Caracterización del proceso fermentativo de ensilajes de residuos orgánicos de plantas procesadoras de piña (Ananas comosus) y china (Citrus sinensis) y su evaluación en dietas para ovinos

Abstract

Three experiments were conducted to evaluate the fermentative characteristics, nutritional value, and aerobic stability of organic residues from fruit processing plants. Pineapple (Ananas comosus) and orange (Citrus sinensis) residues were fermented in laboratory micro-silos constructed with PVC for 0, 4, 7, 11, 29 and 65 days with a complete randomized design (CRD). Triplicate samples from each residue and fermentation period (d) were analyzed for pH, microbial succession [coliforms, (C); lactic acid-producing bacteria, (LAPB); molds and yeast, (MY)], chemical composition, and fermentation end-products. Data were analyzed using the GLM procedure of SAS and Bonferroni t-test for comparison of means. To evaluate nutritional value, voluntary intake and apparent digestibility of DM, NDF, and CP were determined. Nine crossbred rams were assigned to 3 dietary treatments: 100% naturalized tropical grass hay (NTGH, control) and 20% of substitution of NTGH with fermented fruit residue of pineapple (PS) and orange (OS). Daily rations were offered at 3% of the animal body weight (DM basis). Data were analyzed as a 3 x 3 latin square design using the GLM procedure of SAS and Bonferroni t-test for comparison of means. To determine the aerobic stability of PS and OS after 29 or 65 day of fermentation, triplicate samples from fermented residue of each fruit were exposed to air for 5 days. Sub-samples were taken after 1, 3, and 5 days and analyzed to determine changes in pH, microbial populations [total bacteria, (TB); MY]. The recovery of fermented product was calculated after 1, 3 and, 5 days of aerobic exposure. Temperature was monitored periodically. Data were analyzed as CRD with a factorial arrangement a using the GLM procedure of SAS and Bonferroni t-test for comparison of means. The organic residues had a low DM and CP percentage (12.96 and 3.86 for pineapple and 24.28 and 5.78 for oranges residues). While the NDF percentage were 43.37 and 16.28 for pineapple and orange residues respectively. Final pH was 3.21 and 3.32 for PS and OS, respectively. During the whole fermentation and for both silages, populations of C were not detected, while LAPB and MY showed typical microbial growth. After 65 d of fermentation, lactic acid was the main end-product associated with the fermentation process (1.02 and 0.90 % for PS and OS respectively). Concentrations of acetic acid were 0.98% in PS and 0.19% in OS and butyric acid was not detected in either silage. Both, PS and OS were consumed well by the animals. No differences were detected in vivo among diets evaluated in voluntary intake of DM (2.19, 2.12 and 2.17% of live weight daily) nor in apparent digestibility of DM (52.2, 56.0 and 54.7%) of NDF (54.4, 55.8 and 51.9%) or of CP (43.0, 44.1 and 50.6%). Both fermented fruit residues were unstable upon aerobic exposure, PS after 1 day when fermented 29 d and OS after 3 days when fermented 65 d. These combined, fermentation process and in vivo feeding results, indicate that silage production is a viable and potentially beneficial alternative for the disposal of organic residues from orange and pineapple fruit processing plants. Prolongation of the fermentation period (2 month) helps to delay aerobic deterioration of the silage after opening the silo.

Se realizaron tres experimentos para evaluar las características fermentativas, valor nutritivo y estabilidad aeróbica de residuos orgánicos provenientes de plantas procesadoras de frutas. Residuos de piña (Ananas comosus) y china (Citrus sinensis) fueron ensilados en micro-silos de laboratorio construidos con PVC y ensilados durante 0, 4, 7, 11, 29 y 65 días según un diseño completamente aleatorizado (DCA). Muestras en triplicado de cada residuo y periodo de fermentación (d) fueron analizados para determinar pH, sucesión microbiana [coliformes, (C); bacterias productoras de ácido láctico, (BPAL); hongos y levaduras, (HL)], composición química y productos de fermentación. Los datos fueron analizados utilizando el procedimiento GLM de SAS y la prueba de t- Bonferroni para separación de medias. Para evaluar el valor nutritivo se determinó el consumo voluntario y digestibilidad aparente de materia seca (MS). Se asignaron 9 corderos criollos a tres tratamientos: 100% de heno de gramíneas tropicales naturalizadas (HGTN, control) y 20% de sustitución de HGTN con residuos fermentados de china (EC) o piña (EP). Las raciones diarias se ofrecieron al 3% del peso vivo de los animales en base seca. Los datos fueron analizados según un cuadrado latino 3 x 3 utilizando el procedimiento GLM de SAS y la prueba de t- Bonferroni para separación de medias. El diseño experimental fue Para determinar la estabilidad aeróbica de EP y EC después de 29 o 65 días de fermentación, muestras en triplicado de cada residuo de fruta fermentado fueron expuestos al aire durante 5 días. Se tomaron sub-muestras después de 1, 3 y 5 días y se analizaron para determinar cambios en pH, poblaciones microbianas [bacterias totales, BT; HL]. La recuperación del producto fermentado fue calculada después de 1, 3 y 5 días de exposición al aire. La temperatura fue monitoreada periódicamente. Los datos fueron analizados según un DCA con un arreglo factorial utilizando el procedimiento GLM de SAS y la prueba de t- Bonferroni para separación de medias. Los residuos orgánicos tuvieron porcentajes bajos de MS y PB (12.96 y 3.86 para piña y 24.28 y 5.78 para china). Mientras que los porcentajes de FDN fueron 43.37 y 16.28 para los residuos de piña y china, respectivamente. El pH final fue de 3.21 y 3.32 para EP y EC, respectivamente. Durante toda la fermentación y para ambos ensilajes, no se detectaron poblaciones de C, mientras que BPAL y HL presentaron un crecimiento microbiano típico. Después de 65 d de fermentación el ácido láctico fue el principal producto asociado con el proceso de fermentación, (1.02 y 0.90% para EP y EC, respectivamente). También se detectaron concentraciones de ácido acético de 0.98% en EP y 0.19% en EC y ácido butírico no fue detectado en ninguno de los dos ensilajes. Tanto el EP como el EC fueron consumidos bien por los corderos. No se detectaron diferencias entre las dietas evaluadas in vivo ni para consumo voluntario de MS (2.19, 2.12 y 2.17% del peso vivo diariamente) ni digestibilidad aparente de MS (56.0, 54.7 y 52.2%) y tampoco de FDN (54.4, 55.8 y 51.9%) y PB (43.0, 44.1 and 50.6%). Ambos residuos fermentados fueron inestables al exponerse a condiciones aeróbicas, el EP después de 1 d, luego de fermentarse por 29 d y EC después de 3 d, luego de fermentarse por 65d. Los resultados combinados del proceso fermentativo y la prueba de alimentación in vivo indican que la producción de ensilajes es una alternativa viable y potencialmente beneficiosa para la disposición de residuos orgánicos de plantas procesadoras de las frutas de piña y china. El periodo de fermentación prolongado (2 meses) ayuda a retrasar el deterioro aeróbico del ensilaje luego de abrir el silo.