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Revista Computadorizada de Producción Porcina Volumen 22 (número 1) 2015 Conservación de raíces de yuca fresca/conservation of fresh cassava roots


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1 CINÉTICA DE CONSERVACIÓN DE RAICES DE YUCA EN AGUA M. Macías, R. Herrera y Olga Martínez Instituto de Investigaciones Porcinas. Gaveta Postal No. 1, Punta Brava. La Habana, Cuba RESUMEN Se reprodujo en condiciones de laboratorio la práctica desarrollada por campesinos cubanos de la región central del país, en la conservación de las raíces de yuca en agua para su posterior utilización como fuente de alimento para los cerdos. Se probó el efecto de añadir o no 20 ml de yogur de soya al agua que recubría 700 g de raíces peladas y picadas, conservadas en microsilos de dos kg, durante 1, 3, 5 y 7 días, o 9, 16, 21 y 31 días, de acuerdo con un arreglo factorial donde los factores fueron la adición de yogur o una y de dos a cuatro semanas de conservación. No hubo en ningún caso manifestación organoléptica de deterioro en las raíces conservadas. No se encontró efecto significativo (P>0.05) en la interacción yogur x semanas de conservación. Tampoco hubo efecto significativo (P>0.05) por la adición o no de yogur. Después de siete días de conservación el ph cayó significativamente (P<0.001) y la acidez total aumentó también significativamente (P<0.001). No hubo cambios de importancia en la concentración de amoníaco y AGCC durante el mes transcurrido con las yucas conservadas en agua. La concentración de ácido láctico se correspondió con la disminución del ph, lo que creó las condiciones óptimas necesarias para inhibir la proliferación de microorganismos no deseados, y así garantizó la conservación de las raíces de yuca. Se comprobó además, que al menos en las condiciones en que se desarrollaron estos estudios, la adición de yogur no representó una ventaja manifiesta en el comportamiento del silo. Palabras claves: raíces de yuca, conservación, fermentación, yogur, alimentación, cerdos Titulo corto: Conservación de raíces de yuca frescas KINETICS OF CONSERVATION OF CASSAVA ROOTS IN WATER SUMMARY The practice developed by Cuban farmers from the central region of the country consisting in conservation of cassava roots under water and thereafter using it for feeding pigs, was reproduced at laboratory scale. The effect of addition of 20 ml soybean yoghurt to the water covering 700 g pf peeled and chopped cassava roots conserved in 2 kg microsilos during 1, 3, 5 and 7 days, and 9,16, 21 and 31 days, according to a factorial arrangement where factors were yoghurt addition and either one or two to four weeks of conservation. In any case there was not organoleptic expression of spoiling in the conserved roots. There were no significant (P>0.05) effect of yoghurt x weeks of conservation interaction. No significant (P>0.05) effect as originated by yoghourt addition was found either. After seven days of conservation, ph significantly (P<0.001) decreased and total acidity significantly (P<0.001) increased too. There were no changes of importance in ammonia and SCFA concentration during the month elapsed with cassavas conserved under water. Lactic acid concentration corresponded to a decrease in ph values, then contributing to necessary conditions for inhibition of undesirable microorganism proliferation, therefore warranting cassava root conservation. It was corroborated that at least in those conditions where these studies were conducted, acidification due to yoghurt addition did not represented an evident advantage in silo performance. Key words: cassava roots, conservation, fermentation, yoghourt, feeding, pigs Short title: Conservation of fresh cassava roots 39

2 INTRODUCCIÓN La yuca (Manihot esculenta Cranz, tuberosa de la familia de las amiláceas) como fuente de alimento es ampliamente reseñada en la literatura especializada internacional pues alcanza un consumo de millones de toneladas al año tanto para la alimentación humana como para la alimentación animal. La importancia de la yuca en la alimentación de animales radica en la riqueza energética de sus raíces, ya que la cantidad de calorías que se obtiene de ellas, supera ampliamente la de los granos de cereales utilizados tradicionalmente en la alimentación animal. No obstante, el nivel proteico de las raíces es bajo y exige una suplementación nutricional adecuada (Buitrago 1990; Gómez 1991; Ly 1998a,b). En el caso específico de la alimentación de los cerdos en Cuba, se ha confirmado que la yuca fresca molida puede ser la principal fuente energética para cerdos en ceba (Domínguez, 2007) e inclusive hay autores que han asegurado que la harina de yuca puede sustituir totalmente a los cereales en las dietas para cerdos en crecimiento-ceba sin afectar el comportamiento de los animales (Mederos et al 2009). La conservación de las yucas en estado fresco es uno de los principales inconvenientes a los que se enfrentan los productores que no disponen de condiciones de secado para la obtención de la harina. En este sentido, Rickard en 1982 planteó al evaluar el deterioro poscosecha, que en los tres primeros días se empiezan a observar síntomas que se manifiestan en cambios en los tejidos parenquimatosos y los haces xilógenos, estos últimos adquieren tonalidades azuladas, después color café o marrón y finalmente negro.. Para salvar el inconveniente de la conservación de las raíces en estado fresco, agricultores en la región central del cubana han puesto en práctica una manera típica de conservación de las raíces de yuca en agua para su posterior utilización como fuente de alimento para los cerdos (Almaguel et al 2010, 2011; Pérez y Listre 2010; Cabrera et al 2012; García et al 2013). Es muy probable que los campesinos que se iniciaron en este sistema de conservación ignoraran que estaban sometiendo a las raíces de yuca a un proceso de ensilado artesanal en condiciones anaeróbicas cuyo resultado es una acidificación paulatina del medio hasta llegar a niveles de acidez óptimos para la no proliferación de microorganismos indeseables. El ensilado es un procedimiento para conservar forrajes (McDonald 1981), perfectamente aplicable a la conservación de desechos agroindustriales, tubérculos y raíces como el boniato y la yuca, cítricos y pescado, entre otros (Domínguez y Ly 1978; Machin 2000; Figueroa y Lamas 2010; Heinritz 2011). Para ello se utilizan depósitos o almacenes conocidos como silos en los cuales el material a ensilar es confinado con el objetivo de garantizar un proceso de fermentación anaerobia controlada que propicie la producción de ácido láctico, manteniendo así la composición del material ensilado durante largo tiempo a través de la acidificación del medio (McDonald 1981). Con vistas a reproducir en condiciones de laboratorio la experiencia desarrollada por los agricultores en la región central del país en el ensilado artesanal de yuca, y determinar la cinética de conservación de las raíces e identificar a la vez los productos de la fermentación se realizó este estudio. MATERIALES Y MÉTODOS La experiencia desarrollada por los agricultores en el ensilado artesanal de los tubérculos de yuca fue reproducida en condiciones de laboratorio. Para ello se habilitaron frascos plásticos de aproximadamente dos kg de capacidad con una válvula en la parte superior, en la tapa, para garantizar la expulsión de los gases originados durante el proceso de fermentación. La forma general de trabajo se describe a continuación. En cada frasco se colocaron 700 g de yucas peladas y finamente lasqueadas. Estas yucas fueron adquiridas en el mercado local y no se identificó el tipo de variedad cultivada. A continuación se añadió agua hasta llenar totalmente el recipiente, garantizando que el material a conservar permaneciera siempre por debajo del nivel de agua. A continuación estos microsilos se cerraron herméticamente para garantizar la anaerobiosis del proceso, y se mantuvieron así, en reposo, en condiciones de temperatura y humedad ambientales controladas, a 20 C y 60%. Se estudiaron dos formas de conservación de las raíces, sin o con la adición de 20 ml de yogur de soya, destinado comúnmente al consumo humano. Este yogur tenía un origen comercial. La adición del yogur debía incorporar bacterias ácido lácticas que favorecerían el proceso de fermentación (Almaguel et al 2010, 2011). De esta manera el lote de microsilos fue dividido en dos partes, cada una con un total de 20 frascos. Cuatro de los mismos fueron muestreados el día 0, en el momento de ser habilitados estos microsilos, y a continuación se abrieron otros cuatro en cada uno de los días 1, 3, 5, 7, 9, 16, 21 y 31 días de conservación. Para evaluar cualitativamente la conservación de las raíces de yuca en el transcurso del tiempo a todos los frascos se les practicó un análisis organoléptico en el momento de abrir el microsilo, donde se tuvo en cuenta el olor y el color del producto durante el periodo que duró la prueba. Una vez pasado el tiempo preestablecido después de iniciada la evaluación, se tomaron muestras representativas en cada uno de los microsilos habilitados, para la determinación de indicadores fermentativos. Los indicadores determinados en el agua sobrenadante fueron el ph mediante un electrodo de vidrio, el NH 3 y los AGCC, mediante destilación por arrastre con vapor en un aparato Markham (Pennington 1952), en medio alcalinizado o acidificado, respectivamente, y valoración del destilado con H 2SO 4 o con NaOH 0.05 N. En otra alícuota se determinó el contenido del ácido láctico mediante la técnica colorimétrica de Barker y Summerson (1941). La acidez titulable total se midió por valoración con NaOH 0.01N (Domínguez y Ly 1978), expresando los resultados en este caso en mequv/dl. Todos los análisis se hicieron por duplicado. Los datos se contrastaron por técnica de análisis de varianza siguiendo un arreglo factorial 2 x 2 (Steel et al 1997). Los factores a evaluar fueron la conservación sin o con yogur, y la conservación durante la primera semana (días 1, 3, 5 y 7) y desde la segunda hasta la cuarta semana (días 9, 16, 21 y 31, eliminando el dato del día 9. Cada muestra constó de dos réplicas. Para construir la matriz de correlación de Pearson los datos fueron procesados mediante el paquete estadístico de Minitab (2009). 40

3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Generalidades El color del material ensilado no varió en el tiempo para ninguno de los tratamientos ensayados indicando así el buen estado de conservación del producto. Por otra parte, el olor característico de una fermentación ácida se fue agudizando en la medida en que fueron transcurriendo los días. Los datos correspondientes a las características del líquido que cubría las raíces de yuca se muestran en la tabla 1. En el tratamiento donde se adicionó yogur al medio de conservación, se notó obviamente un descenso en el valor del ph y un aumento del contenido de lactato. La adición de yogur de soya al agua para la conservación de los tubérculos, determinó valores iniciales de ph ascendentes a 5.74, de acidez titulable total, 1.27 mequiv/dl, y de ácido láctico, 1.19 mmol/dl indicativos de la influencia que ejerce en el medio la adición del yogur Tabla 1. Índices fermentativos en el líquido que cubría las raíces de yuca en el momento de iniciar el proceso de conservación (día 0) Yogur, ml - 20 n 2 2 ph Acidez total, mequiv/dl Amoniaco, mml/dl AGCC, mmol/dl Ácido láctico, mmol/dl Efecto del yogur en la conservación de raíces de yuca Figura 1. Índices fermentativos en el líquido que cubría las raíces de yuca. Sin adición de yogur (menos para el ph, la ordenada está en mmol/dl) En relación con la concentración de NH 3, los valores permanecieron prácticamente constantes y a niveles bajos, alrededor de 0.7 mmol/dl. Por último la concentración de AGCC no varió prácticamente en el tiempo, con valores alrededor de 1 mmol/dl. Estos resultados evidencian que durante el proceso de conservación no hubo una producción importante de ninguno de estos dos últimos indicadores. En la figura 2 se muestra la cinética de los índices fermentativos en el líquido que cubría las raíces de yuca, en el tratamiento donde se añadió el yogur. Los valores obtenidos para cada uno de los indicadores estudiados al conservar los tubérculos en agua se presentan en la figura 1. Como se puede apreciar, ya a las 24 horas se evidenció una disminución rápida del ph, disminución que se mantuvo hasta alcanzar un valor mínimo a los 7 días de fermentación. Estos valores son característicos en la fermentación del almidón de yuca (Cereda y Lima 1981). Las lecturas de ph variaron de 6.7 unidades a tiempo cero a 3.5 unidades a los 7 días en prueba, haciéndose más acentuada la variación en las primeras 24 horas de iniciado el proceso, o sea, prácticamente dos unidades de ph. El ph determina la clase de agente contaminante y los cambios que puedan ocasionar en el alimento. En general, a más acidez, más dificultad de proliferación. La mayoría de los microorganismos crecen en ph cercanos a la neutralidad, entre 5 y 9, con un óptimo crecimiento de 6.5 a 7.5. Por otra parte, la concentración de ácido láctico aumentó a medida que aumentó el tiempo de ensilado, de valores cercanos a cero hasta valores máximos alrededor de los 13 mmol/dl a los 16 días de conservación. Además, la variación en la acidez titulable total se correspondió con la variación del ph, o sea a medida que fue disminuyendo el ph en el tiempo fue aumentando la acidez, aunque al igual que observaron Cereda y Lima (1981), los valores de acidez titulable oscilaron hasta el final del proceso, aun cuando el ph permaneció estacionario. Figura 2. Índices fermentativos en el líquido que cubría las raíces de yuca. Con adición de yogur (menos para el ph, la ordenada está en mmol/dl) Al transcurrir el tiempo los valores de los índices fermentativos estudiados en ambos procedimientos de ensilado se fueron acercando, por lo que al final de la prueba, la adición de yogurt 41

4 no representó una ventaja manifiesta en el comportamiento del material en el microsilo. Efectos de la interacción yogur x tiempo de conservación El análisis de varianza no reveló efecto significativo (P>0.05) en la interacción de los factores examinados. Los datos correspondientes al efecto de los factores que se estudiaron se muestran en la tabla 2. No se encontró influencia alguna (P>0.05) en el hecho de añadir o no yogur al medio de conservación en la cantidad considerada en la presente investigación. En cambio, después de siete días de conservación, el ph fue significativamente (P<0.001) menor y la acidez mayor, al igual que la concentración de ácido láctico. El contenido de AGCC no mostró influencia del tiempo de conservación (P>0.05) mientras que el amoníaco solamente disminuyó ligeramente (P<0.05) con el aumento de los días de conservación. Tabla 2. Efecto de añadir yogur o no y del tiempo en el proceso de conservación de raíces de yuca Yogur, ml Semanas - 20 EE ± 1 2 a 4 EE ± n ph *** Acidez total, mequiv/dl *** Amoníaco, mmol/dl * AGCC, mmol/dl Ácido láctico, mmol/dl *** 1 Cada réplica es el promedio de dos muestras. Para detalles, ver texto * P<0.05; *** P>0.001 Se llevó a cabo un análisis de correlación múltiple para evaluar la interrelación entre los distintos indicadores fermentativos que se determinaron en este experimento. El resultado de este análisis se presenta en la tabla 3, mientras que los datos procesados se informan en el anexo 1. Tabla 3. Matriz de correlación de Pearson de los índices fermentativo en los microsilos de raíces de yuca (n = 20) ph AT 1 A AGCC AL ph AT A AGCC AL AT, A, AGCC y AL expresan acidez total, amoníaco, ácidos grasos de cadena corta y ácido láctico en ese orden P>0.001 para r>0.650 en valores absolutos De los cinco indicadores examinados, solamente la concentración de amoníaco no estuvo correlacionada (P>0.05) con el resto de los mismos. Estos a su vez estuvieron fuertemente ligados entre sí (P<0.001). Como ilustración, el ph del microsilo pudo ser conocido a partir de la acidez total titulable mediante la siguiente expresión, Y = AT (S yx ± 0.330) Este vínculo tuvo una alta probabilidad (R 2, 0.850; P<0.001) A su vez, la acidez toral titulable dependió en gran medida de la concentración de ácido láctico en el medio (R 2, 0.986; P<0.001), AT = AL (S yx ± 0.405) Los resultados obtenidos mostraron que un ph óptimo para la conservación de las raíces de yuca se alcanzó alrededor de los siete días de iniciado el proceso de ensilado. La concentración de ácido láctico se correspondió con la disminución del ph, lo que sin lugar a dudas creó las condiciones óptimas necesarias para inhibir la proliferación de microorganismos no deseados, y así garantizó la conservación de las raíces de yuca. AGRADECIMIENTOS Los autores desean expresar su agradecimiento a los bibliotecarios del Instituto de Investigaciones Porcinas, por su asistencia en el trabajo de búsquedas bibliográficas REFERENCIAS Almaguel, R.E., Piloto, J.L., Cruz, E. y Ly, J Comportamiento productivo de cerdos en crecimiento y ceba alimentados con ensilado enriquecido de yuca. Revista Computadorizada de Producción Porcina, 17: Almaguel, R.E., Piloto, J.L., Cruz, E., Mederos, C.M. y Ly, J Utilización del ensilado artesanal de yuca como fuente energética en dietas para cerdos de engorde. Livestock 42

5 Research for Rural Development, 23(1): versión electrónica disponible in: Barker, S.B. y Summerson, W.H The colorimetric determination of lactic acid in biological material. Journal of Biological Chemistry, 138: Buitrago, J.A La yuca en la Alimentación Animal. Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT).Cali, pp 446 Cabrera, L.R., Lezcano, P. y Castro, M Uso del ensilado de raíces de yuca y residuos de granos de maíz en la ceba de cerdos. Revista Computadorizada de Producción Porcina, 19: Cereda, M.P. y Lima, U.A Aspectos sobre la fermentación del almidón de yuca. Boletim da Sociedade Brasileira de Ciências e Tecnologia, Campinas, 15: Domínguez, P.L Rasgos de comportamiento en cerdos alimentados con yuca y caña de az{ucar frescas y molidas. Revista Computadorizada de Producción Porcina, 14: Domínguez, P.L., Almaguel, R. y Ly, J Yuca seca y molida en la ceba comercial de cerdos en Cuba. Revista Computadorizada de Producción Porcina, 19: Domínguez, P.L. y Ly, J Algunas características fermentativas de cítricos ensilados con distintas proporciones de miel final de caña. Ciencia y Técnica en la Agricultura. Serie Ganado Porcino, 1(3):25-38 Figueroa. V, J. Lamas Manual de Conservación de Alimentos y Condimentos por secado Solar. Editorial Proyecto Comunitario. Primera Edición. ISBN García, Y, Sosa, D., Rodríguez, S., Bocourt, R., Núñez, D., Lezcano, P., Vázquez, A. y Pérez, O Inclusión de la harina de soya en los ensilados de yuca destinados a la producción porcina. In: 4to Congreso de Producción Animal Tropical. La Habana, versión electrónica disponible en disco compacto ISBN Gómez, G.G Use of cassava products in pig feeding. Pig News and Information, 12: Heinritz, S Ensiling suitability of high protein tropical forages and their nutritional value for feeding pigs. Diploma thesis. University of Hohenheim. Stuttgart, pp 98 Lezcano, P., Berto, D.H., Bicudo, S.J., Valdivié, M. y Corcelli, F Potencial de la yuca ensilada como fuente de energía para cerdos en crecimiento/ceba. In: Seminario Internacional de Porcicultura Tropical. La Habana, versión electrónica disponible en disco compacto ISBN Ly. J. 1998a. Uso de raíces de yuca para cerdos. Factores antinutricionales. Revista Computadorizada de Producción Porcina, 5 (3):1-29 Ly. J. 1998b. Uso de raíces de yuca para cerdos. Índices Digestivos. Revista Computadorizada de Producción Porcina, 5 (3):30-72 Ly, J., Almaguel, R., Delgado, E., Carón, M. y Cruz, E Estudios de digestibilidad in vitro (pepsina/pancreatina) de raíces de yuca para alimentar cerdos. Revista computadorizada de Producción Porcina, 17: Machin, D.H The potential use of tropical silage for livestock production, with special reference for smallholders. In: Silage making in the tropics, with particular emphasis on smallholders. FAP Plant Production and Protection Paper No Roma, p 105 McDonald, P The Biochemistry of Silage. John Wiley and Sons Publications. Bath, pp 33 Mederos, C.M., Rodríguez, S., Mazas, N. y Almaguel, R.E Use of different protein levels in diets of sugar cane molasses type B or cassava meal and NUPROVIM based on soybean meal for growing-fattening pigs. Livestock Research for Rural Development 21(8). Versión electrónica disponible in: Minitab User s Guide to Statistics.<Minitab Statistical Software. Minitab In Company, version electronica disponible en disco compacto Pennington, R.J The metabolism of short-chain fatty acids in the sheep. I. Fatty acids utilization and ketone body production by rumen epithelium and other tissues. Biochemical Journal, 51: Pérez, B. y Listre, A Aplicación del yogur de yuca en la categoría de preceba y ceba en una finca de la provincia de Cienfuegos. In: Seminario Internacional de Porcicultura Tropical. La Habana, versión electrónica disponible en disco compacto ISBN Rickard, J.E Investigation into post-harvest behaviour of cassava roots and their response to wounding. Tissues. PhD Thesis. University of London pp 161. Biochemical Journal, 51: Steel, R.G.D., Torrie, J.H. y Dickey. M Principles and Procedures of Statistics. A Biometrical Approach. McGraw-Hill Book Company In Company. New York pp

6 Anexo 1. Datos originarios del análisis de correlación (n= 20) ph AT 1 A AGCC ÁL Para detalles, ver tabla 3 44