Fermentación en estado sólido como método para reducir factores antinutricionales en la harina de frutos de Artocarpus altilis
Resumen
Con la fermentación en estado sólido se convierten sustancias orgánicas complejas en simples por la acción de enzimas microbianas y se modifican las características físico químicas del alimento conllevando a una mejora en la biodisponibilidad y calidad de los nutrientes cuando se utilizan diferentes especies vegetales como alimento animal. Los metabolitos secundarios producidos por las plantas pueden afectar la salud de los animales cuando las consumen. Eliminar o disminuir la cantidad de los compuestos dañinos, además de mejorar el valor nutritivo es una prioridad. En el presente trabajo se evalúa la fermentación en estado sólido con algunas modificaciones como opción para eliminar o disminuir el contenido de taninos y saponinas presentes en la harina del fruto de Artocarpus altilis (árbol del pan). Se analiza el efecto del tiempo de fermentación, la adición de urea, vitafer y carbonato de calcio a distintas concentraciones. Los resultados del tamizaje fitoquímico y la cuantificación de taninos y saponinas en las diferentes variaciones de la fermentación, muestran que adicionando Vitafer (5%) y carbonato de calcio (0.6%) disminuye la concentración de taninos y saponinas en la harina del fruto de Artocarpus altilis.
Palabras clave
factores antinutricionales, fermentación en estado sólido, Vitafer, carbonato de calcio
Citas
- O. O. Oladapo, Q. A. Oladipupo, F. Chrishanthi, M. Ram, L. Xiuhua, S. Yasmina, “Effect of solid-state fermentation on proximate composition, anti-nutritional factor, microbiological and functional properties of lupin flour”, Food Chem, vol. 315, pp. 126238, Jun, 2020. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.126238. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.126238
- A. H. Patra, J. Saxena, “Dietary phytochemicals as rumen modifiers: a review of the effects on microbial populations”, Antonie Leeuwenhoek, vol. 96, pp. 363-375, Jul, 2009. https://doi.org/10.1007/s10482-009-9364-1. DOI: https://doi.org/10.1007/s10482-009-9364-1
- R. Kumar, J. P. F. D’Mello, “Antinutritional factors in forage legumes”, in Tropical legumes in animal nutrition, J. P. F. D'Mello, C. Devendra, Ed. Wallingford: CAB International, 1995, pp.95-133.
- G. D. Ryan, S. Rasmussen, J. A. Newman, “Global atmospheric change and trophic interactions: are there any general responses?”, in: Plant communication from an ecological perspective, F. Baluãka, V. Ninkovic, Ed. Berlin: Springer-Verlag, 2010, pp. 179–214. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-12162-3_11
- J. C. Carmona, “Efecto de la utilización de arbóreas y arbustivas forrajeras sobre la dinámica digestiva en bovinos”. Rev. Lasallista Investig, vol. 4, no. 1, pp. 40-50, Jun, 2007. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=69540107
- A. Kumar, S. Lingadurai, A. Jain, N. R. Barman, “Erythrina variegata Linn: A review on morphology, phytochemistry, and pharmacological aspects”. Phcog. Rev, vol. 4, no. 8, pp. 147-52, Jul, 2010. doi: 10.4103/0973-7847.70908. DOI: https://doi.org/10.4103/0973-7847.70908
- P. Karolewski, A. M. JagodziĔski, J. Grzebyta, “Influence of tree age, needle age and location in the crown on the phenolic compounds content in needles of young Scots pines”, Sylwan, vol. 155, no. 12, pp. 797–807, 2011. doi: https://doi.org/10.26202/sylwan.2011104.
- A. K. Patra, D. N. Kamra, N. Agarwal, “Effect of plant extracts on in vitro methanogenesis, enzyme activities and fermentation of feed in rumen liquor of buffalo”, Anim. Feed Sci. Technol, vol. 128, no. 3-4, pp. 276-291, Jun, 2006. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2005.11.001. DOI: https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2005.11.001
- G. Alexander, B. Singh, A. Sahoo, T. K. Bhat, “In vitro screening of plant extracts to enhance the efficiency of utilization of energy and nitrogen in ruminant diets”, Anim. Feed Sci. Technol, vol. 145, no. 1-4, pp. 229-244, Aug, 2008. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2007.05.036. DOI: https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2007.05.036
- A. De Dios Elizalde, Y. P. Porrilla, D. Carolina, C. Chaparro, “Factores antinutricionales en semillas”, Rev. Bio. Agro, vol. 7, no. 1, pp. 45-54, Jun, 2009.
- D. M. Verdecia, “Composición química y metabolitos secundarios en seis variedades de árboles, arbustos y leguminosas volubles en el Valle del Cauto”, Tesis doctoral, Ciencias Veterinarias, Ica. La Habana, Cuba, 2014.
- P. Siddhuraju, K. Becker, “Nutritional and antinutritional composition, in vitro amino acid availability, starch digestibility and predicted glycemic index of differentially processed mucuna beans (Mucuna pruriens var. utilis): An Under-utilized Legume”, Food Chem, vol. 91, no. 2, pp. 275-286, Jun, 2005. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2004.02.044. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2004.02.044
- E. Wanjekeche, V. Wakasa, J. G. Mureithi, “Effect of germination, alkaline and acid soaking and boiling on the nutritional value of mature and immature Mucuna (Mucuna pruriens) beans”, Trop. Subtrop. Agroecosystems, vol. 1, no. 2-3 pp. 183–192, Apr, 2003. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=93911288019.
- M. N. McLeod, “Plant tannins their role in forage quality”, Nutr. Abstr. Rev, vol. 44, pp. 803-815, 1974. http://hdl.handle.net/102.100.100/309310?index=1.
- P. J. Mueller, M. H. Poore, W. A. Skroch, “Damage assessment in christmas tree plantations following vegetation control with sheep and geese”, South. J. Appl. For, vol. 23, no. 1, pp. 11-15, Feb, 1999. https://doi.org/10.1093/sjaf/23.1.11. DOI: https://doi.org/10.1093/sjaf/23.1.11
- P. J. Van Soest, J. B. Robertson, B. A. Lewis, “Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition”, J. Dairy Sci, vol. 74, no. 10, pp. 3583-3597, Oct, 1991. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(91)78551-2. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(91)78551-2
- D. E. García, M. G. Medina, “Metodologías para la evaluación de especies arbóreas y arbustivas en sistemas silvopastoriles”, Curso nacional sobre metodologías para el manejo y evaluación de sistemas agroforestales, Trujillo, Venezuela, (CD ROM), 2006.
- F. E. Jiménez, “Morfología y potencial forrajero de leguminosas no convencionales, nativas de México, para la producción en pastoreo extensivo en el trópico”, Tesis doctoral, Ciencias, Montecillo, Texcoco, Edo. de México, 2011.
- S. Mole, P. G. Waterman, “Tannic acid and proteolytic enzymes: enzyme inhibition or substrate deprivation”, Phytochemistry, vol. 26, no. 1, pp. 99-102, Dec, 1986. https://doi.org/10.1016/S0031-9422(00)81490-9. DOI: https://doi.org/10.1016/S0031-9422(00)81490-9
- A. E. Hagerman, L. G. Butler, “Tannins and lignins, in: Herbívores: Their interactions with secondary plant metabolites, G.A. Rosental, M. R. Berenbaum, Ed. New York: Academic Press, 1991, pp. 355-388. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-597183-6.50015-2
- P. Schofield, D. M. Mbugua, A. N. Pell, “Analysis of condensed tannins: a review”, Anim. Feed Sci. Technol, vol. 91, no. 1-2, pp. 21-40, May, 2001. https://doi.org/10.1016/S0377-8401(01)00228-0. DOI: https://doi.org/10.1016/S0377-8401(01)00228-0
- H. P. S. Makkar, “Effects and fate of tannins in ruminant animals, adaptation to tannins, and strategies to overcome detrimental effects of feeding tannin-richfeeds”, Small Rumin. Res., vol. 49, no. 3, pp. 241-256, Sep, 2003. https://doi.org/10.1016/S0921-4488(03)00142-1. DOI: https://doi.org/10.1016/S0921-4488(03)00142-1
- E. Haslam, “Plant polyphenols (syn. vegetable tannins) and chemical defense- A reappraisal”, J. Chem. Ecol., vol. 14, no. 10, pp. 1780-1805, Oct, 1998. doi: 10.1007/BF01013477. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01013477
- R. Kumar, M. Shing, “Tannins: Their adverse role in rumiant nutrition”, J. Agric. Food Chem., vol. 32, no. 3, pp. 447-453, May, 1984. https://doi.org/10.1021/jf00123a006. DOI: https://doi.org/10.1021/jf00123a006
- F. Ojeda, “Factores antinutricionales presentes en los árboles forrajeros”, Memorias del Diplomado en Silvopastoreo, EEPF “Indio Hatuey”, Matanzas, Cuba, p. 18, 1996.
- J. Ahn, R. Elliott, B. Norton, “Oven drying improves the nutritional value of Calliandra calothyrsus and Gliricidia sepium as supplements for sheep given low-quality straw”, J. Sci. Agric., vol. 75, no. 4, pp. 503-510, Apr, 1999. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0010(199712)75:4<503::AID-JSFA905>3.0.CO;2-T. DOI: https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0010(199712)75:4<503::AID-JSFA905>3.0.CO;2-T
- J. Galindo, D. Delgado, R. M. Pedraza, D. E. García, “Impacto de los árboles, los arbustos y otras leguminosas en la ecología ruminal de animales que consumen dietas fibrosas”, Rev. Pastos y Forrajes, vol. 28, no. 1, pp. 59-68, Ene-mar, 2005. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=269121628005.
- G. Francis, Z. Kerem, H. P. S. Makkar, K. Becker, “The biological action of saponins in animal systems: a review”, Br. J. Nutr., vol. 88, no. 6, pp. 587-605, Dec, 2002. doi: 10.1079/BJN2002725. DOI: https://doi.org/10.1079/BJN2002725
- R. G. Ruiz, K. R. Price, M. E. Rose, A. E. Arthur, D. S. Petterson, G. R. Fenwick, “The effect of cultivar and environment on saponin content of Australian sweet lupin seed”, J. Sci. Food Agric., vol. 69, no. 3. pp. 347-351, Nov, 1995. https://doi.org/10.1002/jsfa.2740690311. DOI: https://doi.org/10.1002/jsfa.2740690311
- K. J. Hart, D. R. Yáñez-Ruiz, S. M. Duval, N. R. McEwan, C. J. Newbold, “Plant extracts to manipulate rumen fermentation”, Anim. Feed Sci. Technol., vol. 147, no. 1-3, pp. 8-35, Nov, 2008. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2007.09.007. DOI: https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2007.09.007
- B. Teferedegne, F. McIntosh, P. O. Osuji, A. Odenyo, R. J. Wallace, C. J. Newbold, “Influence of foliage from different accessions of the sub-tropical leguminous tree, Sesbania sesban, on ruminal protozoa in Ethiopian and Scottish sheep”, Anim. Feed sci. Technol., vol. 78, no. 1-2, pp. 11-20, Mar, 1999. https://doi.org/10.1016/S0377-8401(98)00272-7. DOI: https://doi.org/10.1016/S0377-8401(98)00272-7
- A. D. Bangham, R. W. Horne, A. M. Glauert, J. T. Dingle, J. A. Lucy, “Action of saponins on biological membranes”, Nature, vol. 196, pp. 952-955, Dec, 1962. doi: 10.1038/196952a0. DOI: https://doi.org/10.1038/196952a0
- P. R. Cheeke, “Nutritional and physiological implications of saponins: a review”. Can. J. Anim. Sci., vol. 51, no. 3, pp. 621-632, Dec, 1971. DOI: https://doi.org/10.4141/cjas71-082
- C. De Blas, G. G. Mateos, P. G. Rebollar, “Tablas de composición y valor nutritivo de alimentos para la fabricación de piensos completos”, 2ª edición, FEDNA, 2003.
- P. R. Cheeke, “Biological effects of feed and forage saponins and their impacts on animal production”, in Saponins used in food and agriculture, G. R. Waller, K. Yamasaki, Ed. Boston, Springer, 1996, pp. 377-385. https://doi.org/10.1007/978-1-4613-0413-5_32. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4613-0413-5_32
- S. Sen, H. P.S. Makkar, S. Muetzel, K. Becker, “Effect of Quillaja saponaria saponins and Yucca schidigera plant extract on growth of Escherichia coli”, Lett. Appl. Microbiol., vol. 27, no. 1, pp.35-38, Jul, 1998. Doi: 10.1046/j.1472-765x.1998.00379.x DOI: https://doi.org/10.1046/j.1472-765X.1998.00379.x
- M. Miranda, A. Cuellar, “Farmacognosia y productos naturales”, Facultad de farmacia y Alimentos. Universidad de La Habana, Manual de prácticas de laboratorio, 2000.
- M. L. Price, S. S. Van, L. Butler, “A critical evaluation of the vanillin reaction as an assay for tannin in sorghum grain”, J. Agric. Food Chem., vol. 26, no. 5, pp. 1214-1218, May, 1978. https://doi.org/10.1021/jf60219a031. DOI: https://doi.org/10.1021/jf60219a031
- S. Hiai, H. Oura, T. Nakajima, “Reaction of some sapogenins and saponins with vainillin and sulfuric acid”. Planta Med., vol. 29, pp. 116-122, 1976. DOI: https://doi.org/10.1055/s-0028-1097639
- A. Elías, F. R. Herrera, “Producción de alimentos para animales a través de procesos biotecnológicos sencillos con el empleo de microorganismos beneficiosos activados (MEBA)”, Vitafert. La Habana, Cuba, Instituto de Ciencia Animal. pp. 8-13, 2008.
- E. Cabrera Durán y J. M. Castillo Martínez, “Aprovechamiento de la fruta del árbol de pan (Artocarpus altilis) para la obtención de un derivado alimenticio (harina)”, Investig. Innov. Ingen., vol. 6, n.º 2, pp. 30-46, jun, 2018. DOI: 10.17081/invinno.6.2.3110. DOI: https://doi.org/10.17081/invinno.6.2.3110
- J. D. Reed, C. Krueger, G. Rodriguez, J. Hanson, “Secondary plant compounds and forage evaluation”, Ed. Department of Animal Sciences, University of Wisconsin-Madison, USA Intern Livest Res Inst. Addis Ababa, Ethiopia, 2000, pp. 433-448. DOI: https://doi.org/10.1079/9780851993447.0433
- G. Ramos, A. Ruiz, P. Frutos, F. J. Giráldez, “Los compuestos secundarios de las plantas en la nutrición de los herbívoros”, Arch. Zootec., vol. 47, no. 180, pp. 597-620, 1998. ISSN 0004-0592.
- C. Leyva, “Caracterización química de harinas de frutos y hojas del árbol del pan (Artocarpus altilis) y su empleo en la alimentación de pollos, conejos y ovinos de ceba”, Tesis doctoral. Instituto de Ciencia Animal, Cuba, 2010.
- M. Jaramillo, “Sorgos graníferos altos en taninos condensados: significancia nutricional y factibilidad de usos en la alimentación de aves”, el Avicultor.com, vol. 1, no. 1, pp. 24-28. Apr, 2005.
- L. Savon, I. Scull, “Evaluación de compuestos fenólicos en árboles con potencialidades de uso en la alimentación del cerdo”, Revista Computadorizada de Producción Porcina, vol. 13, supl. 1, 2006.
- O. Paredes-López, G. I. Harry, R. Montes-Rivera, “Development of a fermentation procedure to produce a tempe-related food using common beans as substrate”, Biotechnol. Lett., vol. 9, pp. 333-338, May, 1987. https://doi.org/10.1007/BF01025799. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01025799
- D. B. Duncan, “Multiple range and multiple F-Test. Biometrics”, vol. 11, no. 1, pp. 1-42, Mar, 1955. https://doi.org/10.2307/3001478. DOI: https://doi.org/10.2307/3001478
- H. P. S. Makkar, “Antinutritional factors in foods for livestock”, BSAP Occasional publication, vol. 16, pp.69-85, 1993. doi:10.1017/S0263967X00031086. DOI: https://doi.org/10.1017/S0263967X00031086
- E. Admassu, S. Kumar, “Effect of processing on antinutrientes and in vitro protein digestibility of kidney bean (Phaseolus vulgaris L.) varieties grown in East Africa”, Food Chem., vol. 103, no. 1, pp. 161-172, Dec, 2007. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2006.08.005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2006.08.005