
Figura 8-10: Humedad libre para hojas de Árbol del pan en 6 horas
R² = 0,652
68 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas
no convencionales para la alimentación de cerdos
Figura 8-11: Humedad libre para hojas de Árbol del pan en 12 horas
R2 = 0.9976
Figura 8-12: Humedad libre para cáscaras de Chontaduro en 6 horas
R² = 0,7208
Resultados y discusión 69
Figura 8-13: Humedad libre para cáscaras de Chontaduro en 12 horas
R2 = 0.9968
En cuanto a la velocidad de secado, no se observaron períodos de velocidad constante y
decreciente en ninguna de las muestras (Figuras 8-14 y 8-17). Las gráficas muestran
cambios continuos de aumento y descenso de la velocidad de secado, lo cual, puede ser
causado por la baja transferencia de calor y masa durante algunos períodos, dada la
forma plana de las hojas de Árbol del pan y las cáscaras de Chontaduro; sin embargo,
las curvas de velocidad de secado Vs tiempo, reflejan un decaimiento exponencial similar
a las curvas de humedad en función del tiempo. Estos resultados, son similares a los
reportados por Pineda et al. (2009) para las hojas de morera.
70 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas
no convencionales para la alimentación de cerdos
Figura 8-14: Curvas de velocidad de secado para hojas de Árbol del pan en 6 horas
Figura 8-15: Curvas de velocidad de secado para hojas de Árbol del pan en 12 horas
Resultados y discusión 71
Figura 8-16: Curvas de velocidad de secado para cáscaras de Chontaduro en 6 horas
Figura 8-17: Curvas de velocidad de secado para cáscaras de Chontaduro en 12 horas
El secado es una de las operaciones unitarias más comunes en la preservación de
fuentes nutricionales (Geankoplis, 1998), implica transferencia de calor y masa, además
de un cambio de fase (Barbanti et al., 1994). El secado de forrajes y subproductos
agrícolas con alto contenido de proteína y valor energético, tiene repercusiones
económicas en la producción animal, ya que, al reducir o eliminar la humedad de estos
72 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas
no convencionales para la alimentación de cerdos
alimentos no convencionales, se pueden obtener concentrados de alta calidad nutricional
útiles en la elaboración de alimentos balanceados, que posiblemente redunde en un
menor costo de fabricación que con las fuentes alimenticias tradicionales.
8.3.2 Ensayos de extrusión
Tamaño de partícula de las materias primas para elaborar pellets
El tamaño de partícula de las materias primas (harinas) utilizadas para elaborar pellets
influye en la preferencia y consumo de los alimentos por parte de los cerdos. El análisis
del tamaño de partícula indicó que las materias primas utilizadas en las dietas
experimentales (harinas de maíz, soya extruida, torta de soya y mogolla de trigo) no
cumplían con las especificaciones de la AOAC, 1982 (Tabla 8-5).
Tabla 8-5: Resultados análisis del tamaño de partícula de las harinas
Tamiz Especificación retención
harina clase I (%)
Porcentaje de retención de las harinas
Maíz Soya extruida Torta de soya Mogolla de trigo
850 µm 95 14,83 23,87 13,46 7,98
710 µm 45 56,16 27,74 54,42 44,26
177 µm 25 9,12 4,23 7,02 5,27
Emplear alimentos con tamaño de partícula fuera del rango indicado (300 – 400 µm),
reduce el consumo de dietas a base de maíz y trigo (Wondra et al., 1995; Mavromichalis
et al., 2000). La reducción del tamaño de partículas de dietas con alto contenido de fibra
puede reducir el contenido de factores antinutricionales y facilitar el contacto de las
enzimas digestivas con el alimento (Li, 2013), lo cual, permite un mejor consumo de
éstas e incrementa tanto el índice de conversión alimenticia como la dureza de los pellets
(Solà et al., 2007; Millet et al., 2012); además de reducir el riesgo de padecer trastornos
digestivos (Sauvant et al., 1990). En coherencia con lo anterior, los ingredientes
utilizados para elaborar las dietas fueron tamizados con una malla de 350 µm (Figura 8-
18).
Resultados y discusión 73
Figura 8-18: Tamizado de harina de hojas de Árbol del pan
Fuente: Autora
8.4 Calidad física de pellets elaborados con materias
primas no convencionales
Singh et al. (2007), afirman que el contenido de humedad de la materia prima durante el
proceso de extrusión y la dureza del alimento extruido, influyen tanto en la calidad
nutricional de los pellets como en el consumo voluntario de éstos. Por su parte, Berman
(2007) y Reyes y Martínez (2009), indican que el contenido de humedad de los pellets
para consumo animal no debe superar el 12%. En la Tabla 8-6 se puede observar que el
porcentaje de humedad de los pellets elaborados con cáscaras de Chontaduro y hojas de
Árbol del pan estuvo en un rango de 3 – 9,43%.
Respecto a la dureza de los pellets, la evaluación de los punzones y la velocidad de
compresión mostraron que el punzón de corte en forma de diente C (30 mm de diámetro)
es adecuado para estimar dicho indicador de calidad, ya que, presentó el menor valor de
desviación estándar. En cuanto a la velocidad de compresión, no se observó ruptura de
los pellets a velocidad de 2 mm/min. Por tanto, la prueba de dureza se realizó bajo los
siguientes variables: velocidad de compresión 10 mm/min, celda de carga 500 N, soporte
inferior 15 mm, tamaño de muestra: 15 pellets, tamaño del pellet: 20 mm de longitud con
5 mm de diámetro.
74 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas
no convencionales para la alimentación de cerdos
Los resultados de la prueba de dureza (Tabla 8-6), indicaron que ésta tiende a ser mayor
al aumentar la temperatura, la humedad de la masa y la velocidad de rotación del tornillo.
En cuanto a la inclusión de las materias primas no convencionales, en pellets elaborados
con cáscaras de Chontaduro, la dureza es menor al aumentar su porcentaje de inclusión,
para el caso de los pellets fabricados con hojas de Árbol del pan la dureza tiende a
aumentar ocurriendo lo contrario.
Se observaron diferentes resultados en pellets fabricados con lentejas, donde la dureza
decrece al incrementar tanto el contenido de humedad como la velocidad de rotación del
tornillo (Petrova et al., 2009); en pellets a base de trigo, la dureza es mayor al aumentar
el porcentaje de humedad y disminuye con incrementos de la temperatura y la velocidad
de rotación del tornillo (Ding et al., 2006); de manera similar, Ruíz et al. (2012),
reportaron menores valores de dureza de pellets elaborados con cáscaras y semillas de
tomate al incrementar el porcentaje de humedad; por su parte, Ma et al. (2012),
observaron reducción de la dureza de pellets con frutos de Árbol del pan al aumentar los
niveles de temperatura y humedad en el proceso de extrusión.
El análisis de varianza para la dureza de los pellets (Tabla 8-6), indicó que, pese a que
no se encontraron diferencias estadísticas significativas entre algunos tratamientos, la
tendencia a incrementar los valores de dureza, está condicionada al porcentaje de
inclusión de la harina de hojas de Árbol del pan, la temperatura y el contenido de
humedad. Respecto a los pellets con cáscaras de Chontaduro, no se presentaron
diferencias estadísticas significativas entre la temperatura y el porcentaje de humedad;
los valores de dureza arrojados por pellets extruidos a una temperatura de 140°C fueron
superiores a los extruidos a 120°C. Por consiguiente, se observa la misma tendencia que
en los pellets elaborados con hojas de Árbol del pan.
Tabla 8-6: Contenido de humedad y dureza promedio de pellets extruidos
Condiciones de extrusión Humedad (%) Dureza (N) + ds
Número Humedad
(%) Temperatura
(°C)
Velocidad de rotación del
tornillo (rpm)
Inclusión de materia
prima (%)
Árbol del pan
Chontaduro Árbol del pan Chontaduro
1 20 120 150 10 4,00 5,27 8,755 ± 2,53ab 1,12 ± 0,41a
2 20 120 150 20 3,55 6,76 9,037 ± 2,54ab 10,24 ± 2,93g
3 13 120 150 10 3,00 4,66 4,242 ± 1,10a 8,07 ± 2,37gh
4 13 120 150 20 3,10 4,87 6,014 ± 1,44a 3,46 ± 1,58abcd
5 20 120 250 10 3,54 4,74 11,396 ± 4,45bcd 5,75 ± 1,53def g
6 20 120 250 20 3,48 9,43 15,394 ± 4,83de 5,04 ± 1,98cdef
7 13 120 250 10 3,34 5,35 6,009 ± 2,10ad 2,31 ± 0,87ab
8 13 120 250 20 3,41 5,02 9,218 ± 3,51abc 4,34 ± 2,41bcdef
9 20 140 150 10 4,68 5,00 16,081 ± 2,29def 6,36 ± 2,07f g
10 20 140 150 20 4,36 4,63 21,907 ± 6,46g 5,90 ± 2,12def g
11 13 140 150 10 3,90 4,80 11,350 ± 2,67bcd 5,66 ± 2,85def g
12 13 140 150 20 4,15 4,07 14,131 ± 1,76cde 3,56 ± 1,22abcde
13 20 140 250 10 4,04 4,40 17,338 ± 4,50ef g 6,04 ± 1,17ef g
14 20 140 250 20 4,51 4,26 20,865 ± 6,64f g 5,93 ± 2,31def g
15 13 140 250 10 3,65 4,35 13,137 ± 2,06bcde 9,21 ± 2,49h
16 13 140 250 20 3,74 4,27 16,937 ± 6,92f g 2,73 ± 0,93abc Letras diferentes en los superíndices de una misma columna indican diferencias significativas (p-value< 0,05).
8.5 Digestibilidad in vitro de pellets elaborados con materias primas no convencionales
En la Tabla 8-7, se presentan los resultados de las pruebas de digestibilidad in vitro para
las dietas experimentales extruidas. Las dietas TC, T1 y T4, presentaron mayores
porcentajes de digestibilidad prececal de la materia seca (DIVP), no obstante, son
inferiores a lo encontrado por Van der Poel et al. (1997), en pellets elaborados con
arvejas, harina de soya y yuca (86%); por su parte, Mariscal et al. (2002), reportaron
valores similares de DIVP (77,6%) para pellets fabricados con una mezcla de arveja
extruida, almidón de maíz y azúcar (77,6%). De igual manera, para los cerdos
alimentados con las dietas T3, TC y T4 se obtuvieron mayores valores de digestibilidad in
vitro cecal de la materia seca (DIVC) con una producción de gas de 243, 200 y 198 ml
respectivamente.
Tabla 8-7: Resultados pruebas de digestibilidad in vitro
Análisis Dietas
±ES TC T1 T2 T3 T4
MS 91,8 91,5 92,9 94,3 89,1 ±1.15
DIVP 80,62a 81,7a 78,2b 75,2b 81,3a ±0.98
DIVC 200a 178c 143d 243a 198b ±0.83
Letras diferentes en los superíndices de una misma columna indican diferencias significativas ( p-value<
0,05).TC: dieta control, T1: dieta hojas de Árbol del pan inclusión 10%, T2: dieta hojas Árbol del pan inclusión
20%, T3: dieta cáscaras de Chontaduro inclusión 10%, T4: dieta cáscaras de Chontaduro inclusión 20%, MS:
materia seca, DIVP: digestibilidad in vitro prececal de la materia seca (%), DIVC: digestibilidad in vitro cecal
de la materia seca (ml de gas producido).
La digestibilidad de alimentos con alto contenido de fibra puede incrementarse mediante
el proceso de peletizado por extrusión, ya que al comprimir el alimento (harina), se
concentran los nutrientes, lo cual, permite utilizarlos de manera más eficiente e
incrementar la digestibilidad principalmente de carbohidratos y proteínas (Johnston et al.,
1999a; Johnston et al., 1999b; Castaldo, 2006). Se ha demostrado que el uso de pellets
extruidos en la alimentación de cerdos mejora la digestibilidad de la materia seca,
materia orgánica, proteína y energía bruta, lo que permite obtener una mayor ganancia
Resultados y discusión 77
diaria de peso y una mejor conversión alimenticia (Sauer et al., 1990; Lundblad et al.,
2011).
Ohh et al. (2002), obtuvieron mayor eficiencia alimenticia y digestibilidad de la materia
seca en cerdos alimentados con pellets (harina de maíz, soya y proteína de suero de
leche) respecto a la dieta en harina. De manera similar, Sala y Delia (2012), reportaron
un incremento significativo de la digestibilidad de la materia seca, fibra cruda y proteína
cruda de pellets elaborados con harinas de maíz, soya, aceite de soya y harina de
pescado, respecto al alimento en harina. Resultados similares presentaron Kraler et al.
(2014), al observar que la inclusión de trigo extruido en la dieta convencional (almidón de
papa, pulpa de remolacha, proteína de papa, celulosa y aceite de soya) para cerdos,
influyó de manera positiva en la digestibilidad de nutrientes esenciales, minerales y
energía.
8.6 Costos de producción de las dietas
En la Tabla 8-8, se presentan los costos de producción de las dietas (pellets con
alimentos no convencionales). La inclusión de forrajes y subproductos agrícolas en dietas
convencionales para cerdos, permite reducir los costos de fabricación del alimento por
kilogramo respecto a la dieta control, presentando una reducción del 4,6% y 7,4% para
dietas con hojas de árbol de pan inclusión 10 y 20% respectivamente. En este sentido,
para dietas que contienen cáscaras de Chontaduro inclusión 10 y 20% se obtiene una
reducción de costos del 5,0% y 8,8%. (Tabla 8-8).
78 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas
no convencionales para la alimentación de cerdos
Tabla 8-8: Costos de producción de las dietas extruidas (pesos colombianos/kg)
Ítems TC T1 T2 T3 T4
Ingredientes Valores
Torta de soya 158,4 144 144 144 144
Soya extruida 280 224 182 252 241,3
Mogolla de trigo 115,6 100 62,5 125 78,125
Harina de maíz 333,8 322,5 315 277,5 247,5
Hojas de Árbol del pan 0 35 70 0 0
Cáscaras de Chontaduro 0 0 0 20 40
Premezcla vit. y min. 200 200 200 200 200
Fosfato bicálcico 33,2 33,2 24,9 33,2 33,2
Aceite de soya 40 20 30 20 20
Proceso de extrusión 500 500 500 500 500
Transporte 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5
Mano de obra 102,7 102,7 102,7 102,7 102,67
Total 1781,1 1698,87 1648,57 1691,87 1624,33
TC: dieta control (alimento convencional), T1: dieta hojas de Árbol del pan inclusión 10%, T2: dieta hojas
Árbol del pan inclusión 20%, T3: dieta cáscaras de Chontaduro inclusión 10%, T4: dieta cáscaras de
Chontaduro inclusión 20%.
9. Conclusiones y recomendaciones
9.1 Conclusiones
La hipótesis “Es posible elaborar pellets mediante el proceso de extrusión utilizando
materias primas no convencionales (hojas de Árbol del pan y cáscaras de frutos de
Chontaduro”, se acepta según los resultados arrojados por esta investigación.
La hipótesis “Los pellets extruidos elaborados con alimentos no convencionales
(hojas de Árbol del pan y cáscaras de frutos de Chontaduro) pueden ser digeridas
por los cerdos y por lo tanto podrían incluirse en su alimentación”, se acepta según
los resultados obtenidos.
La hipótesis “Las dietas extruidas elaboradas con hojas de Árbol del pan y cáscaras
de frutos permiten reducir los costos de alimentación en la producción porcina”, se
acepta según los resultados obtenidos.
Las materias primas no convencionales: hojas de Árbol del pan, hojas de Achín y
cáscaras de Chontaduro, pueden constituir una nueva fuente alimenticia que permita
sustituir parcialmente materias primas convencionales costosas en los sistemas de
explotación pecuaria, ya que presentan una alta digestibilidad y buen aporte de
nutrientes.
Las condiciones de extrusión utilizadas para fabricar pellets con inclusión parcial de
hojas de Árbol del pan y cáscaras de Chontaduro (humedad de la masa 20%,
temperatura del barril de extrusión 140°C, velocidad de rotación del tornillo 250 rpm y
velocidad de alimentación 220 rpm), permitieron obtener pellets de calidad física
aceptable.
80 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas
no convencionales para la alimentación de cerdos
Las dietas extruidas (pellets) elaboradas con hojas de Árbol del pan (inclusión 10%)
y cáscaras de Chontaduro (inclusión 10 y 20%), presentaron un porcentaje aceptable
de digestibilidad in vitro de la materia seca.
La inclusión de materias primas no convencionales (hojas de Árbol del pan y
cáscaras de Chontaduro) en la dieta para cerdos, permite reducir los costos de su
elaboración en un rango de 4,6 a 8,8%, respecto a la dieta convencional.
9.2 Recomendaciones
Realizar ensayos de alimentación en cerdos utilizando las dietas T1 (inclusión 10%
hojas de Árbol del pan), T3 (inclusión 10% cáscaras de Chontaduro) y T4 (inclusión
20% cáscaras de Chontaduro).
Realizar nuevos ensayos de extrusión de las dietas inclusión T1 (10% hojas de Árbol
del pan), T3 (inclusión 10% cáscaras de Chontaduro) y T4 (inclusión 20% cáscaras
de Chontaduro), con el objetivo de incrementar la dureza de los pellets.
A. Anexo: Análisis de varianza para
pellets extruidos con hojas de Árbol del pan
[Conjunto_de_datos0] D:\Dureza y Humedad de pellets\dureza arbol del pan.sav
ANOVA de un factor
Suma de cuadrados gl Media cuadrática F Sig.
Temperatura
Inter-grupos 24000,000 15 1600,000 . .
Intra-grupos ,000 224 ,000
Total 24000,000 239
Humedad
Inter-grupos 2940,000 15 196,000 . .
Intra-grupos ,000 224 ,000
Total 2940,000 239
VELROT
Inter-grupos 600000,000 15 40000,000 . .
Intra-grupos ,000 224 ,000
Total 600000,000 239
Inclusión
Inter-grupos 6000,000 15 400,000 . .
Intra-grupos ,000 224 ,000
Total 6000,000 239
Fuerza
Inter-grupos 6260,129 15 417,342 26,741 ,000
Intra-grupos 3495,885 224 15,607
Total 9756,014 239
82 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas
no convencionales para la alimentación de cerdos
Pruebas post hoc
Subconjuntos homogéneos
Fuerza
HSD de Tukey
TT N Subconjunto para alfa = 0.05
1 2 3 4 5 6 7
muestra 3 15 4,2420
muestra 7 15 6,0087
muestra 4 15 6,0140
muestra 1 15 8,7547 8,7547
Muestra 2 15 9,0373 9,0373
muestra 8 15 9,2180 9,2180 9,2180
muestra 11 15 11,3500 11,3500 11,3500
muestra 5 15 11,3960 11,3960 11,3960
muestra 15 15 13,1373 13,1373 13,1373 13,1373
muestra 12 15 14,1307 14,1307 14,1307
muestra 6 15 15,3940 15,3940
muestra 9 15 16,0807 16,0807 16,0807
muestra 16 15 16,9367 16,9367 16,9367
muestra 13 15 17,3380 17,3380 17,3380
muestra 14 15 20,8653 20,8653
muestra 10 15 21,9067
Sig. ,052 ,162 ,060 ,086 ,218 ,077 ,053
Se muestran las medias para los grupos en los subconjuntos homogéneos.
a. Usa el tamaño muestral de la media armónica = 15,000.
Bibliografía 83
B. Anexo: Análisis de varianza para
pellets extruidos con cáscaras de Chontaduro
ANOVA de un factor
[Conjunto_de_datos2] D:\Dureza y Humedad de pellets\dureza chontaduro datos.sav
ANOVA de un factor
Suma de cuadrados gl Media cuadrática F Sig.
Temperatura
Inter-grupos 24000,000 15 1600,000 . .
Intra-grupos ,000 224 ,000
Total 24000,000 239
Humedad
Inter-grupos 2940,000 15 196,000 . .
Intra-grupos ,000 224 ,000
Total 2940,000 239
Velrotacion
Inter-grupos 600000,000 15 40000,000 . .
Intra-grupos ,000 224 ,000
Total 600000,000 239
Inclusion
Inter-grupos 6000,000 15 400,000 . .
Intra-grupos ,000 224 ,000
Total 6000,000 239
Fuerza
Inter-grupos 1358,413 15 90,561 23,413 ,000
Intra-grupos 866,411 224 3,868
Total 2224,824 239
84 Evaluación de la calidad de pellets extruidos elaborados con materias primas
no convencionales para la alimentación de cerdos
Pruebas post hoc
Subconjuntos homogéneos
Fuerza
HSD de Tukey
TT N Subconjunto para alfa = 0.05
1 2 3 4 5 6 7 8
muestra 1 15 1,1153 muestra 7 15 2,3113 2,3113 muestra 16 15 2,7293 2,7293 2,7293 muestra 4 15 3,4593 3,4593 3,4593 3,4593 muestra 12 15 3,5587 3,5587 3,5587 3,5587 3,5587 muestra 8 15 4,3367 4,3367 4,3367 4,3367 4,3367 muestra 6 15 5,0347 5,0347 5,0347 5,0347 muestra 11 15 5,6567 5,6567 5,6567 5,6567
muestra 5 15 5,7493 5,7493 5,7493 5,7493 muestra 10 15 5,8953 5,8953 5,8953 5,8953
muestra 14 15 5,9287 5,9287 5,9287 5,9287 muestra 13 15 6,0440 6,0440 6,0440 muestra 9 15 6,3593 6,3593
muestra 3 15 8,0713 8,0713
muestra 15 15 9,2093
muestra 2 15 10,2420
Sig. ,060 ,266 ,104 ,054 ,051 ,268 ,068 ,168
Se muestran las medias para los grupos en los subconjuntos homogéneos.
a. Usa el tamaño muestral de la media armónica = 15,000.
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