Introducción

El Prosopis spp. o mezquite es un arbusto de crecimiento rápido, resistente, perenne, y que se distribuye en las zonas semiáridas de todo el mundo (^{Chaturvedi y Sahoo, 2013}). El Prosopis cuenta con más de 50 especies y se estima que en México hay cerca de 4 millones de hectáreas de mezquite distribuidos principalmente en las regiones áridas y semiáridas del país, donde Prosopis leavigata y Prosopis glandulosa representan las especies más importantes (^{Andrade-Montemayor et al., 2011}). La importancia ecológica de esta especie radica en que funge como planta fijadora de nitrógeno, enriquece el suelo, promueve el crecimiento de matorrales asociados a ella, por su sistema radicular ayuda a retener la humedad y previene la erosión del suelo (^{Villegas-Espinoza et al., 2014}). En el ecosistema desértico funciona como sombra y refugio para la fauna silvestre y doméstica, ya que crea un microambiente bajo su cubierta foliar que influye sobre la diversidad y abundancia de mamíferos, además de ser una eficaz fuente de alimento (^{Sauceda et al., 2014}).

Se ha evaluado la calidad forrajera en especies de plantas no convencionales para compensar la poca disponibilidad de recursos alimenticios para los animales en las regiones áridas (^{Sawal et al., 2004}) sobre todo las de la familia de las leguminosas, ya que se integran a menudo en los sistemas de producción mixtos para mejorar el rendimiento del cultivo a través de su capacidad de fijar el nitrógeno (^{Xu et al., 2006}) y debido a su alto contenido proteico podrían resolver las restricciones de alimento en épocas críticas de sequía (^{González et al., 2008}).

En América del Sur, África y la India, las vainas de mezquite se han incorporado en los piensos para bovinos, ovinos, camellos, búfalos, conejos y aves de corral (^{Sawal et al., 2004}). Debido a sus considerables niveles proteicos, la biomasa de este árbol puede contribuir a mejorar la calidad de la dieta de los animales, satisfacer la demanda de alimentos en la época seca y estimular la aplicación de técnicas de producción animal compatibles con el medio ambiente y los recursos naturales (^{García y Medina, 2006}). Adicionalmente, la utilidad de la vaina del mezquite como suplemento para el ganado se ha destacado anteriormente (^{Sawal et al., 2004}; ^{Mahgoub et al., 2005}; ^{Andrade-Montemayor et al., 2011}; ^{Ríos-Saucedo et al., 2012}) debido a sus contenidos de proteína (15-21%) y azúcares solubles (20%), que aumenta su palatabilidad (^{Taweel et al., 2005}).

Por otro lado, el poco poder adquisitivo de los habitantes de estas regiones hace imposible una suplementación comercial para el ganado, lo que resulta interesante estudiar en estas zonas recursos naturales factibles para el campesino y con características nutricionales adecuadas (^{Baraza, 2008}). En el norte de México hay experiencias que demuestran lo viable de la creación de cooperativas de campesinos que tras la recogida y adecuado tratamiento de las vainas del mezquite obtienen importantes beneficios como complemento alimenticio para el ganado (^{Febles y Ruíz, 2008}).

Finalmente, debido a que el contenido nutricional puede variar considerablemente según el estado de madurez de la vaina y de una especie a otra (^{Sawal et al., 2004}; ^{Bhatta, et al., 2007}), se precisa evaluar la composición química y nutricional de las vainas de las especies de Prosopis más promisorias y de mayor distribución geográfica en estas zonas en diferentes estados de maduración, para poder establecer las ventajas y limitaciones en el uso para la alimentación del ganado (^{García y Medina, 2006}). Por lo tanto, el objetivo del presente estudio fue determinar las características bromatológicas del fruto de Prosopis spp., en dos estados de maduración, como alternativa para el uso potencial en la suplementación del ganado caprino de la Comarca Lagunera, México.

Materiales y métodos

El estudio se realizó en mayo y junio del 2016, en la pequeña propiedad ‘Los Whiles’ localizada en las coordenadas 25° 40’ 58” de latitud norte y 102° 54’ 52” de longitu oeste, en el municipio de San Pedro de las Colonias, Coahuila, en tres parcelas enmontadas con mezquite, cada una con una densidad poblacional distinta.

La región cuenta con una extensión territorial de 9 942.4 km² y una población de 102 650 habitantes. Está ubicada entre los paralelos 25° 37’ y 26° 39’ de latitud norte; los meridianos 103° 15’ y 101° 53’ de longitud oeste y con altitud entre 800 y 2 300. Uso del suelo: agricultura (10%) y zona urbana (0.1%) vegetación: matorral (85.8%), pastizal (4%) y bosque (0.1%) (^{INEGI, 2016}). En este municipio, el clima corresponde al seco semicálido con una temperatura media anual de 21.1 °C, una temperatura promedio máxima de 29.9 °C y una temperatura promedio mínima de 12.4 °C. La precipitación es de 192.9 mm promedio anuales y la evapotranspiración anual acumulada promedio es de 2 481 mm (^{Valenzuela-Núñez et al., 2011}).

Se colectaron 16 muestras de Prosopis spp., de ocho árboles previamente marcados, ocho de ellas en un primer muestreo y otras ocho en uno posterior, los especímenes fueron colocados en bolsas de papel perforadas con anticipación. De acuerdo con el trabajo de ^{Hardeny Zolfaghari (1988)} se realizaron dos muestreos: el primer de éstos se realizó cuando la vaina se encontraba en estado inmaduro, 65 días después de la floración y el segundo cuando la vaina se encontraba en estado maduro, 75 días después de la floración. Los especímenes colectados fueron trasladados al Laboratorio de Agroecología de la Universidad Autonoma Agraria Antonio Narro (UAAAN-UL), se registró su peso inicial, se dejaron secar en una estufa de aire forzadomarca Felisa® a 60 ºC hasta alcanzar un peso constante, para determinar la materia seca total.

Posteriormente, en el laboratorio de Bromatología de UAAAN UL, las vainas fueron molidas en un molino Wiley mini, modelo S55PZE-7831 (Thomas Scientific®) con criba de 1 mm. En cada muestra se determinó por duplicado el contenido de cenizas (CC), la fibra y proteína crudas (FC y PC), utilizando el procedimiento micro-Kjeldahl (^{AOAC, 1990}). Mientras que, para determinar la fracción fibrosa, se realizó un análisis de fibra detergente neutra (FDN), fibra detergente ácida (FDA), aplicando el procedimiento descrito por (^{Van Soest et al., 1991}).

El contenido de nutrientes digestibles totales (NDT) y los diferentes tipos de energía: digestible (ED), metabolizable (EM), neta de mantenimiento (ENm) y neta de ganancia (ENg), así como el porcentaje de digestibilidad de la materia seca (DMS) y materia orgánica (DMO) se determinaron utilizando las ecuaciones recomendadas por (^{Vicente-Perez et al., 2015}). Las ecuaciones utilizadas se enlistan a continuación:

El contenido de compuestos fenólicos totales se determinó con el método de Folin-Ciocalteu (^{Singleton et al., 1999}), los flavonoides totales se cuantificaron utilizando la metodología de ^{Lamaison y Carnet (1990)} y la capacidad antioxidante con el método in vitro ABTS desarrollada por ^{Re et al. (1999)}. Las tres determinaciones se realizaron en las 16 muestras en base seca, por triplicado.

Toda la información se sometió a un análisis de varianza bajo un diseño completamente al azar donde el tratamiento fue la maduración de las vainas (tiernas o maduras), usando el procedimiento GLM del paquete estadístico SAS (2004). Cuando se detectaron diferencias (p< 0.05) se realizaron comparaciones de medias atraves de una prueba de Tukey.

Resultados y discusión

Las vainas de Prosopis spp. promete ser un recurso alternativo de alimentación que puede ser utilizado por las industrias de procesamiento de alimentos para el ganado. La utilidad de las vainas en la alimentación del ganado ha sido reportada anteriormente (^{Sawal et al., 2004}; ^{Mahgoub et al., 2005}; Awawdeh, 2011; ^{Mellado, 2016}). La composición química (Cuadro 1) de las vainas de Prosopis spp. en este estudio fue similar a la reportada en vainas de mezquite por otros autores. ^{Ibrahim y Gaili (1985)} informaron que las vainas de mezquite contenían 12.7% de proteína cruda, similar a nuestros valores. Sin embargo, este resultado resultó inferior a la PC reportada en la literatura por autores como ^{Mahgoub et al. (2005)}; ^{Choge et al. (2007)}; ^{Koech et al. (2010)}; ^{Girma et al. (2011)} cuyos valores determinados fueron 14, 16.2, 18.5 y 15.43%, respectivamente.

De acuerdo con ^{Abdullah y Hafes (2004)} reportaron contenidos comparables de PC y energía en vainas de Prosopis spp. a la cebada. Los valores más altos reportados por los investigadores anteriores podrían deberse a diferentes prácticas silvopastorales que se sabe que afectan el contenido de proteína cruda y materia seca de las vainas (Ribaski, 2012). El contenido de CP del 11.63% en vainas fue menor que el requerido para ganado (^{NRC, 1994}). El uso de vainas como ingrediente de alimento para el ganado es posible solamente con la suplementación de la proteína.

Asimismo, el contenido de materia seca fue similar que el valor (86.2%) determinado por ^{Mahgoub et al. (2005)}, pero menor que los valores reportados en estudios previos por ^{Koech et al. (2010)}; ^{Girma et al. (2011)}; ^{Ali et al. (2012)} con 88.4, 89.7 y 89.15%, respectivamente. Estas diferencias podrían deberse a la etapa de cosecha, la madurez y la estación que determinan el contenido de MS en las vainas (^{Oduol et al., 1986}). Ribaski (2012) informó que las prácticas silvopastorales como el desyerbe, el pastoreo y el espaciamiento más amplio afectan el contenido de MS de Prosopis.

Los contenidos de FDN y FDA en en vainas de Prosopis fueron mayores en este estudio que los valores de 29.8 y 17%, respectivamente, reportado por ^{Ali et al. (2012)}. Ambos contenidos de FDN y FDA fueron menores que los valores de 51.8 y 29.8%, respectivamente, reportados por ^{Koech etal. (2010)}. Las vainas son ricas en carbohidratos, ya que tienen 69% de materia seca (^{Choge et al., 2007}) y puede utilizarse como fuente de energía. El contenido de grasa es comparable con el valor (0.4%) registrado en Perú, pero menor (3.5%) reportado en México por ^{Diaz-Celis (1995)}, respectivamente. Aunque este resultado difiere con ^{Girma et al. (2011)} que registraron 6.1% de la materia seca. Mientras que ^{Choge et al. (2007)} y ^{Odero-waitituch et al. (2015)} reportaron un contenido similar de grasa (2.8%), lo que podría explicar el bajo valor de energía bruta en 15.3 MJ kg^-1 de materia seca en comparación con 6.53 MJ kg^-1 de materia seca en el presente estudio. La variación en el contenido de grasa puede afectar al extracto libre de nitrógeno (ELN) de las vainas, que es un componente que normalmente se informa en el análisis próximo ^{Oduol et al. (1986)}.

El contenido de fibra cruda 14.75% determinado está dentro del rango de 16.9-18.99% reportado por investigadores como ^{Reddy et al. (1990)}. El valor obtenido es, sin embargo, similar que el 14.6% reportado por ^{Girma et al. (2011)}, aunque menor que el reportado por ^{Malik et al. (2013)}, de 5% en vainas de Prosopis cineraria. El ato contenido de fibra cruda limitará el nivel de inclusión en las dietas de ganado, especialmente en no rumiantes que requieren un máximo de 5% de fibra cruda total en base a materia seca. Los rumiantes son capaces de tolerar una mayor contenido fibra cruda debido a la presencia de microorganismos en el rumen que fermentan la fibra convirtiéndola en ácidos grasos volátiles que son absorbidos a través de la pared del rumen proporcionando energía para los microorganismos animales y ruminales (^{NRC, 1994}).

Los resultados del contenido de cenizas fueron mayores (p> 0.05) en vainas maduras, lo cual es similar al valor de 4.5% reportado por ^{King`ori et al. (2011)} y es menor que los valores reportados previamente por ^{Koech et al. (2010)}; ^{Girma et al. (2011)}; ^{Ali et al. (2012)}; ^{Malik et al. (2013)} quienes determinaron contenidos de 5.2, 6.1, 5.3 y 9.7%, respectivamente. Adicionalmente ^{Odero- waitituch et al. (2015)} encontraron menor contenido (2.7%) en vainas maduras. Sin embargo esta variación entre los datos de la literatura podría deberse a la edad de las vainas al momento de la cosecha, el tipo y la fertilidad del suelo, así como al sistema agroecológico bajo el cual se cultivaron los árboles. Según varios autores la especie o variedad vegetal, el suelo, el clima, el pastoreo, la fracción vegetal y la etapa de madurez al momento del muestreo afectan el valor nutritivo de los forrajes (^{Baumont et al., 2000}; ^{Sawal et al., 2004}; ^{Bhatta et al., 2007}; ^{Mellado, 2016}).

Las vainas de Prosopis son un alimento agradable y son una buena fuente energética para los rumiantes debido a su contenido de carbohidratos digeribles. Sin embargo, el contenido energético en las vainas de Prosopis en este estudio fue similar (p> 0.05) entre tiernas y maduras (Cuadro 2).

Aunque los resultados de la literatura atribuyen este valor energético a su contenido de carbohidratos principalmente azúcares no reductores (Del ^{Valle et al., 1983}; ^{Sawal et al., 2004}; ^{González et al., 2008}; ^{Ríos-Saucedo et al., 2012}). De acuerdo con ^{Sawal et al. (2004)}; ^{Baraza et al. (2008)} las vainas maduras son apetecibles debido a su alto contenido energético (75% y 82.2% de TND, respectivamente), esto es contrario a los resultados obtenidos. Similarmente ^{Cuchillo et al. (2013)} encontró valores altos de TND en vainas (64.2%) y hojas (65.2%) de P. laevigata.

El contenido de energía digestible fue menor al reportado por ^{Cuchillo et al. (2013)} y ^{Baraza et al. (2008)} de 2.8 Mcal y 3.6 Mcal, respectivamente, mientras que la energía metabolizable fue similar con el valor de 1.53 Mcal, reportado por ^{Choge et al. (2007)}, aunque menor a los valores encontrados por autores como ^{Baraza et al. (2008)}; Obeidat et al. (2008); ^{Cuchillo et al. (2013)} de 2.9 Mcal, 2.6 Mcal y 2.3 Mcal, respectivamente. Además se observó una disminución de 4.6% en el contenido de TND, 1.88% la digestibilidad de la MS e incremento 14% la digestibilidad de la MO, lo cual es consistente con los hallazgos de ^{Chaturvedi y Sahoo (2013)} quienes indicaron que alto contenido de factores antinutricionales en las semillas puede reducir la disponibilidad y digestibilidad de nutrientes en la dieta (^{Chopra y Hooda, 2001}; ^{Pasiecznik et al., 2001}). Informes previos sobre la composición y el valor nutritivo de vainas de Prosopis concuerdan que son una fuente energética y proteíca potencial, aunque la composición de las vainas varía con la ubicación (Del ^{Valle et al., 1983}; ^{González et al., 2008}; Awawdeh, 2011).

Las vainas y las hojas de Prosopis poseen factores antinutricionales como los taninos (^{Abdulrazak et al., 1999}) que podrían dificultar la digestión y utilización y alto contenido de azúcar (^{King`ori et al., 2011}), que hacen que la molienda e incorporación higroscópica en los piensos sea un reto. Aunque no se realizó una prueba de digestibilidad in vivo, es sabido que el incremento de forrajes toscos (p. e. paja de trigo) en la dieta favorece la ingestión de fibra cruda altamente lignificada, la cual repercute negativamente en la digestibilidad (^{Jung y Allen, 1995}; ^{Baumont et al., 2000}).

Contrariamente, dietas ricas en granos son rápidamente degradables por los microorganismos del rumen, reflejándose en un mayor desdoblamiento del almidón y mayor disponibilidad de NDT, EM, ENm y ENg (Del ^{Valle et al., 1983}; ^{González et al., 2008}; ^{Peña-Avelino et al., 2014}). Los resultados de la literatura indican que a mayor consumo de EM, se promuve un mayor consumo de ENg (^{Cuchillo et al., 2013}; ^{Baraza et al., 2008}). Las condiciones geográficas específicas y la edad de las plantas muestreadas podrían desempeñar un papel importante en estas discrepancias, como sugieren ^{Baraza et al. (2008)}.

En varios informes se ha destacado que los compuestos fenólicos contribuyen a la calidad y al valor nutricional en términos de modificación del color, sabor, aroma y sabor y también en la provisión de efectos beneficiosos para la salud. Por lo tanto, el contenido de compuestos fenólicos, flavonoides y antioxidantes de las vainas de mezquite también se estimó (Cuadro 3).

Los polifenoles son componentes importantes en un ingrediente alimentario, debido a su capacidad antioxidante demostrada. De acuerdo con ^{Quispe et al. (2014)} los polifenoles se encuentran en un rango de 1.07 y 2.43 g AG 100 g^-1. El contenido total de compuestos fenólicos obtenidos en vainas tiernas, son equivalentes (0.82 y 0.89 g AG 100 g^-1) a los indicados en el trabajo de ^{Schmeda- Hirschmann et. al. (2015)} en la región de pinte y en el valle de Elqui. De igual manera estos resultados son inferiores a los reportados previamente por (^{Andrade-Montemayor et al., 2011}) en vainas crudas (5.92 mg AG g^-1 MS) y vainas asadas (4.87 mg AG g^-1 MS). Sin embago, los compuestos fenólicos proporcionan mecanismos de defensa a las plantas para neutralizar las especies reactivas de oxígeno (ROS) con el fin de sobrevivir y prevenir daños moleculares y daños por microorganismos, insectos y herbívoros (^{Malik et al., 2013}).

Con relación al contenido de flavonoides fue bajo en vainas tiernas y alto en maduras, lo cual difiere con los resultados obtenidos ^{Schmeda-Hirschmann et al. (2015)} en Prosopis chilensis distibuido en varias regiones en chile. Según ^{Quispe et al. (2014)} el contenido de flavonoides totales se ubica en el rango de 24-98. Sin embargo, el criterio para considerar la actividad antioxidante de un extracto como alto, moderado o bajo es relativo. En el presente estudio se observó elevada actividad antioxidante, lo cual difiere con los resultados de ^{Schmeda-Hirschmann et al. (2015)} y ^{Quispe et al. (2014)}. La actividad antioxidante y los componentes de los compuestos bioactivos de la vegetación de pastizales dependen en gran medida de las especies vegetales y la parte de la planta (^{Cuchillo et al., 2013}).

Conclusiones

Se puede concluir que las vainas de mezquite, en ambos estados de maduración (madura e inmadura), son una buena alternativa como complemento en la alimentación del ganado caprino. Se recomienda para trabajos futuros hacer una identificación de las especies de mezquite más prominentes de la región utilizando la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), ya que existe muy poca información de las mismas.