Caracterización química y bioquímica de residuos de aceite de palma (RAP) y sebo ovino (SO) como fuentes energéticas destinadas a vacas lecheras

Introducción

Bajos niveles de producción y pobres índices reproductivos son comunes en explotaciones lecheras bajo condiciones de pastoreo en Ecuador. Se ha reportado que al primer tercio de lactancia, hay un déficit energético (Bargo et al., 2003 citado por Gagliostro y Schroeder, 2007); baja condición corporal por movilización de reservas grasas (Caldari et al, 2011); sobre todo cuando existe escases de alimentos (Zambrano, 2003) y adicionalmente, los incentivos que los productores requieren para emprender en explotaciones lecheras, se ven afectados por bajos precios pagados, escasos programas de fomento y asistencia técnica y crédito insuficiente (Haro 2003).

Bauman y Griinari, (2001) encontraron que la suplementación energética con granos de cereal, produjo acidosis ruminal por cambios en la relación del los ácidos acético – propiónico y una disminución de la digestibilidad de la fibra. El suministro de lípidos inertes a nivel ruminal estudiado por Palmquist y Jenkins, (1980 citados por Gagliostro y Schroeder, 2007), provocó una disminución de la digestibilidad de la fibra, del consumo voluntario, de la producción de leche y del contenido proteico de la leche.

Espinoza et. al., (2010), estudiaron la suplementación energética a vacas lecheras utilizando grasas protegidas de la degradación ruminaly reportaron incremento en la producción de leche; mejora en el crecimiento y peso de los terneros¸ mejora en el peso y condición corporal de las vacas y tasas de preñez más altas. Gilmore H. S. (2011) reportó mejores tasas de concepción; disminución de la proporción de retraso en la ovulación; aumento en la intensidad de estro, acompañados con un incremento de los niveles de progesterona.

Algunas de las formas de protección de lípidos a la fermentación ruminal podrían ser la saponificación de grasas utilizando sales básicas de Na, K y Ca (INFOCARNE 2009, Herrera, F. y Calleja, F. 2011). La industria Aceitera Ecuatoriana ha experimentado un crecimiento tecnológico y económico importante; pero no ha resuelto el problema contaminante de sus residuos, comúnmente conocidos como lodos de aceite; y que en el presente estudio se identifica como Residuos de Aceite de Palma (RAP).

Del mismo modo, en Ecuador se dispone de importantes cantidades de sebo ovino proveniente de la industria cárnica, cuyas utilidades prácticas van disminuyendo paulatinamente con el desarrollo de la industria aceitera y cosmetológica, lo cual contribuye a tener una fuente muy alta de contaminación ambiental; del mismo modo, para efectos de la presente investigación a este producto lo denominamos sebo ovino (SO).

El objetivo de la presente investigación fue: Caracterizar química y bioquímicamente el SO y RAP, como materias primas grasas a ser protegidas de la degradación ruminal para la alimentación de vacas lecheras.

Metodología

La presente investigación se llevó a cabo durante 180 días, en el Laboratorio de Ciencias Químicas de la Facultad de Ciencias Pecuarias de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo ubicada en el Km 1½ Panamericana Sur, cuyas condiciones meteorológicas son: Altitud 2754.06 msnm; Latitud Sur 0º39’; Longitud Oeste 78º36’; Temperatura 13.36 ºC; Precipitación anual 490.8 mm/año; Humedad relativa 64% (.

Para el caso del SO, se realizó análisis bromatológico en su estado primario y a distintas temperaturas de extracción y el perfil de ácidos grasos por cromatografía de gases. Para el caso de los RAP, también se realizó análisis bromatológico su estado primario y después de 24 horas de filtración y el perfil de ácidos grasos por cromatografía de gases después de 24 horas de filtración.

El sebo fue recogido de los mercados de la ciudad de Riobamba en su estado natural al cual lo identificamos como lonjas de sebo; se lo congeló a una temperatura -18ºC, con la finalidad de facilitar su troceado; se analizó la composición bromatológica en el laboratorio CESSTA de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo; a las lonjas troceadas se las diluyó a baño maría a 92 ºC por 2 horas y a 121ºC por una hora para medir el % de sebo diluido y se los caracterizó para perfil de ácidos grasos (Laboratorio Instrumental de la Universidad Politécnica Nacional). Adicionalmente se caracterizó el perfil de ácidos grasos presentes en SO diluido (luego de su extracción) a 50 ºC.

Los RAP empleados se tomaron de la Extractora TEOBROMA ubicada en el Km 34 vía Santo Domingo – Esmeraldas. Dichos residuos se enviaron para análisis bromatológicos al laboratorio CESSTA de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Análisis preliminares de saponificación con RAP permitieron definir que la cantidad de agua presente en estos residuos impedía la saponificación de la grasa, razón por la cual se filtró dichos residuos por 24 horas. El material filtrado se analizó bromatológicamente con la finalidad de conocer si la cantidad de agua eliminada ha influido en su composición. El agua obtenida por el proceso de filtración, se la analizó en el Laboratorio de Análisis de Aguas SAQMIC de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo.

Resultados y discusión

Análisis de RAP

Al analizar la composición bromatológica de RAP (Cuadro 1) como materia prima se encontró que el contenido de MS fue baja (15.61%), debido a que se trabajó con residuos líquidos de la industria aceitera de palma. El porcentaje de agua eliminada por el proceso de filtración durante 24 horas fue del 9.15% lo que permitió una mayor concentración de grasa (69.51%) y fibra (10.66%).

Después del proceso de filtrado, disminuyeron los porcentajes de minerales (en 0.82%), proteína (en 3.09%) y el extracto libre de nitrógeno (en 7.01%), comparados con la materia prima sin filtrar. Ramos, G. (2007) reportó que el contenido de proteína de RAP osciló entre 3.24% a 3.91%, niveles que concuerdan por los encontrados en la presente investigación.

Las pérdidas observadas posiblemente se deben a que dichos elementos estuvieron presentes en el agua eliminada por filtración. Los resultados del análisis del agua filtrada se presentan en el Cuadro 2, en donde se observó que la densidad del agua fue más alta que la normal (1.011 g/ml), demostrando que en ella, se encontraban disueltos elementos que modifican dicha densidad, tal es el caso de los fosfatos, nitratos, sólidos totales y sólidos disueltos; por otro lado, la concentración de fosfatos (16.3 mg/L) y nitratos (6.1 mg/L) indican la presencia de proteína hidrosoluble en el agua filtrada de RAP.

TULAS (2004) indica que la concentración máxima de nitratos en aguas de alcantarilla es de 40 mg/L; en este estudio se encontró una concentración de 6.1 mg/L, lo que demuestra la presencia de proteína disuelta, pero no en niveles altamente contaminantes. Altas concentraciones de sólidos totales (41656 mg/L) y sólidos disueltos (5370 mg/L) demuestran que el agua de RAP contiene importantes cantidades de minerales y nitrógeno no proteico.

El perfil de ácidos grasos de RAP filtrado (Cuadro 3) muestra que la mayor concentración se observó para el palmítico (43.1%) y oleico (41.5%) seguido por el linoléico (9.2%); para el palmítico, los resultados concuerdan con lo reportado por Aranceta, J. et. al. (2007) y el ICBF (2005) reportaron que el contenido de estos en sus estudios sobre aceite de palma fue de 40%.

Cuadro 1. ANÁLISIS BROMATOLÓGICO DE RESIDUOS DE ACEITE DE PALMA ANTES Y DESPUÉS DE FILTRADO

Caracterización química y bioquímica de residuos de aceite de palma (RAP) y sebo ovino (SO) como fuentes energéticas destinadas a vacas lecheras - Image 1

Cuadro 2. CALIDAD DEL AGUA RESULTANTE DE LA FILTRACIÓN DE RAP

Cuadro 3. PERFIL DE ÁCIDOS GRASOS EN RAP FILTRADO

El total de ácidos grasos insaturados (oleico, linoléico y linolénico) se encontraron en 50.7%, concordando con lo reportado por Vargas, E., Zumbado, M. (2003), quienes indicaron que el contenido de estos ácidos en el aceite de palma estudiado por ellos fue de 50.14%.

Análisis de SO

Tomando en consideración que la presente investigación se realizó en la ciudad de Riobamba, cuya altitud se encuentra en 2754.06 (Estación Agro meteorológica de la FRN- ESPOCH, 2011) y en estas condiciones el agua hierve a 92 ºC (Guijarro, E. 2012), consideramos extraer la grasa de SO a la temperatura de ebullición del agua, a partir de las muestras grasas en su estado natural (lonjas); encontrado que el promedio de 8 muestras trabajadas permitió extraer un 45,88% de grasa, razón por la cual se sometieron a los residuos del primer tratamiento térmico a una temperatura mayor (121 ºC) que fue la máxima temperatura posible de lograr en los equipos del Laboratorio de Biotecnología Animal de la FCP- ESPOCH, logrando con ello extraer un 37,25% más de grasa, lo cual significó que a esta temperatura se diluyó un total del 83.13% de grasa.

Al comparar el contenido de la grasa en lonjas, frente a la grasa extraída a 121 ºC (Cuadro 4), encontramos que él % de MS de la grasa fue mayor (99.07%) frente a la materia prima en su estado natural y dicha concentración concuerda con la recomendación efectuada por Brandt, A. (1990) y Zinn, R. y Plascencia, A. (2004) citados por Ibarra, H. et al. (2008) quienes indicaron que el contenido de humedad en la grasa animal debe ser inferior al 1.5%.

El contenido graso fue más alto en el SO extraído (96.81% de la MS) frente al del estado natural (93.49% de la MS); al igual que el contenido protéico (5.79% de la MS). Brandan, N. (2008), indicó que en la grasa animal existe contenido de proteína debido a la presencia de tejido conjuntivo, líquido extracelular, moléculas de polisacáridos, proteínas adheridas, fibras de colágeno, elastina y recubrimientos glucoproteicos.

Solamente el contenido de minerales fue menor en el SO extraído a 121 ºC (0.061% de la MS) frente al de la materia prima (0.24%), probablemente debido a que el tejido adiposo de la materia prima contendría mayores porcentajes de minerales en relación a la grasa extraída, lo cual corrobora lo reportado por Peña, C. (2010) quién indicó que los aceites y grasas contienen poca cantidad o nada de cenizas en su estructura. Estos resultados permitieron determinar que el mejor tratamiento térmico para extracción de grasa a partir de las lonjas de SO fue de 121 ºC, temperatura con la cual se obtuvo mayor cantidad de grasa (83.13%), sin afectar la composición bromatológica de la misma, para recibir posteriores tratamientos de saponificación.

En el Cuadro 5 se presenta el contenido de ácidos grasos de lonjas de SO sometidas a temperaturas de 92 y 121 ºC. Cuando se extrajo el SO a 92 ºC, se observó que el perfil de ácidos grasos (AG) mostró valores mínimos o trazas (<100µg/g Bowen, M. 1976) para varios de ellos (cáprico, láurico, 5-pentadecenoico y ácido Hexadecadienoico), lo que podría indicar que dicha temperatura no es la apropiada para efectuar la dilución correspondiente, puesto que a 121 ºC dichas concentraciones fueron mayores (0.13%, 0.07%, 0.2% y 0.37% respectivamente).

Las concentraciones de los AG pentadedilínico (0.81%), linoléico (2.33%) y linolénico (1.57%) se encontraron en mayor proporción en la grasa extraída a 121 ºC en comparación con la grasa que fue extraída a 92 ºC.

Las concentraciones de los AG mirístico (2.04%), miristoléico (0.9%), palmítico (22.25%), Palmitoléico (0.66%), margárico (1.75%), margaroléico (0.72%), esteárico (33.11%) y oleico (33.09%) fueron menores en la grasa extraída a 121 ºC en comparación con la grasa extraida a 92 ºC. Los promedios de AG predominantes en el SO (independientemente de la temperatura de extracción) fueron el esteárico (33.6%) y oleico (33.4%), seguidos del palmítico (22.3%).

Cuadro 4. ANÁLISIS BROMATOLÓGICO DE SEBO OVINO ANTES Y DESPUÉS DE LA EXTRACCIÓN DE LA GRASA

Cuadro 5. CONTENIDO DE ÁCIDOS GRASOS DE LONJAS DE SO SOMETIDAS A TEMPERATURAS DE 92 Y 121 ºC

Pérez, B (1997) reportó porcentajes más altos de AG palmítico (31.3%) y linolénico (42.73%) y más bajo en oleico (22.8%). Por otro lado Vargas, E., Zumbado, M. (2003) encontraron 0,5% de AG láurico 43,26% de AG palmítico, niveles que también resultan mayores a los encontrados en la presente investigación. Las diferencias de los reportes con nuestros resultados, posiblemente se deban a que ellos trabajaron con sebo ovino de corderos, lo cual podría implicar que existen diferencias en el perfil de AG en sebo ovino dependiente de la edad del sacrificio de los animales.

Específicamente en lo relacionado con la concentración de AG palmítico, nuestros resultados concuerdan con lo reportado por Trujillo, A (2012) quien obtuvo una concentración de 21.83% al estudiar el comportamiento productivo y niveles de AG oleico en la canal de ovinos suplementados con Saccharomyces cerevisiae en México.

Tomando en consideración lo reportado por Hernández M. et.al (1999) en el sentido de que el calentamiento de los AG insaturados pueden fijar hidrogeno y convertirse en AG saturados, se midió el perfil de ellos en SO sometido a temperaturas mínimas de dilución (Cuadro 6) y se encontró que el AG Hexadecadienoico estuvo presente en un 0.33%, proporción que resulta ligeramente menor a la del SO extraido a 121 ºC (0.37%); igualmente, el AG linoléico también estuvo en menor proporción en el SO diluido a 50 ºC (1.14%) en comparación con la grasa extraída a 121 ºC (2.33%).

El perfil de AG de la grasa diluida a 50 ºC coincide con lo señalado por Hernández et. Al. (1999), puesto que la menor concentración de los AG insaturados, resulta a expensas de un incremento en la proporción de los AG mirístico (3.15%), 5-pentadecenoico (0.23%), Palmitoléico (1%), margaroléico (0.72%) y oleico (36.4%).

Diluir el SO a temperaturas de 50 ºC resultaría impráctico puesto que en estos niveles térmicos ya se produciría la saturación de AG cuyo punto de fusión es demasiado bajo (-11 a 13 ºC reportado por Knothe G. K. y R. O. Dunn, 2009).

Cuadro 6. CONTENIDO DE ÁCIDOS GRASOS DE SO DILUIDO A 50 ºC

Conclusiones y Recomendaciones

Una filtración por 24 horas es necesaria para mejorar la concentración de grasa de los residuos de aceite de palma (RAP) que permitan futuros procesos de saponificación, puesto que este proceso no altera la composición bromatológica y el perfil de ácidos grasos.
Las aguas residuales obtenidas por filtración de RAP, tienen un valor contaminante relativamente bajo, razón por la cual es recomendable investigar sus posibles usos biotecnológicos.
El alto contenido del AG oleico presente en RAP y en SO, se constituye en un factor de importancia en la alimentación animal con grasas protegidas, debido a su condición de mono insaturado.
Por otro lado, las ventajas de extraer el sebo ovino (SO) desde su estado natural (lonjas) a 121 ºC son superiores a otras temperaturas de extracción y posteriores procesos de dilución no pueden ser menores a 50 ºC debido a que la mayor concentración de AG saturados requieren de temperaturas superiores a esta temperatura.
Se recomienda estudiar distintas técnicas de saponificación como opciones de protección de las grasas ante la degradación ruminal.

Literatura Citada

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