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DETERMINACIÓN DE LA ENERGÍA METABOLIZABLE APARENTE PARA
AVES DE HARINA INTEGRAL DE SOYA DE TRES PROCESOS POR EL
MÉTODO DE COLECCIÓN TOTAL
Víctor Vergara1
, Mabis Ramírez2
y Gladys Díaz3
RESUMEN
El presente trabajo de investigación tuvo por finalidad determinar la energía
metabolizable aparente corregida por nitrógeno de la harina integral de soya tostada,
harina integral de soya extruída y harina integral de soya hidrotérmica en pollos de
carne por el método de colección total.
Se utilizaron 120 pollos de carne machos de un día de edad de la línea Cobb, los que
fueron distribuidos al azar en grupos de 10 pollos cada uno. Se emplearon 4 dietas, una
referencial y tres experimentales, con 3 repeticiones cada una. La dieta referencial
contenía 50% de glucosa y fue formulada para aportar los requerimientos nutricionales
de la línea. Para las dietas experimentales se reemplazó el 30% de la glucosa por los tres
tipos de harina integral de soya. Las muestras de excretas y dietas fueron sometidas a un
análisis proximal y de energía bruta. Los valores promedio de Energía Metabolizable
Aparente para la harina integral de soya tostada, extruída e hidrotérmica en base tal
como ofrecido fueron 3.359± 0.044 Mcal/kg, 3.758 ± 0.090 Mcal/kg y 3.512 ± 0.022
Mcal/kg, respectivamente.
INTRODUCCIÓN
La industria de alimentos balanceados viene afrontando en estos últimos años,
situaciones críticas de escasez, baja calidad y constantes alzas de precios, que han
1
Ingeniero Zootecnista. Universidad Nacional Agraria La Molina.
2
Ingeniero Zootecnista, MSc. en Nutrición. Jefe del Programa de Investigación y Proyección
Social en Alimentos. Profesor Principal Departamento Académico de Nutrición. Universidad
Nacional Agraria La Molina.
3
Ingeniero Zootecnista, MSc. en Nutrición. Investigador Asociado al Programa de
Investigación y Proyección Social en Alimentos. Universidad Nacional Agraria.
1
limitado el uso de algunos insumos tradicionales, ello nos ha llevado a la búsqueda de
nuevas fuentes alimentarias como una alternativa para optimizar la formulación de
alimentos balanceados para aves.
La harina integral de soya es un producto de alto valor nutricional; el aceite de soya le
otorga un elevado nivel energético (3.4 – 4.2 Mcal/kg); asimismo, contribuye con un
menor aporte proteico en comparación con la torta de soya; pero los aminoácidos
presentes en este ingrediente son altamente biodisponibles; teniendo como ventaja
adicional, que el aceite contenido en el grano es de mejor calidad que los aceites
comúnmente utilizados, lo cual mejora la presentación física del alimento en
comparación con las grasas añadidas y facilita su manejo. El procesamiento implica
moler los granos enteros de soya sometidos a un tratamiento térmico para inactivar los
factores antinutricionales presentes (inhibidores de proteasas, lipoxigenasas,
hemoglutininas, etc.), los cuales limitan su uso (Mateos y Salado, 1999). Ward (1996)
menciona como rangos aceptables 75 a 85% de proteína soluble y 0.05 a 0.20 de
incremento de pH para la actividad ureásica, que reflejan la cocción adecuada de los
granos. Por encima de los valores mencionados, el preso es deficiente (soya cruda),
mientras que valores inferiores se relacionan con un procesamiento exagerado (soya
quemada).
Los métodos comúnmente utilizados para procesar la soya son el tostado, extrusión e
hidrotérmico. El proceso de tostado o sistema de llama directa, somete la superficie del
grano a la acción directa de calor seco (sin vapor), por un tiempo aproximado de uno a
tres minutos. Se alcanza temperaturas de 130 a 170°C dependiendo del grado de
humedad y tamaño del grano (Bates, 1994; Monari, 1996). La extrusión seca involucra
la molienda previa del grano, siendo posteriormente forzado a pasar por un tornillo
sinfín y a través de un dado con orificios que se abren hacia el exterior. La fricción entre
el tornillo y el dado genera cambios de alta presión en el interior del equipo y baja
presión a la salida del dado, lo que permiten la expansión, ruptura de la estructura
celular y suficiente calor como para desactivar los factores antinutricionales. El tiempo
de retención del grano dentro del extrusor varía de 30 a 60 segundos con rango de
temperatura entre 150 a 170 °C. La extrusión húmeda acondiciona un sistema de
inyección de vapor previa a la extrusión y dentro del extrusor para obtener un producto
2
final con humedad razonable. El proceso hidrotérmico consiste en la inyección de vapor
a baja presión hacia los granos de soya enteros o molidos durante un periodo de 15 a 60
minutos. Previamente humedecidos por aplicación directa de vapor a una temperatura
de 85 a 100 °C, se someten a un proceso de acondicionamiento con vapor directo dentro
de un reactor de varios pisos o cámaras de tratamiento en forma continua. La fase inicial
incluye el paso de los granos por un secador (Buitrago, 1992; Bates, 1994).
Buitrago (1992), afirma que los procesos que involucra la ruptura de las paredes
celulares de los esferosomas, mejoran la disponibilidad del aceite almacenado en el
interior, elevando el valor energético de la harina integral de soya; debido a ello, la
extrusión que combina el calor y daño físico, se asocia con los niveles energéticos más
altos. No obstante, la molienda o peletizado en combinación con los procesos térmicos
utilizados (tostado, micronización, hidrotérmico, etc.) modifican también la estructura
celular del aceite y son igualmente efectivos (Wiseman, 1997; Monari, 1996; Russett,
1997).
La energía metabolizable (EM) se obtiene por diferencia entre el calor de combustión
del alimento y el calor de combustión de las heces, orina y productos gaseosos; siendo
la energía contenida en los gases insignificante, la EM se calcula de los valores
calóricos del alimento y de la excreta (Rojas, 1979). En aves en crecimiento el nitrógeno
es retenido para la síntesis de proteína, por lo tanto se habla de Energía Metabolizable
Aparente corregida por nitrógeno (EMAn); Hill y Anderson (1958), usaron un valor de
corrección de 8.22 kcal/g de nitrógeno para simplificar la oxidación del tejido proteico
que producirá tres unidades de ácido úrico como único producto de excreción. Para la
determinación de la EMA las aves son alimentadas ad libitum por un período de tres
semanas donde los últimos tres días son necesarios para la colección de la excreta y la
cuantificación del alimento ingerido denominándose como la técnica de colección total,
pudiéndose prescindir de ello con el uso de indicadores.
El objetivo del presente trabajo de investigación fue determinar el contenido de Energía
Metabolizable Aparente corregida por nitrógeno para aves de tres harinas integrales de
soya procesadas bajo diferentes métodos, utilizando la técnica de colección total.
3
MATERIALES Y MÉTODOS
La presente investigación se llevó a cabo en las instalaciones del laboratorio de
Evaluación Biológica de alimentos del departamento de Nutrición de la Universidad
Nacional Agraria La Molina y la preparación del alimento se realizó en la Planta de
Alimentos Balanceados. Los análisis químicos se efectuaron en los laboratorios de
Evaluación Nutricional de Alimentos y en el Instituto de Investigación Nutricional.
Se utilizaron 120 pollos machos de la línea Cobb, de un día de edad, distribuidos al azar
en doce unidades experimentales de 10 pollos cada uno, con pesos uniformes, los cuales
fueron alojados en dos baterías metálicas con calefacción.
Los productos de evaluación fueron tres tipos de harina integral de soya (HIS)
procesadas bajo distintos métodos: Tostado (HIS Boliviana), Extruído (HIS Nacional) e
Hidrotérmico (HIS Boliviana). El análisis químico de éstos ingredientes se presenta en
el Cuadro 1. Para el control de calidad se determinaron los índices de proteína soluble y
actividad ureásica.
Cuadro 1. Análisis químico de las harinas integrales de soya
Harina Integral de Soya
Análisis químico Tostada Extruída Hidrotérmica
Humedad, % 8.96 10.16 7.90
Proteína, % 35.40 36.15 36.74
Grasa, % 22.36 18.50 16.96
Fibra, % 4.37 5.43 4.30
Ceniza, % 4.65 4.10 4.85
ELN, % 24.26 25.66 29.25
Proteína Soluble en KOH, % 74.23 72.69 76.12
Actividad Ureásica (pH) 0.07 0.10 0.26
La Energía Metabolizable Aparente corregida por nitrógeno de las harinas integrales de
soya se determinó usando el método de Hill et al. (1960), para lo cual se utilizaron
cuatro dietas: una dieta referencial y tres experimentales. La dieta referencial contenía
50% de glucosa e ingredientes comúnmente utilizados en la alimentación de aves y fue
formulada para aportar los requerimientos nutricionales de la línea. Para las dietas
experimentales se reemplazó el 30% de la glucosa por la harina integral de soya siendo
4
la dieta I: HIS Tostada, dieta II: HIS Extruída y la dieta III: HIS Hidrotérmica. La
composición porcentual y el valor nutritivo estimado de las dietas referencial y
experimental se presentan en el Cuadro 2.
Cuadro 2. Composición porcentual y valor nutritivo estimado de las dietas
referencial y experimental
Ingredientes Dieta referencial Dieta experimental
Glucosa
Harina integral de soya
Torta de soya
Harina de pescado
Maíz
Carbonato de calcio
Fosfato dicálcico
DL-Metionina
Premezcla de vit.+min.
Cloruro de colina, 60%
Sal
50.00
-
34.00
8.00
3.80
1.30
1.10
0.30
0.10
0.13
0.25
20.00
30.00
34.00
8.00
3.80
1.30
1.10
0.30
0.10
0.13
0.25
Total 100.00 100.00
Valor nutritivo
EM, Mcal/ kg
Proteína, %
Lisina, %
Metionina, %
Metionina – Cistina, %
Calcio, %
Fósforo disponible, %
Sodio, %
3.10
21.00
1.41
0.65
0.96
1.10
0.48
0.18
3.16
31.97
2.16
0.74
1.28
1.19
0.55
0.20
Los pollos fueron pesados al inicio para homogenizar las repeticiones entre tratamientos
y al final del período de evaluación (21 días). Durante los primeros 7 días, todos los
tratamientos recibieron la dieta referencial; en los siguientes 14 días se suministró las
dietas experimentales a cada tratamiento quedando un tratamiento con la dieta
referencial. El suministro de alimento y agua fue ad libitum. La medición del alimento
ingerido y la excreta fue durante los últimos 3 días. Las excreta fue colectada los
últimos 3 días cada 24 horas, entre 19 y 21avo día empleando plásticos, colocados sobre
las bandejas de colección. Asimismo se eliminaron los restos de escamas, plumones y
alimento.
5
Se pesaron las excretas y se tomaron muestras para determinar la humedad. Las excretas
refrigeradas y homogenizadas, fueron deshidratadas parcialmente en una estufa con aire
caliente a una temperatura de 60°C a 70°C. Posteriormente fueron molidos en molino
Willey y tamiz # 20, almacenándolos en frascos de vidrio para posteriores análisis.
Para la determinación de la EMA por la técnica de colección total fue necesario medir el
consumo de alimento y la cantidad de excreta producida en los 3 días de colección. Las
energías brutas de las dietas y de las excretas fueron determinadas usando el calorímetro
adiabático Parr. La energía metabolizable de las dietas se determinó restando de la
energía bruta de la dieta la energía excretada por gramo de dieta, corrigiéndose los
valores hallados a un balance de nitrógeno igual a cero. Para el cálculo de la EMAn de
la harina integral de soya (HIS), se empleó la siguiente fórmula según Hill et al. (1960):
EM/g del ingrediente = 3.64 –EM/g Dieta Referencial - EM/g Dieta Experimental
Porcentaje de sustitución
Donde:
3.64= Energía Metabolizable de la glucosa en kcal/g determinado experimentalmente por
Anderson et al. (1958)
Porcentaje de sustitución = 0.30
EM por g Dieta = EB por g Dieta – Energía excretada por g Dieta - 8.22 x g N retenido por g
Dieta
EB por g de Dieta: determinada en la Bomba Calorimétrica.
Energía excretada por g Dieta = EB Excreta x g Excreta
g Dieta
Se utilizó un Diseño Completamente al Azar (DCA), para los datos de EMAn de los tres
tipos de harina integral de soya; asimismo, se utilizó un DCA para evaluar el
comportamiento productivo a los 21 días. Para la comparación de medias se utilizó la
prueba de Duncan (Calzada, 1982).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El peso final, ganancia de peso y consumo de alimento a los 21 días de edad no
mostraron diferencias significativas (P>0.05) para las dietas evaluadas. Sin embargo,
6
para la conversión alimenticia las dietas experimentales con HIS extruída y HIS tostada
resultaron más eficientes en comparación con la dieta referencial.
El contenido de EMAn de los tres tipos de harina integral de soya en base seca por la
técnica de colección total se muestra en el Cuadro 3. El valor de EMAn para HIS
tostada en base seca, fue de 3.689 ± 0.044 Mcal/kg la cual aportó 38.9% de proteína y
24.6% de grasa. En base fresca, el valor fue de 3.359 Mcal/kg (91.04% de materia seca).
Para la HIS extruída se determinó un valor de 4.183 ± 0.090 Mcal/kg aportando un
40.2% de proteína y 20.6% de grasa en base seca. En base fresca el valor fue de 3.758
Mcal/kg (89.84% de materia seca). Para la HIS hidrotérmica, el valor de EMAn fue de
3.814 ± 0.022 Mcal/kg para una harina con 39.9% de proteína y 18.4% de grasa en base
seca. En base fresca el valor fue de 3.512 Mcal/kg (92.10% de materia seca). Los
coeficientes de variabilidad para HIS tostada, extruída e hidrotérmica fueron 1.187%,
2.154% y 0.576%, respectivamente. Los resultados obtenidos reflejan una baja
variabilidad y mayor precisión en los resultados.
Cuadro 3. Contenido de Energía Metabolizable Aparente corregida por
nitrógeno (EMAn) de la harina integral de soya tostada, extruída e
hidrotérmica
Dieta
Referencial
Dieta Experimental
HIS tostada HIS extruída HIS hidrotérmica
EB Dieta (Mcal/kg) 4.126 4.829 4.770 4.689
EB Excreta (Mcal/kg) 3.703 3.854 3.966 4.008
Excreta (g) 19.250 30.292 26.818 25.641
Consumo (g) 85.604 78.412 84.988 81.170
Relación excreta/consumo 0.225 0.386 0.316 0.316
Corrección por nitrógeno
(Mcal/kg) 0.176 0.209 0.238 0.253
EMAn de las dietas (Mcal/kg) 3.117 3.132 3.281 3.170
EMAn de la Harina Integral de
Soya (Mcal/kg)
3.689c
4.183a
3.814b
a,b,c
, Promedios con letras iguales no son estadísticamente diferentes (Duncan, α=0.05).
Los diferentes valores obtenidos son atribuibles al método de procesamiento. En el
proceso de extrusión se alcanza el grado máximo de disponibilidad de nutrientes, su
procesamiento involucra la presión y fricción mecánica sobre los granos de soya
provocando la ruptura de las estructuras celulares que almacenan el aceite, haciéndolo
7
más disponible y elevando los valores energéticos. Asimismo, los granos se hinchan y
revientan al ser expuestos a condiciones de alta y baja presión y el calor generado
inactiva los factores antinutricionales, entre ellos, la lipoxigenasa, enzima responsable
del enranciamiento oxidativo de las grasas; logrando un material más uniforme y
mejorando la calidad del producto. El proceso Hidrotérmico basado en la inyección de
vapor a baja presión involucra menor daño físico hacia los granos de soya; se alcanzan
temperaturas de 85 a 100 °C, menores en comparación al método de extrusión y tostado
de 130 a 180°C; sin embargo, el tiempo de retención de los granos dentro del equipo es
de 15 a 60 minuto, mas prolongado en comparación con el proceso de tostado, 1 a 3
minutos, y extrusión, 30 a 60 segundos; logrando inactivar de una manera eficiente los
factores antinutricionales presentes en el grano, asimismo el uso de vapor otorga mayor
uniformidad al producto final. El proceso de tostado aplica calor seco a la superficie de
los granos dejando en gran parte las células de grasa intactas; debido a ello, la
disponibilidad de los nutrientes es menor en comparación con el método de extrusión;
sin embargo, el grado de humedad en el grano disminuye en un 30% debido al calor
generado con lo cual se obtiene un producto con mayor concentración de nutrientes.
Es importante señalar que la eficiencia del proceso depende de controlar las variables de
temperatura, humedad y tiempo acondicionadas para cada equipo. Si las condiciones
son deficientes (poca duración del proceso, bajas temperaturas, etc.) no se logran
inactivar los factores antinutricionales de manera efectiva; por otro lado, en condiciones
extremas ocasionaría la destrucción irreversible de algunos aminoácidos esenciales así
como la reducción en la digestibilidad de las grasas. En ambos casos, se altera la
disponibilidad de los nutrientes, independiente del proceso que haya sido utilizado.
Asimismo, la desuniformidad en los granos y en la molienda previa al procesamiento,
son factores adicionales que ocasionarían el sub y sobrecalentamiento de la soya
integral.
Al analizar el índice de actividad ureásica (IAU) y el porcentaje de proteína soluble (PS)
como pruebas de calidad, los resultados nos muestran para la HIS tostada y extruída un
% de PS ligeramente menor a los rangos óptimos, lo que indica n exceso de calor no
muy severo para las harinas mencionadas; sin embargo, los IAU determinados se
encuentran dentro de los rangos aceptables, con lo cual se asume que la HIS extruída ha
8
sido procesada en óptimas condiciones. Por otro lado, para la HIS tostada el IAU
cercano al límite que considera una harina sobrecalentada, estaría reflejando cierto daño
térmico que afectaría la calidad y disponibilidad de aminoácidos e indirectamente los
valores de EMAn; si bien el IAU es comúnmente usado para evaluar la calidad de la
soya, éste índice resulta favorable en condiciones de subcalentamiento de los granos,
pero es cuestionada debido a que valores cercanos a cero indican la destrucción de los
factores antinutricionales, pero no ofrecen seguridad para determinar cuan severo ha
sido el sobreprocesamiento. Swick (1994) menciona que el valor nutritivo de algunas
soyas comerciales es bastante aceptable a pesar de que el IAU se encuentra muy por
debajo de lo normal y ha dado buenos resultados en la performance del pollo. Por otro
lado, Ward (1996) asegura que un IAU de cero no necesariamente indica una soya
dañada por el calor. Los resultados muestran para la HIS hidrotérmica óptimas
condiciones con excepción del IAU por encima del rango normal; no obstante, algunos
autores consideran un tratamiento térmico insuficiente cuando el incremento de pH es
mayor a 0.3 (Monari, 1996).
Las distintas variedades de granos de soya, el suelo y las condiciones ambientales de
cultivo son factores que influyen asimismo en el contenido nutricional de la soya
integral y consecuentemente en los valores energéticos del producto final.
Los estudios realizados en harina integral de soya, mencionan diferentes valores de
EMAn en base seca. El INRA (1989), reporta un valor de.382 Mcal/kg para una soya
con 20% de grasa y 42% de proteína; NRC (1994) 3.667 Mcal/kg para una soya con
20% de grasa y 41% de proteína; y FeedStuffs (1997) 3.722 Mcal/kg para una soya con
42% de proteína y 20% de grasa. El valor de 3.689 Mcal/kg de EMAn determinado para
la HIS tostada, resultó similar al reportado por el NRC (1994) y FeedStuffs (1997). Por
otro lado, Wiseman (1994) obtuvo valores superiores de 4.144 Mcal/kg de EMAn para
una soya integral tostada con 43% de proteína y 22% de grasa en base seca.
La EMAn obtenida para HIS extruída en estudio, 4.183 Mcal/kg, no coincide con los
reportados por Wiseman (1994) de 4.756 Mcal/kg en base seca, bajo el método de
extrusión húmeda y 4.622 Mcal/kg de EMAn por extrusión seca y son ligeramente
menores a la EMAn del INRA (1989).
9
El valor de EMAn determinado para HIS hidrotérmica, 3.814 Mcal/kg en base seca,
resultó superior al obtenido por Luna (1999) de 3.757 Mcal/kg de EMAn en base seca,
evaluando el mismo ingrediente, con el aporte de 39% de proteína y 21% de grasa. No
se han encontrado otros estudios realizados bajo este método de procesamiento.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
1. Los valores de energía metabolizable aparente corregida por nitrógeno de la harina
integral de soya sometida al proceso de tostado, extrusión e hidrotérmico
determinados por el método de colección total en base tal como ofrecido fueron
3.359 ± 0.044 Mcal/kg, 3.758 ± 0.090 Mcal/kg y 3.512 ± 0.022 Mcal/kg
respectivamente, mostrando diferencias estadísticas entre sí.
2. Se recomienda usar el valor de 3.359, 3.758 y 3.512 Mcal/kg de energía
metabolizable para la harina integral de soya tostada, extruída e hidrotérmica
respectivamente, en la formulación de dietas comerciales para polos de carne, por
presentar una baja variabilidad en los resultados.
3. Se recomienda el uso de las harinas integrales de soya en estudio en la formulación
de dietas balanceadas para pollo de carne, por presentar valores energéticos
elevados.
4. Se recomienda comparar los valores energéticos obtenidos bajo el método de
colección total, con otros métodos de determinación de energía metabolizable.
5. Se recomienda evaluar niveles óptimos de inclusión de las harinas integrales de soya
en estudio en dietas para pollos de carne, para cada fase de alimentación.
BIBLIOGRAFÍA
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10
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acid nutrition of swine. Technical Bulletins. American Soybean Association.
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12

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  • 1. DETERMINACIÓN DE LA ENERGÍA METABOLIZABLE APARENTE PARA AVES DE HARINA INTEGRAL DE SOYA DE TRES PROCESOS POR EL MÉTODO DE COLECCIÓN TOTAL Víctor Vergara1 , Mabis Ramírez2 y Gladys Díaz3 RESUMEN El presente trabajo de investigación tuvo por finalidad determinar la energía metabolizable aparente corregida por nitrógeno de la harina integral de soya tostada, harina integral de soya extruída y harina integral de soya hidrotérmica en pollos de carne por el método de colección total. Se utilizaron 120 pollos de carne machos de un día de edad de la línea Cobb, los que fueron distribuidos al azar en grupos de 10 pollos cada uno. Se emplearon 4 dietas, una referencial y tres experimentales, con 3 repeticiones cada una. La dieta referencial contenía 50% de glucosa y fue formulada para aportar los requerimientos nutricionales de la línea. Para las dietas experimentales se reemplazó el 30% de la glucosa por los tres tipos de harina integral de soya. Las muestras de excretas y dietas fueron sometidas a un análisis proximal y de energía bruta. Los valores promedio de Energía Metabolizable Aparente para la harina integral de soya tostada, extruída e hidrotérmica en base tal como ofrecido fueron 3.359± 0.044 Mcal/kg, 3.758 ± 0.090 Mcal/kg y 3.512 ± 0.022 Mcal/kg, respectivamente. INTRODUCCIÓN La industria de alimentos balanceados viene afrontando en estos últimos años, situaciones críticas de escasez, baja calidad y constantes alzas de precios, que han 1 Ingeniero Zootecnista. Universidad Nacional Agraria La Molina. 2 Ingeniero Zootecnista, MSc. en Nutrición. Jefe del Programa de Investigación y Proyección Social en Alimentos. Profesor Principal Departamento Académico de Nutrición. Universidad Nacional Agraria La Molina. 3 Ingeniero Zootecnista, MSc. en Nutrición. Investigador Asociado al Programa de Investigación y Proyección Social en Alimentos. Universidad Nacional Agraria. 1
  • 2. limitado el uso de algunos insumos tradicionales, ello nos ha llevado a la búsqueda de nuevas fuentes alimentarias como una alternativa para optimizar la formulación de alimentos balanceados para aves. La harina integral de soya es un producto de alto valor nutricional; el aceite de soya le otorga un elevado nivel energético (3.4 – 4.2 Mcal/kg); asimismo, contribuye con un menor aporte proteico en comparación con la torta de soya; pero los aminoácidos presentes en este ingrediente son altamente biodisponibles; teniendo como ventaja adicional, que el aceite contenido en el grano es de mejor calidad que los aceites comúnmente utilizados, lo cual mejora la presentación física del alimento en comparación con las grasas añadidas y facilita su manejo. El procesamiento implica moler los granos enteros de soya sometidos a un tratamiento térmico para inactivar los factores antinutricionales presentes (inhibidores de proteasas, lipoxigenasas, hemoglutininas, etc.), los cuales limitan su uso (Mateos y Salado, 1999). Ward (1996) menciona como rangos aceptables 75 a 85% de proteína soluble y 0.05 a 0.20 de incremento de pH para la actividad ureásica, que reflejan la cocción adecuada de los granos. Por encima de los valores mencionados, el preso es deficiente (soya cruda), mientras que valores inferiores se relacionan con un procesamiento exagerado (soya quemada). Los métodos comúnmente utilizados para procesar la soya son el tostado, extrusión e hidrotérmico. El proceso de tostado o sistema de llama directa, somete la superficie del grano a la acción directa de calor seco (sin vapor), por un tiempo aproximado de uno a tres minutos. Se alcanza temperaturas de 130 a 170°C dependiendo del grado de humedad y tamaño del grano (Bates, 1994; Monari, 1996). La extrusión seca involucra la molienda previa del grano, siendo posteriormente forzado a pasar por un tornillo sinfín y a través de un dado con orificios que se abren hacia el exterior. La fricción entre el tornillo y el dado genera cambios de alta presión en el interior del equipo y baja presión a la salida del dado, lo que permiten la expansión, ruptura de la estructura celular y suficiente calor como para desactivar los factores antinutricionales. El tiempo de retención del grano dentro del extrusor varía de 30 a 60 segundos con rango de temperatura entre 150 a 170 °C. La extrusión húmeda acondiciona un sistema de inyección de vapor previa a la extrusión y dentro del extrusor para obtener un producto 2
  • 3. final con humedad razonable. El proceso hidrotérmico consiste en la inyección de vapor a baja presión hacia los granos de soya enteros o molidos durante un periodo de 15 a 60 minutos. Previamente humedecidos por aplicación directa de vapor a una temperatura de 85 a 100 °C, se someten a un proceso de acondicionamiento con vapor directo dentro de un reactor de varios pisos o cámaras de tratamiento en forma continua. La fase inicial incluye el paso de los granos por un secador (Buitrago, 1992; Bates, 1994). Buitrago (1992), afirma que los procesos que involucra la ruptura de las paredes celulares de los esferosomas, mejoran la disponibilidad del aceite almacenado en el interior, elevando el valor energético de la harina integral de soya; debido a ello, la extrusión que combina el calor y daño físico, se asocia con los niveles energéticos más altos. No obstante, la molienda o peletizado en combinación con los procesos térmicos utilizados (tostado, micronización, hidrotérmico, etc.) modifican también la estructura celular del aceite y son igualmente efectivos (Wiseman, 1997; Monari, 1996; Russett, 1997). La energía metabolizable (EM) se obtiene por diferencia entre el calor de combustión del alimento y el calor de combustión de las heces, orina y productos gaseosos; siendo la energía contenida en los gases insignificante, la EM se calcula de los valores calóricos del alimento y de la excreta (Rojas, 1979). En aves en crecimiento el nitrógeno es retenido para la síntesis de proteína, por lo tanto se habla de Energía Metabolizable Aparente corregida por nitrógeno (EMAn); Hill y Anderson (1958), usaron un valor de corrección de 8.22 kcal/g de nitrógeno para simplificar la oxidación del tejido proteico que producirá tres unidades de ácido úrico como único producto de excreción. Para la determinación de la EMA las aves son alimentadas ad libitum por un período de tres semanas donde los últimos tres días son necesarios para la colección de la excreta y la cuantificación del alimento ingerido denominándose como la técnica de colección total, pudiéndose prescindir de ello con el uso de indicadores. El objetivo del presente trabajo de investigación fue determinar el contenido de Energía Metabolizable Aparente corregida por nitrógeno para aves de tres harinas integrales de soya procesadas bajo diferentes métodos, utilizando la técnica de colección total. 3
  • 4. MATERIALES Y MÉTODOS La presente investigación se llevó a cabo en las instalaciones del laboratorio de Evaluación Biológica de alimentos del departamento de Nutrición de la Universidad Nacional Agraria La Molina y la preparación del alimento se realizó en la Planta de Alimentos Balanceados. Los análisis químicos se efectuaron en los laboratorios de Evaluación Nutricional de Alimentos y en el Instituto de Investigación Nutricional. Se utilizaron 120 pollos machos de la línea Cobb, de un día de edad, distribuidos al azar en doce unidades experimentales de 10 pollos cada uno, con pesos uniformes, los cuales fueron alojados en dos baterías metálicas con calefacción. Los productos de evaluación fueron tres tipos de harina integral de soya (HIS) procesadas bajo distintos métodos: Tostado (HIS Boliviana), Extruído (HIS Nacional) e Hidrotérmico (HIS Boliviana). El análisis químico de éstos ingredientes se presenta en el Cuadro 1. Para el control de calidad se determinaron los índices de proteína soluble y actividad ureásica. Cuadro 1. Análisis químico de las harinas integrales de soya Harina Integral de Soya Análisis químico Tostada Extruída Hidrotérmica Humedad, % 8.96 10.16 7.90 Proteína, % 35.40 36.15 36.74 Grasa, % 22.36 18.50 16.96 Fibra, % 4.37 5.43 4.30 Ceniza, % 4.65 4.10 4.85 ELN, % 24.26 25.66 29.25 Proteína Soluble en KOH, % 74.23 72.69 76.12 Actividad Ureásica (pH) 0.07 0.10 0.26 La Energía Metabolizable Aparente corregida por nitrógeno de las harinas integrales de soya se determinó usando el método de Hill et al. (1960), para lo cual se utilizaron cuatro dietas: una dieta referencial y tres experimentales. La dieta referencial contenía 50% de glucosa e ingredientes comúnmente utilizados en la alimentación de aves y fue formulada para aportar los requerimientos nutricionales de la línea. Para las dietas experimentales se reemplazó el 30% de la glucosa por la harina integral de soya siendo 4
  • 5. la dieta I: HIS Tostada, dieta II: HIS Extruída y la dieta III: HIS Hidrotérmica. La composición porcentual y el valor nutritivo estimado de las dietas referencial y experimental se presentan en el Cuadro 2. Cuadro 2. Composición porcentual y valor nutritivo estimado de las dietas referencial y experimental Ingredientes Dieta referencial Dieta experimental Glucosa Harina integral de soya Torta de soya Harina de pescado Maíz Carbonato de calcio Fosfato dicálcico DL-Metionina Premezcla de vit.+min. Cloruro de colina, 60% Sal 50.00 - 34.00 8.00 3.80 1.30 1.10 0.30 0.10 0.13 0.25 20.00 30.00 34.00 8.00 3.80 1.30 1.10 0.30 0.10 0.13 0.25 Total 100.00 100.00 Valor nutritivo EM, Mcal/ kg Proteína, % Lisina, % Metionina, % Metionina – Cistina, % Calcio, % Fósforo disponible, % Sodio, % 3.10 21.00 1.41 0.65 0.96 1.10 0.48 0.18 3.16 31.97 2.16 0.74 1.28 1.19 0.55 0.20 Los pollos fueron pesados al inicio para homogenizar las repeticiones entre tratamientos y al final del período de evaluación (21 días). Durante los primeros 7 días, todos los tratamientos recibieron la dieta referencial; en los siguientes 14 días se suministró las dietas experimentales a cada tratamiento quedando un tratamiento con la dieta referencial. El suministro de alimento y agua fue ad libitum. La medición del alimento ingerido y la excreta fue durante los últimos 3 días. Las excreta fue colectada los últimos 3 días cada 24 horas, entre 19 y 21avo día empleando plásticos, colocados sobre las bandejas de colección. Asimismo se eliminaron los restos de escamas, plumones y alimento. 5
  • 6. Se pesaron las excretas y se tomaron muestras para determinar la humedad. Las excretas refrigeradas y homogenizadas, fueron deshidratadas parcialmente en una estufa con aire caliente a una temperatura de 60°C a 70°C. Posteriormente fueron molidos en molino Willey y tamiz # 20, almacenándolos en frascos de vidrio para posteriores análisis. Para la determinación de la EMA por la técnica de colección total fue necesario medir el consumo de alimento y la cantidad de excreta producida en los 3 días de colección. Las energías brutas de las dietas y de las excretas fueron determinadas usando el calorímetro adiabático Parr. La energía metabolizable de las dietas se determinó restando de la energía bruta de la dieta la energía excretada por gramo de dieta, corrigiéndose los valores hallados a un balance de nitrógeno igual a cero. Para el cálculo de la EMAn de la harina integral de soya (HIS), se empleó la siguiente fórmula según Hill et al. (1960): EM/g del ingrediente = 3.64 –EM/g Dieta Referencial - EM/g Dieta Experimental Porcentaje de sustitución Donde: 3.64= Energía Metabolizable de la glucosa en kcal/g determinado experimentalmente por Anderson et al. (1958) Porcentaje de sustitución = 0.30 EM por g Dieta = EB por g Dieta – Energía excretada por g Dieta - 8.22 x g N retenido por g Dieta EB por g de Dieta: determinada en la Bomba Calorimétrica. Energía excretada por g Dieta = EB Excreta x g Excreta g Dieta Se utilizó un Diseño Completamente al Azar (DCA), para los datos de EMAn de los tres tipos de harina integral de soya; asimismo, se utilizó un DCA para evaluar el comportamiento productivo a los 21 días. Para la comparación de medias se utilizó la prueba de Duncan (Calzada, 1982). RESULTADOS Y DISCUSIÓN El peso final, ganancia de peso y consumo de alimento a los 21 días de edad no mostraron diferencias significativas (P>0.05) para las dietas evaluadas. Sin embargo, 6
  • 7. para la conversión alimenticia las dietas experimentales con HIS extruída y HIS tostada resultaron más eficientes en comparación con la dieta referencial. El contenido de EMAn de los tres tipos de harina integral de soya en base seca por la técnica de colección total se muestra en el Cuadro 3. El valor de EMAn para HIS tostada en base seca, fue de 3.689 ± 0.044 Mcal/kg la cual aportó 38.9% de proteína y 24.6% de grasa. En base fresca, el valor fue de 3.359 Mcal/kg (91.04% de materia seca). Para la HIS extruída se determinó un valor de 4.183 ± 0.090 Mcal/kg aportando un 40.2% de proteína y 20.6% de grasa en base seca. En base fresca el valor fue de 3.758 Mcal/kg (89.84% de materia seca). Para la HIS hidrotérmica, el valor de EMAn fue de 3.814 ± 0.022 Mcal/kg para una harina con 39.9% de proteína y 18.4% de grasa en base seca. En base fresca el valor fue de 3.512 Mcal/kg (92.10% de materia seca). Los coeficientes de variabilidad para HIS tostada, extruída e hidrotérmica fueron 1.187%, 2.154% y 0.576%, respectivamente. Los resultados obtenidos reflejan una baja variabilidad y mayor precisión en los resultados. Cuadro 3. Contenido de Energía Metabolizable Aparente corregida por nitrógeno (EMAn) de la harina integral de soya tostada, extruída e hidrotérmica Dieta Referencial Dieta Experimental HIS tostada HIS extruída HIS hidrotérmica EB Dieta (Mcal/kg) 4.126 4.829 4.770 4.689 EB Excreta (Mcal/kg) 3.703 3.854 3.966 4.008 Excreta (g) 19.250 30.292 26.818 25.641 Consumo (g) 85.604 78.412 84.988 81.170 Relación excreta/consumo 0.225 0.386 0.316 0.316 Corrección por nitrógeno (Mcal/kg) 0.176 0.209 0.238 0.253 EMAn de las dietas (Mcal/kg) 3.117 3.132 3.281 3.170 EMAn de la Harina Integral de Soya (Mcal/kg) 3.689c 4.183a 3.814b a,b,c , Promedios con letras iguales no son estadísticamente diferentes (Duncan, α=0.05). Los diferentes valores obtenidos son atribuibles al método de procesamiento. En el proceso de extrusión se alcanza el grado máximo de disponibilidad de nutrientes, su procesamiento involucra la presión y fricción mecánica sobre los granos de soya provocando la ruptura de las estructuras celulares que almacenan el aceite, haciéndolo 7
  • 8. más disponible y elevando los valores energéticos. Asimismo, los granos se hinchan y revientan al ser expuestos a condiciones de alta y baja presión y el calor generado inactiva los factores antinutricionales, entre ellos, la lipoxigenasa, enzima responsable del enranciamiento oxidativo de las grasas; logrando un material más uniforme y mejorando la calidad del producto. El proceso Hidrotérmico basado en la inyección de vapor a baja presión involucra menor daño físico hacia los granos de soya; se alcanzan temperaturas de 85 a 100 °C, menores en comparación al método de extrusión y tostado de 130 a 180°C; sin embargo, el tiempo de retención de los granos dentro del equipo es de 15 a 60 minuto, mas prolongado en comparación con el proceso de tostado, 1 a 3 minutos, y extrusión, 30 a 60 segundos; logrando inactivar de una manera eficiente los factores antinutricionales presentes en el grano, asimismo el uso de vapor otorga mayor uniformidad al producto final. El proceso de tostado aplica calor seco a la superficie de los granos dejando en gran parte las células de grasa intactas; debido a ello, la disponibilidad de los nutrientes es menor en comparación con el método de extrusión; sin embargo, el grado de humedad en el grano disminuye en un 30% debido al calor generado con lo cual se obtiene un producto con mayor concentración de nutrientes. Es importante señalar que la eficiencia del proceso depende de controlar las variables de temperatura, humedad y tiempo acondicionadas para cada equipo. Si las condiciones son deficientes (poca duración del proceso, bajas temperaturas, etc.) no se logran inactivar los factores antinutricionales de manera efectiva; por otro lado, en condiciones extremas ocasionaría la destrucción irreversible de algunos aminoácidos esenciales así como la reducción en la digestibilidad de las grasas. En ambos casos, se altera la disponibilidad de los nutrientes, independiente del proceso que haya sido utilizado. Asimismo, la desuniformidad en los granos y en la molienda previa al procesamiento, son factores adicionales que ocasionarían el sub y sobrecalentamiento de la soya integral. Al analizar el índice de actividad ureásica (IAU) y el porcentaje de proteína soluble (PS) como pruebas de calidad, los resultados nos muestran para la HIS tostada y extruída un % de PS ligeramente menor a los rangos óptimos, lo que indica n exceso de calor no muy severo para las harinas mencionadas; sin embargo, los IAU determinados se encuentran dentro de los rangos aceptables, con lo cual se asume que la HIS extruída ha 8
  • 9. sido procesada en óptimas condiciones. Por otro lado, para la HIS tostada el IAU cercano al límite que considera una harina sobrecalentada, estaría reflejando cierto daño térmico que afectaría la calidad y disponibilidad de aminoácidos e indirectamente los valores de EMAn; si bien el IAU es comúnmente usado para evaluar la calidad de la soya, éste índice resulta favorable en condiciones de subcalentamiento de los granos, pero es cuestionada debido a que valores cercanos a cero indican la destrucción de los factores antinutricionales, pero no ofrecen seguridad para determinar cuan severo ha sido el sobreprocesamiento. Swick (1994) menciona que el valor nutritivo de algunas soyas comerciales es bastante aceptable a pesar de que el IAU se encuentra muy por debajo de lo normal y ha dado buenos resultados en la performance del pollo. Por otro lado, Ward (1996) asegura que un IAU de cero no necesariamente indica una soya dañada por el calor. Los resultados muestran para la HIS hidrotérmica óptimas condiciones con excepción del IAU por encima del rango normal; no obstante, algunos autores consideran un tratamiento térmico insuficiente cuando el incremento de pH es mayor a 0.3 (Monari, 1996). Las distintas variedades de granos de soya, el suelo y las condiciones ambientales de cultivo son factores que influyen asimismo en el contenido nutricional de la soya integral y consecuentemente en los valores energéticos del producto final. Los estudios realizados en harina integral de soya, mencionan diferentes valores de EMAn en base seca. El INRA (1989), reporta un valor de.382 Mcal/kg para una soya con 20% de grasa y 42% de proteína; NRC (1994) 3.667 Mcal/kg para una soya con 20% de grasa y 41% de proteína; y FeedStuffs (1997) 3.722 Mcal/kg para una soya con 42% de proteína y 20% de grasa. El valor de 3.689 Mcal/kg de EMAn determinado para la HIS tostada, resultó similar al reportado por el NRC (1994) y FeedStuffs (1997). Por otro lado, Wiseman (1994) obtuvo valores superiores de 4.144 Mcal/kg de EMAn para una soya integral tostada con 43% de proteína y 22% de grasa en base seca. La EMAn obtenida para HIS extruída en estudio, 4.183 Mcal/kg, no coincide con los reportados por Wiseman (1994) de 4.756 Mcal/kg en base seca, bajo el método de extrusión húmeda y 4.622 Mcal/kg de EMAn por extrusión seca y son ligeramente menores a la EMAn del INRA (1989). 9
  • 10. El valor de EMAn determinado para HIS hidrotérmica, 3.814 Mcal/kg en base seca, resultó superior al obtenido por Luna (1999) de 3.757 Mcal/kg de EMAn en base seca, evaluando el mismo ingrediente, con el aporte de 39% de proteína y 21% de grasa. No se han encontrado otros estudios realizados bajo este método de procesamiento. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1. Los valores de energía metabolizable aparente corregida por nitrógeno de la harina integral de soya sometida al proceso de tostado, extrusión e hidrotérmico determinados por el método de colección total en base tal como ofrecido fueron 3.359 ± 0.044 Mcal/kg, 3.758 ± 0.090 Mcal/kg y 3.512 ± 0.022 Mcal/kg respectivamente, mostrando diferencias estadísticas entre sí. 2. Se recomienda usar el valor de 3.359, 3.758 y 3.512 Mcal/kg de energía metabolizable para la harina integral de soya tostada, extruída e hidrotérmica respectivamente, en la formulación de dietas comerciales para polos de carne, por presentar una baja variabilidad en los resultados. 3. Se recomienda el uso de las harinas integrales de soya en estudio en la formulación de dietas balanceadas para pollo de carne, por presentar valores energéticos elevados. 4. Se recomienda comparar los valores energéticos obtenidos bajo el método de colección total, con otros métodos de determinación de energía metabolizable. 5. Se recomienda evaluar niveles óptimos de inclusión de las harinas integrales de soya en estudio en dietas para pollos de carne, para cada fase de alimentación. BIBLIOGRAFÍA Bates, L. 1994. Dry heat processing of full-fat soybeans and other ingredients. Technical Bulletin. American Soybean Association. Singapore. Pp:1-5. Buitrago, J. 1992. Soya integral en alimentación animal. Asociación Americana de Soya. Editorial Artropos Ltda.. Bogotá. 10
  • 11. Calzada, J. 1982. Métodos Estadísticos para la Investigación. Lima- Perú. Del Río, J. 1988. Contenido de Energía Metabolizable de Lemna gibba y Wolffia arrhiza determinados en pollos de carne por tres métodos. Tesis para optar el Título de Ing. Zootecnista. Universidad Nacional Agraria La Molina. Feedstuffs. 1997. Reference Issue. Vol 69. N° 30. Hill, F. W. y D. L. Anderson. 1958. Comparison of metabolizable energy and production energy determination with growing chicks. Journal Nutrition 64:587- 603. Hill, F. W. y R. Renner. 1960. The metabolizable energy of soybean oil meals, soybean mill feeds and soybean hulls for the growing chicks. Poultry Sci. 39: 579. INRA. 1989. Alimentación de los Animales Monogástricos: cerdos, conejos y aves. Editorial Mundiprensa, Madrid. Lei, K. y S. Slinger. 1970. Factors affecting the metabolizable energy content. Can. J. Anim. Sci. 50:285. Luna, A. 2000. Determinación de la Energía Metabolizable y Comportamiento productivo de la harina Integral de Soya Boliviana de proceso Hidrotérmico en Pollos de Carne. UNALM. Tesis para optar el Grado de Magister Scientiae. Mateos, G. y S. Salado. 1999. Recent developments in the use of fullfat soybeans in diets for poultry. Animal Production. U.P. Madrid. Pp 1-16. Monari, S. 1996. La soya integral en la alimentación animal. Asociación Americana de Soya. Madrid. National Research Council (NRC). 1994. Nutrient Requirements of Poultry Ninth Revised Edition. National Academy Press. Washington D.C. Pilares, D. 1996. Determinación de la Energía Metabolizable de la Grasa Ácida, Estearina y Ácidos Grasos de Pescado en pollos de carne. Tesis para optar el Grado de Magister Scientiae. Universidad Nacional Agraria La Molina. 11
  • 12. Russett, C. 1997. Full-fat soybeans in diets of young pigs. Chemurgy Report from Research. Animal Nutrition. Central Soya. Pp:1-16. Rojas, W. 1979. Nutrición Animal Aplicada. Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima-Perú. Swick. R. 1994. Soybean quality. American Soybean Association. Singapore. Ward, N. 1996. Quality considerations of soybeans meals. Wiseman, J. 1994. Full fat soybean oils and fats in poultry nutrition. American Soybean Association. Brussels. Pp:3-15 Wiseman, J. 1997. Processing of full fat soybean meal to maximize energy and amino acid nutrition of swine. Technical Bulletins. American Soybean Association. Singapore. Pp:1-5 12