EFECTO DEL SECADO DEL ENSILADO DE RESIDUOS DE PESCADO CON L. plantarum SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS Y MICROBIOLÓGICAS DEL PRODUCTO/EFFECT OF DRYING PROCESS IN SILAGE FROM FISH WASTE WITH L. plantarum IN PHYSICOCHEMICAL AND MICROBIOLOGICAL CHARACTERISTICS OF THE PRODUCT

Headnote

RESUMEN

Antecedentes: El ensilaje de residuos de pescado ha sido una metodología que ha permitido el uso de los subproductos generados por la industria pesquera, mediante el secado del ensilado, se busca darle mayor estabilidad a la matriz y concentrar así sus componentes para la utilización en la alimentación animal. Objetivos: El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del proceso de secado bajo dos condiciones de temperatura de un ensilaje biológico de residuos de pescado, sobre las características físico-químicas y microbiológicas Métodos: El secado del ensilado se realizó utilizando un secador de bandejas empleando aire forzado a 0.8 m/s, se evaluaron dos condiciones de secado: 40 y 50 °C. Se secaron muestras de 1 kg para cada condición experimental y se realizaron dos repeticiones por cada condición. Se midió la humedad y la viabilidad de bacterias lácticas a través del tiempo hasta peso constante. Finalmente, se realizaron determinaciones fisicoquímicas (pH y TBA) y microbiológicas (bacterias entéricas, mesófilas, mohos y levaduras, coliformes y bacterias lácticas) del ensilado fermentado y fermentado seco. Resultados El tiempo de peso constante se alcanzó a los a los 210 y 400 minutos aproximadamente, para las temperaturas 40 y 50 °C, respectivamente. Los valores de viabilidad al alcanzar el peso constante fueron de 6.40x107 y 4.23x107UFC/mL, respectivamente. Las características fisicoquímicas del ensilado fermentado y fermentado seco presentaron valores de humedad presentaron valores de humedad de 62.4% y 12.50%, proteínas de 11.10% y 45.86%, grasas 9.10 y 25.30%, carbohidratos 13.60% y 7.78%, TBA 3.873 mg/kg y 4.795 mg/kg, respectivamente. No se presentaron recuentos microbiológicos para el ensilado fermentado y el seco fermentado, a excepción de mesófilos y bacterias lácticas, los cuales estuvo por encima de 1x107 UFC/mL Conclusion: El aumento de la temperatura en el secado del ensilado de residuos de pescado provocó que se alcanzara el tiempo de peso constate con mayor rapidez, manteniendo la viabilidad con valores por encima 1x107 UFC/mL. Los resultados microbiológicos y de fisicoquímicos del ensilado fermentado seco mostraron valores aceptables, indicando el potencial uso que tiene este producto para la alimentación animal.

Palabras clave: Residuos de pescado, ensilado, secado.

ABSTRACT

Background: The biological silage from fish waste has been a methodology that has allowed the use of by-products generated by the fishing industry. Through drying process of the silage, it seeks to give greater stability to the matrix and thus concentrate their components for use in animal feed. Objectives: The aim of this study was to evaluate the effect of drying process under two temperature conditions of a biological fish waste silage over the physico-chemical and microbiological characteristics. Methods: two drying conditions were evaluated to dry the silage: 40 and 50 °C, This was made using a tray dryer with forced air at 0.8 m/s. Samples of 1 kg for each experimental condition were dried and two replicates were performed for each condition. Moisture and viability of lactic acid bacteria over time until constant weight was measured. Finally, physicochemical (pH and TBA) and microbiological determinations (enteric bacteria, mesophilic, molds and yeasts, coliform and lactic acid bacteria) were performed in the fermented silage and the dry fermented silage. Results The constant weight time was reached at the 210 and 400 minutes approximately, for the temperatures 40 and 50 ° C respectively. The viability values to achieve constant weight were 6.40x107 and 4.23x107 CFU/mL, respectively. The physicochemical characteristics of dry fermented and fermented silage showed values of 62.4% and 12.50% for moisture, 11.10% and 45.86% for proteins, 9.10 and 25.30% for fat, 13.60% and 7.78% for carbohydrates, 3,873 mg/ kg and 4,795 mg / kg for TBA, respectively. There were no microbiological counts for fermented silage and fermented dry silage, except for mesophilic and lactic bacterias, which was above 1x107 CFU/mL Conclusion: The increase in drying temperature of the silage caused a decrease in the time to reach the constant weight, maintaining the viability of values above 1x107 CFU / mL. The physicochemical and microbiological results of dry fermented silage showed acceptable values, indicating the potential use of this product for animal feed.

Keywords: Fish waste, silage, drying.

INTRODUCCIÓN

El ensilaje biológico de residuos de pescado es un proceso mediante el cual se utilizan los subproductos procedentes de la pesca, en un producto estable microbiológicamente por medio de la acidificación del medio a través del metabolismo de bacterias lácticas(1). Este proceso presenta un gran potencial para ser utilizado en la alimentación animal debido a que por un lado, se estaría utilizando una fuente de proteínas procedentes de desechos de pesca (vísceras, cola, espina, cabeza, etc), lo cual mitigaría el impacto medio ambiental de estos subproductos que no son dispuestos generalmente de forma adecuada y por el otro lado, se estaría buscando alternativas a las raciones convencionales como la harina de pescado, por lo cual la mejora de su procesamiento representa a contribuir en el conocimiento en estos tipos de procesos(2). El secado del ensilaje permitiría una mayor estabilidad en la matriz de los residuos de pescado, debido a que la remoción de agua una vez finalizado el proceso de fermentación, eliminaría en gran parte el agua disponible para reacciones químicas deteriorantes o para microorganismos patógenos, aumentando así su vida útil y concentrando sus componentes, principalmente la proteína. Es importante ir indagando en aquellas condiciones de secado que permitan mantener algunas condiciones fisicoquímicas, como valores bajos de rancidez oxidativa, y mantener valores de viabilidad altos de bacterias las acido lácticas utilizadas en la fermentación, debido a que algunos de estos microorganismos utilizados pueden quedarse fijados en el tracto intestinal de los peces actuando como probiótico (3)

El objetivo de este trabajo fue el de evaluar dos condiciones de secado en un ensilado de residuos de pescado sobre las características fisicoquímicas y microbiológicas.

MATERIALES Y MÉTODOS

Elaboración del ensilaje

Para la elaboración del ensilaje, se utilizaron 6 kg de vísceras y residuos de pescado, a los cuales se les agregó600 mL de un inóculo que contenía bacterias acido lácticas (L. plantarum CPQBA 144- 09 DRM 03) aislada del intestino de trucha arcoíris y 0.6 kg de azúcar como fuente de carbono. El ensilado se dejó fermentar durante 15 días en un recipiente cerrado bajo condiciones ambientales: temperatura promedio de 30 °C y una humedad relativa promedio del 73,5 % en un cuarto oscuro. Al final del proceso de fermentación se midieron los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos.

Prueba de secado

Una vez transcurridos los 15 días de fermentación, se realizó el proceso de secado del ensilado según la metodología realizada por Londoño (2011) (4). Se evaluaron dos condiciones de secado: 40 y 50 °C, con una velocidad de aire de 0.8 m/s en un secador empleando aire forzado. El proceso se llevó a cabo en un secador piloto de bandejas, el cual consiste en un armario aislado, bandejas y una fuente de calor para la circulación de aire caliente horizontal, el cual permite controlar la velocidad y la temperatura de flujo de aire. Para el proceso, se tomaron 1 kg del ensilado y se distribuyeron en bandejas metálicas de 45 x 45 cm, de tal manera que toda la superficie quedara cubierta con una capa de aproximadamente 0,5 cm de espesor.

Medición de parámetros fisicoquímicos y microbiológicos

Para medir el pH se utilizó un pH metro HANNA INSTRUMENTS HI 9321 calibrado. Los azúcares se determinaron por el método de Antrona. Las pruebas microbiológicas se llevaron a cabo de acuerdo a las Normas Técnicas Colombianas (NTC). El recuento de aerobios mesófilas (NTC 4519 de 1998) se realizó en Agar Plate Count (APC) incubando las muestras a 35°C por 48h; el recuento de mohos y levaduras (NTC 4132 de 2008) se determinó por siembra en Potato Dextrosa Agar (PDA) a 25°C durante un periodo de 3; las bacterias ácido lácticas (NTC 5034 de 2002) se determinaron por siembra en agar Man, Rogosa y Sharpe (MRS) incubadas a 30°C durante 48 horas. Para realizar el conteo de coliformes totales se utilizó el método del Número más probable (NMP) (NTC 4516 de 1998) a 35 °C de 24 a 48 horas. Para la determinación del parámetro de oxidación lipídica (TBA) se enviaron muestras de 200 g al laboratorio de Nutrianálisis S.A., para su posterior análisis.

Determinación de la viabilidad

Para la determinación de la viabilidad se realizó a través de un conteo de células vivas UFC/g, se tomaron 1g de muestra en 9mL de agua peptonada, se realizaron diluciones sucesivas hasta 107, y se sembró 1 mL en superficie de placas con agar MRS azul de anilina; 48 horas después de incubación se efectuaron los conteos de las colonias (4).

Determinación de la humedad

Para determinar el contenido de humedad de la mezcla se aplicó el método AOAC 964.22 para medición de porcentaje de humedad, en el horno de secado a 105 °C por 24 h.

RESULTADOS

Prueba de secado

Durante el proceso de secado del ensilado de residuos de pescado se registró el contenido de humedad (base seca) y la viabilidad de la L. plantarum CPQBA 144-09 DRM 03 a través del tiempo a diferentes temperaturas, obteniéndose las curvas de secado y la disminución de la viabilidad las cuales son mostradas en la Figura .

Análisis fisicoquímico y microbiológico

En la Tabla 1, se muestran los análisis fisicoquímicos del ensilado fermentado y el ensilado fermentado seco.

DISCUSIÓN

Prueba de secado

En la figura 1, se observa el efecto que tiene la temperatura sobre las curvas de secado y la viabilidad de la L. plantarum CPQBA 144-09 DRM 03 para el ensilado de residuos de pescado. En las curvas de secado, se observa que la cinética fue influenciada por la temperatura y que el aumento de temperatura redujo el tiempo necesario para secar el ensilado, alcanzando el peso constante en un tiempo 210 y 400 minutos aproximadamente, para las temperaturas 40 y 50 °C respectivamente, obteniéndose que cuanto mayor sea la temperatura del aire para un mismo tiempo de proceso, mayor es la velocidad del secado. Este acontecimiento ocurre debido a que las temperaturas elevadas del aire producen mayores flujos de secado, causando aumento del coeficiente de convección de transferencia de calor (5). Este mismo efecto se observa en la viabilidad de la cepa, en donde a mayor temperatura de secado, existe una mayor velocidad de pérdida de viabilidad, esto puede atribuirse a que las actividades enzimáticas presentes en las bacterias actúan bajo rangos específicos de temperatura, por lo cual su acción se puede ver afectada en un aumento de temperatura, situación que se ve reflejada en la disminución de la viabilidad celular, sin embargo, la rapidez con la que se da el proceso de secado cuando se utiliza 50°C representa una ventaja, debido a que se alcanza una menor humedad en un tiempo más corto sin perder la viabilidad de las bacterias lácticas, por lo cual el ensilado seco bajo esta temperatura fue el que se utilizó para realizar el análisis fisicoquímico y microbiológico.

Análisis fisicoquímico y microbiológico

En la tabla 1, se puede observar que el contenido de proteínas, grasa y cenizas después del proceso de secado con una temperatura de 50°C aumentó mientras que el contenido de carbohidratos disminuyó, estos cambios se deben a que: por un lado, los componentes del ensilado al ser secado se concentran, y por otro lado, la reducción de los azúcares se debe a que en el proceso fermentativo son utilizados como fuente energética, no sólo por las bacterias lácticas, sino también por la flora natural presente al inicio de la fermentación. Los resultados del ensilado seco muestran que pueden ser una opción para la alimentación de trucha por sus altos contenidos de proteína (45%) pero hace faltan más estudios para saber si ese porcentaje se puede asumir como proteína asimilable. Orna (6), afirma que el mejor pienso para truchas es aquel que contiene mayor cantidad de proteína de origen animal; un pienso de baja calidad debe contener un 28-35°/o y uno de alta calidad un 45-50%, de la misma forma Noel (7) recomienda valores por encima de 40% de proteína para alimentación de trucha, además Ramírez et al. (8), afirman que la digestibilidad de las proteínas del ensilado de residuo de pescado obtenido por fermentación láctica es mayor que las proteínas de fuentes tradicionales.

Los resultados obtenidos en este estudio para TBA, muestran que los valores del ensilado fermentado y el ensilado seco presentan valores muy por debajo del límite permisible recomendado por Landines & Navarrete (9), afirmando que los límite de calidad en el pescado para alimentación de peces según los cuales debe presentar niveles de un índice de ácido 2-tiobarbitúrico por debajo de 50 mg malonaldehido/kg. Un alimento oxidado presenta un máximo 130 mg malonaldehido/kg y uno muy oxidado de más de 200 mg malonaldehido/kg. Estos resultados podrían atribuirse a que durante el proceso de fermentación las bacterias lácticas son capaces de producir compuestos antioxidantes que permiten que no exista una mayor oxidación lipídica, favoreciendo los procesos de conservación del ensilado fermentado y del producto seco. En ese sentido, J. C. Ramírez, (2009) afirma que algunas bacterias lácticas tienen la capacidad para prevenir la oxidación de las grasas, de modo que, cuando es incorporado el ensilado fermentado en dietas para animales aumenta su palatabilidad. Ramírez et al. (8), también afirma que la fermentación ayuda a estabilizar los lípidos presentes en el ensilado, evitando así la rancidez del producto; por lo tanto, resulta más atractivo para los animales.

CONCLUSIÓN

El ensilado biológico seco producido a partir de residuos de pescado presentó porcentajes aceptables de proteínas, grasas, cenizas y carbohidratos, que hacen de este producto una fuente proteica y energética factible de utilizar en alimentación animal. Las condiciones microbiológicas, el pH y los valores de TBA del ensilado indican que la fermentación de estos residuos es estable, y puedan emplearse como insumos en dietas para alimentación animal.

References

REFERENCIAS

1. Plaza J. Optimización de inóculos de microorganismos lácticos Probióticos para la utilización enensilados de residuos pesqueros. Fac Nac Agron Medellín. 2014;67(Supl. II): 972-4.

2. Plaza J. Optimización de inóculos de microorganismos lácticos para la utilización en ensilados de residuos pesqueros. Universidad del Valle; 2014. 87 p.

3. Pérez T, León JB, Iglesias AL. Evaluación del ensilado químico de pescado en la alimentación de Clarias gariepinus. Rev electrónica Vet. 2007; VIII(9): 1-6.

4. Londoño L. Evaluación de las condiciones de secado de un alimento concentrado impregnado con la bacteria ácido láctica probiótica Lactobacillus plantarum Lab 9 (CPQBA 144-09 DRM 03). Universidad del Valle; 2011. 67 p.

5. Giraldo AD, Arévalo A, Silva A, Silva P, Valdes JC, Pavlak MC. Datos experimentales de la cinética del secado y del modelo matemático para pulpa de cupuaçu ( Theobroma grandiflorum ) en rodajas. Cienc y Tecnol Aliment. 2010; 30(1): 179-82.

6. Orna E. Manual de Alimento Balanceado para Truchas. 2010. 1-30 p.

7. Noel W. Formulación y Elaboración de Dietas para Peces y Crustáceos. Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann; 2003. 55 p.

8. Ramírez J, Ulloa P, Velázques M, Ulloa J, Arce F. Bacterias lácticas : Importancia en alimentos y sus efectos en la salud. Rev. Fuente Año. 2011; 2(7).

9. Landines MÁ, Navarrete AZ. La oxidación lipídica en la cadena de producción acuícola. Rev Investig Agrar y Ambient. 2009; 0(1): 13-22.

10. Ramírez JC. Aprovechamiento de fauna de acompañamiento del camarón y subproductos pesqueros mediante la elaboración de ensilado de pescado. Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa; 2009. 139 p.