Zootecnia Tropical Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas Venezuela ISSN: 0798-7269 Vol. 22, Num. 1, 2004, pp. 87-101

Zootecnia Tropical, Vol. 22, No. 1, 2004, pp. 87-101

Efecto del tostado del grano de Canavalia ensiformis sobre el comportamiento productivo de cerdos en crecimiento

Effect of toasting Canavalia ensiformis seeds on productive performance of growing pigs

Coromoto Michelangeli[1]*, Gerardo Pérez, Adriana Méndez y Liliam Sívoli

[1] Centro de Bioquímica Nutricional, Facultad de Ciencias Veterinarias, Universidad Central de Venezuela. Apartado 4563, Maracay, Aragua. Venezuela. *Correo-E: coramiche@yahoo.com

Code Number: zt04006

RESUMEN

Noventa y seis cerdos fueron empleados en dos experimentos para evaluar el efecto del tostado de los granos de Canavalia ensiformis sobre el comportamiento productivo, a corto plazo, de cerdos en crecimiento. En ambos experimentos, 20% de harina de granos, tostados a distintas condiciones de temperatura y tiempo, fue incorporada en la ración. En el Experimento 1 se evaluaron 3 dietas: Control (C); C+20% de Canavalia tostada (CT) a 187°C x 15 min; C+20% de CT a 177°C x 25 min. En el Experimento 2, cuatro dietas fueron utilizadas: Control (C); C+20% de CT a 184°C x 20min; C+20% de CT a 198°C x 14,5 min y C+20% de CT a 194°C x 18 min. En cada ensayo se utilizaron 48 cerdos mestizos (24 hembras y 24 capones) con peso inicial promedio de aproximadamente 16,0 kg/cerdo. En los granos crudos y tostados se determinó el contenido de canavanina, de lisina disponible, el titulo hemaglutinante, la composición química y los componentes de la fibra (FDN, FDA, celulosa, hemicelulosa y lignina). No se observó actividad hemaglutinante en las harinas tostadas. El tostado redujo el contenido original de canavanina en los granos crudos entre 45,2 (177ºC/25min) y 94% (194ºC/18min), dependiendo de la condición de tostado. El tostado aumentó la fracción de fibra cruda y, en particular, el contenido de FDN y FDA. Las dietas con 20% de canavalia tostada (187°C x 15min, 177°C x 25min, 184°C x 20min y 198°C x 14,5min) redujeron (P<0,05) el consumo de alimento y la ganancia de peso de los cerdos en comparación al tratamiento control. Sin embargo, los granos de canavalia tostados a 194°C x 18min, permitieron consumos de alimento y ganancias de peso, a corto plazo, que no presentaron diferencias (P>0,05) con el control, lo cual es indicativo del potencial del tostado como un método eficaz para mejorar el valor nutritivo y el uso de los granos de canavalia, en raciones para cerdos.

Palabras clave: Canavalia ensiformis, tostado, factores antinutricionales, comportamiento productivo, cerdos.

SUMMARY

Two experiments were conducted to evaluate the effects of feeding growing pigs diets with 20% Jack Beans (Canavalia ensiformis L.) toasted under various conditions of temperature and time. Ninety six pigs (16kg average BW) were employed in both trials. In Experiment 1, three diets were tested: a Control diet (C); C+20% Jack Beans (JB) toasted at 177ºC/25min; and C+ 20% JB toasted at 187ºC/15min. Experiment 2 evaluated the same C diet; C+20% JB (184ºC/20min); C+20%JB (194º/18min), and C+20%JB (198ºC/14.5min).Forty eight pigs (24 castrated males and 24 females) were used in each trial. The experimental period lasted 7 days. Raw and toasted JB were analyzed for canavanine, haemagglutinin activity (HA), reactive lysine , proximal composition and cell wall components. Data indicated that HA was completely abolished by toasting whereas canavanine content was reduced by 45.2% following toasting at 177ºC/25min and up to 95% at 194º/18min. Reactive lysine was also reduced. Toasting marked increased crude fiber content and NDF/FDA fractions. Pig performance varied depending upon the severity of the toasting conditions but only the diet with 20% JB toasted at 194º/18min showed no significant differences (P<0,05) in feed intake and gain weight as compared with the C diet. In summary, this short term study indicates the potential of the toasting procedure as a means to improve the nutritive value of JB for pig diets.

Key words: Jack beans, Canavalia ensiformis, toasting, antinutritional factors, performance, growing pigs.

INTRODUCCIÓN

Investigaciones previas (León et al., 1993; Risso, 1984) demostraron que la incorporación de harina de granos crudos de Canavalia ensiformis en dietas para cerdos, aun a niveles inferiores al 10%, induce una drástica reducción del consumo de alimento y pérdida de peso de los animales. Aunque las causas que provocan estas dramáticas respuestas son desconocidas, las mismas pueden estar asociadas a uno o varios Factores Antinutricionales (FAN) presentes en los granos de esta leguminosa, entre los cuales destacan la lectina Concanavalina A (Con A) y el aminoácido no proteico, de estructura similar a la arginina, denominado canavanina (ácido 2-amino-4-(guanidinoooxibutírico) (Viroben y Michelangeli, 1997). Las acciones biológicas de las lectinas, incluyendo la Con A, han sido extensamente estudiadas en ratas (Pusztai, 1991) y aves (Méndez et al., 1998). Por su parte, Enneking et al. (1993) demostraron que la canavanina es un potente inhibidor del consumo de alimento en cerdos.

En un intento por reducir o contrarrestar estos efectos, varios autores han evaluado distintos procedimientos térmicos y químicos con resultados variables, según la especie animal bajo estudio. Risso (1984) evaluó el uso de autoclavado y el almacenamiento en soluciones salinas para tratar los granos de canavalia, sin encontrar mejoras en la respuesta de los cerdos. Resultados más satisfactorios han sido observados con el tostado de los granos y su posterior incorporación en dietas para pollos de engorde (Campos, 1994; Melción et al., 1994; Melción et al., 1998; León et al., 1998; Pizzani, 1999).  Si estas respuestas favorables resultan también en un mejor comportamiento productivo de los cerdos, es desconocido. En consecuencia, la presente investigación fue conducida para evaluar los efectos sobre el comportamiento productivo de cerdos, alimentados con dietas con harina de granos de canavalia tostados a diferentes condiciones de temperatura y tiempo.

MATERIALES Y MÉTODOS

Tostado de los granos

Los granos enteros de canavalia fueron tratados en un tostador eléctrico para café Sasa Siamec (Le Cateau, Francia) modelo GE 5/7 de 5-7 kg de capacidad y con una velocidad de rotación de 50 rpm. La fuente de calor consiste de 6 resistencias eléctricas de 2000 w cada una, de un pirómetro que registra la temperatura del aire dentro del tambor y, de otro pirómetro digital, conectado a un termómetro que registra la temperatura de las paredes del tambor (Melción et al. 1998). En el Experimento 1, los granos de canavalia (4 kg por carga) fueron introducidos en el tostador a una temperatura inicial de 247ºC (temperatura de ataque), durante 15 y 25 min, a una temperatura promedio de 187 y 177°C, respectivamente. En el Experimento 2, las temperaturas iniciales de ataque fueron: 215, 245 y 246°C, con tiempos de residencia en el tostador de 20, 14.5 y 18 min., mientras que las temperaturas promedio de tostado fueron 184, 194 y 198°C, respectivamente. Finalizado el tostado, los granos fueron inmediatamente removidos y enfriados por 5 min. con ventilación forzada a temperatura ambiente (28ºC) y posteriormente molidas (Molino Thomas con criba de 3 mm) y homogeneizadas, antes de ser analizadas o incluidas en las dietas.

A las harinas crudas y tostadas se les realizaron determinaciones de la concentración de canavanina por colorimetría (Bell, 1958), modificado por Michelangeli y Vargas (1994), la actividad hemaglutinante (Kohle y Kaus, 1980) y el contenido de lisina reactiva (Viroben, 1985). Adicionalmente, los granos y las dietas experimentales fueron analizados para materia seca (MS: 105ºC/24 h); proteína cruda (N Kjeldahl x 6,25); extracto etéreo (6h de extracción con éter etílico), fibra cruda y cenizas (AOAC, 1984). Los componentes de la pared celular fueron determinados de acuerdo a los procedimientos de Van Soest: Fibra Detergente Neutro (FDN), (Van Soest y Wine, 1967); Fibra Detergente Ácido (FDA), hemicelulosa, celulosa y lignina (Van Soest, 1963 y Van Soest y Wine, 1967).

 Comportamiento productivo.

El objetivo de estos ensayos fue determinar el efecto de suministrar dietas que contenían 20% de granos tostados bajo las diferentes condiciones de tostado utilizadas sobre el consumo voluntario y la ganancia de peso de los cerdos. En cada experimento se utilizaron un total de 48 cerdos (hembras y capones) mestizos de las razas Yorkshire, Landrace, Duroc y Hampshire, con un peso promedio inicial 16,0±0,5 kg. El diseño experimental utilizado fue bloques al azar. Cada bloque estuvo representado por una replicación de cada dieta evaluada por periodo experimental (bloques en el tiempo), el cual fue de siete días. Cada uno de estos períodos, fue precedido por una adaptación de cuatro días a los corrales y a las condiciones de manejo general del ensayo. Los cerdos fueron alojados en corrales dotados de comederos y bebederos, para el suministro de agua y alimento a voluntad.

Las raciones, isoproteicas e isocalóricas (Cuadro 1), fueron formuladas de acuerdo con los requerimientos de la NRC (1988). En cada corral se determinó diariamente el consumo voluntario de alimento y los cerdos fueron pesados al inicio y al final de cada periodo experimental.

En el Experimento 1, se evaluaron 3 dietas: dieta control (C); C+ 20% de canavalia tostada (CT) a 187°C x 15 min. y C+20% de CT a 177°C x 25 min. La canavalia tostada fue incluida en sustitución parcial de maíz y soya (Cuadro 1). Cada dieta fue asignada a 4 bloques o replicaciones y la unidad experimental constó de 4 cerdos (2 hembras y 2 capones) por corral.

En el Experimento 2 se evaluaron 4 dietas: dieta control (C); C+ 20% de CT a 184°C x 20 min; C+20% de CT a 194°C x 18 min y C+20% de CT a 198°C x 14,5 min. Se usaron 6 bloques por dieta experimental y la unidad experimental constó de 2 cerdos (una hembra y un capón) por corral.

En ambos experimentos, los datos obtenidos de consumo de alimento, ganancia de peso y conversión alimenticia fueron analizados mediante ANAVAR para un diseño de bloques al azar, y cuando se obtuvieron diferencias significativas los promedios fueron separados de acuerdo a la prueba de Tukey (Steel y Torrie, 1988). Los cálculos del análisis estadístico fueron realizados utilizando el procedimiento General AOV / AOCV del programa software STATISTIX (1995).

RESULTADOS

En el Cuadro 2 se muestran los resultados de los análisis químicos, incluyendo el contenido de canavanina, actividad hemaglutinante y lisina reactiva de los granos crudos o sometidos a las diferentes condiciones de tostado. En los Experimentos 1 y 2 todas las condiciones de tostado evaluadas redujeron el contenido de canavanina, en comparación con la canavalia cruda.

En el Experimento 1, el contenido de canavanina se redujo en un 45 y 77% para las condiciones de tostado de 177°C x 25 min y 187°C x 15 min, respectivamente. Esta reducción en el segundo experimento fue de 81, 74 y 94% para las condiciones de tostado correspondientes a 184°C x 20 min, 198°C x 14,5min y 194°C x 18 min, respectivamente. Ninguna de las harinas de los granos tostados mostró actividad hemaglutinante, lo cual coincide con Van der Poel (1990), quien observó que las lectinas pierden su actividad hemaglutinante por acción del calor. El contenido de lisina reactiva, una estimación in vitro de la disponibilidad de este aminoácido, fue reducida por efecto del tostado y esta reducción fue proporcional a la severidad del tratamiento hasta alcanzar temperaturas de 184°C, observándose en el Experimento 1 una reducción entre 21 y 46%, en comparación a la canavalia cruda. En el Experimento 2, esta reducción fue de aproximadamente 50%.

La composición química fue similar en los granos crudos y tostados bajo las diferentes condiciones (Cuadro 2), aun cuando se observó un ligero aumento en el contenido de materia seca en los granos tostados. En relación con los componentes de la fibra (Cuadro 3), se apreció un ligero aumentó de la FDA en todas las harinas de granos tostados, y un incremento del contenido de FDN, pasando de un valor inicial de 29,4% para los granos crudos hasta un 46% para los granos tostados a 184ºC x 20 min.

El análisis químico de las dietas usadas en ambos experimentos se presenta en el Cuadro 4. El contenido de fibra cruda, FDN y FDA aumentó ligeramente como resultado de la inclusión de 20% de canavalia tostada (Cuadro 3). También se observa un aumento en el contenido de extracto etéreo en las dietas que contenían canavalia tostada, en comparación a la dieta control (Cuadro 4), resultante de la adición de aceite de maíz a las dietas que contenían canavalia tostada con el fin de mantener un contenido similar de energía en todas las dietas.

Los resultados del consumo y ganancia de peso del Experimento 1 se resumen en el Cuadro 5. Los cerdos que consumieron las dietas con 20% de granos tostados a las dos temperaturas y duraciones evaluadas, consumieron menos alimento (P<0,01) que la dieta control. Sin embargo, el consumo de la dieta T3 (20% canavalia tostada 177°C x 25 min) fue mayor (P<0,01) que el de la dieta T2 (20% canavalia tostada a 187°C x 15 min). El consumo de las dietas T2 y T3, representó sólo el 14 y 56% del consumo de la dieta control, respectivamente (Cuadro 5). Se observó una disminución (P<0,01) en la ganancia de peso de los cerdos que consumieron las dietas con canavalia tostada, en particular los que recibieron la dieta T2 que perdieron peso en relación con su peso corporal inicial. El contenido de canavanina en las dietas T2 y T3 fue de 0,33 y 0,14% y el consumo de alimento se redujo en un 86% para T2 y en un 44% para T3, con relación a la dieta control (T1). Es decir, se aprecia una correspondencia entre el contenido de canavanina en la dieta y la cantidad de alimento consumido por los cerdos.

Los resultados del segundo experimento, empleando temperaturas más altas, revelan consumos superiores a los del experimento anterior (Cuadro 6).

No se observaron diferencias significativas (P>0,05) en consumo de alimento, entre la dieta con 20% de canavalia tostada a 194°C x 18 min y la dieta control (T1), mientras que las dietas con 20% canavalia tostada a 184°C x 20 min y con 20% de canavalia tostada a 198°C x 14,5 min, aún cuando presentaron consumos superiores a los del Experimentos 1 y los animales no perdieron peso, fueron inferiores al basal (P<0,05), presentando una disminución significativa del consumo, en comparación a la dieta control y a la dieta con 20% de CT a 194°C x 18 min (Cuadro 6). Tampoco se apreciaron diferencias significativas (P>0,05), para ganancia de peso y conversión alimenticia, entre la dieta control y la dieta con 20% CT a 194°C x 18 min, lográndose (en esta última dieta), un consumo de alimento que representó el 88% del basal. El efecto de bloque fue significativo (P<0,05) para consumo de alimento y ganancia de peso pero no para conversión alimenticia.

DISCUSIÓN

Los resultados del presente trabajo confirman que el tostado puede mejorar el valor nutricional de los granos de canavalia y permite obtener una mejor respuesta productiva de los cerdos, en comparación con otros tratamientos térmicos o de otra índole (Risso, 1989). Mas aún, la condición de 194ºC x 18 min no solamente eliminó casi totalmente los factores antinutricionales sino que permitieron obtener consumos y ganancias de peso, estadísticamente similares a la dieta control (Cuadros 2 y 6).

Es interesante señalar que la reducción del consumo de alimento por los cerdos, debido a la inclusión de 20% de canavalia tostada bajo las condiciones de tostado evaluadas en ambos experimentos, con excepción del tratamiento 194°C x 18min(Exp.2) se manifestó ya a las 24 h de iniciados los ensayos (en promedio, un 50% de disminución del consumo en relación al basal). En general, esta respuesta coincide con las observaciones de Belmar y Morris (1994) quienes demostraron que la canavalia cruda o sometida a tratamiento de cocción (100ºC x 1,5 h) indujo una disminución significativa del consumo en pollos luego de la primera hora de administración de dietas con 20 ó 30% de canavalia así tratada. También es coincidente con lo reportado por Enneking et al. (1993) al incluir en dietas para cerdos, granos de Vicia villosa, una leguminosa que también contiene canavanina.

El efecto de la canavanina sobre el consumo no parece ser similar en todas las especies. Shqueir et al. (1989) no encontraron efectos significativos en el consumo de pollos sometidos a dietas con Vicia villosa, aportando canavanina en cantidades equivalentes a 145nmol/kg de peso/dia. Por su parte, Michelangeli y Vargas (1994) encontraron que la administración de 473 mmol de canavanina /kg de peso vía intra buche no afectó el consumo ni la ganancia de peso de pollos de engorde. Los resultados obtenidos en nuestro trabajo indican que las condiciones de tostado 184ºC x 20 min y 198ºC x 14,5 min), no fueron efectivas para mejorar el valor nutricional de los granos de canavalia aunque se observa una mejoría en la respuesta animal en comparación con estudios previos, en los cuales se usó canavalia autoclavada o extruida (Risso, 1984; Risso, 1989).

En el Experimento 2, la inclusión en la dieta de 20% de canavalia tostada a 194°C x 18 min, no tuvo efecto significativo (P>0,05) sobre el consumo de alimento, ganancia de peso y conversión alimenticia en comparación con la dieta control (Cuadro 6). Sin embargo, es importante destacar que estos resultados satisfactorios fueron obtenidos, y por lo tanto aplicables, a un periodo experimental igual o menor a siete días. No es posible predecir cual seria la respuesta de los cerdos en periodos de mayor duración.

En general, el consumo de alimento mostró una relación inversamente proporcional  al  contenido de  canavanina  en  la  dieta [ r = -0,99; P<0,001; Y = 1034,3 - 2782,8 X;  donde Y = consumo  de  alimento  (g /cerdo / dia) y X = % canavanina en la dieta ]. Desde este punto de vista, los resultados indican que un contenido de canavanina de 0,06% (lo cual ocurrió en la dieta con 20% de canavalia tostada a 194°C x 18 min) es compatible con un comportamiento productivo de los cerdos similar al del grupo control. Similarmente, Enneking et al. (1993) observaron que una concentración de 0,09% de canavanina en la dieta ocasionó una disminución del 20% en el consumo de alimento de los cerdos, con relación al tratamiento basal.

Con base en los resultados del presente trabajo y los reportados por Enneking et al. (1993) es posible proponer que la concentración de canavanina en la dieta es un criterio válido para predecir el consumo de alimento en los cerdos, en respuesta a dietas que contienen canavanina, como es el caso de los granos de canavalia.

CONCLUSIONES

1.El tostado de los granos de canavalia bajo las condiciones evaluadas, eliminó completamente la actividad hemaglutinante, y ocasionó una disminución en el contenido de canavanina que vario entre 45 y 94% para los tratamientos 177°C por 25 min y 194°C por 18min,respectivamente, con relación a la canavanina presente en la canavalia cruda; sin afectar el contenido de proteína cruda, extracto etéreo y cenizas, en comparación a la canavalia cruda. Sin embargo, se apreció un incremento en el contenido de materia seca, fibra cruda, FDN y FDA.

2. La inclusión de 20% de canavalia tostada (177°C x 25min, 187°C x 15min, 184°C x 20min y 198°C x 14,5min) redujo significativamente el consumo de alimento de los cerdos en comparación al tratamiento control. Solo, la dieta con granos tostados a 194°C x 18min, permitió un consumo de alimento y ganancia de peso que no presentó diferencias (P>0,05) con el control.

3.A medida que aumentó la concentración de canavanina en la dieta, disminuyó el consumo voluntario de alimento en los cerdos (r=0.99; P<0,001). Los datos sugieren que consumos aceptables de alimento pueden ser obtenidos cuando el contenido de canavanina en la dieta es igual o menor a 0,06%.

AGRADECIMIENTO

Esta investigación fue financiada por el FONACIT (Proyecto No. S1-2545); FUNDACITE Aragua y el Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico de la Universidad Central de Venezuela (CDCH).

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