Suero de leche fermentado con lactobacilos para la alimentación de becerros en el trópico
Fermented whey with lactobacilli for calf feeding in the tropics
Maribel Montero–Lagunes1*, Francisco I. Juárez–Lagunes2, Hugo S. García–Galindo3
1 Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Campo Experimental La Posta km 22.5 carretera libre Veracruz–Córdoba. Paso del Toro, Veracruz. Apartado Postal No. 1224. Veracruz, Veracruz. CP. 91700. * Autor responsable: (maribel_montero@hotmail.com).
2 Universidad Veracruzana. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Circunvalación esquina Yánez. Veracruz, Veracruz. CP. 91710. (juarezf@hotmail.com).
]]> 3 UNIDA, Instituto Tecnológico de Veracruz. M.A. de Quevedo 2779, Veracruz, Veracruz CP. 91897. (hsgarcia@itver.edu.mx).
Recibido: Abril, 2008.
Aprobado: Julio, 2009.
RESUMEN
La descomposición del suero de leche (SL) es rápida. Fermentado, podría ser usado en la alimentación de rumiantes. Por tanto, los objetivos del presente trabajo fueron caracterizar químicamente al SL; fermentar el SL con Lactobacillus casei (SLF); y usarlo en la alimentación de becerros. Se obtuvo SL de nueve queserías (de los municipios de Cotaxtla y Medellín de Bravo, Veracruz, México) cada 7 d durante dos meses, y se determinó: acidez, pH, proteína, grasa, lactosa y sólidos totales; y se calculó el promedio y desviación estándar. El crecimiento (de 0 a 96 h) de L. casei NRRL B–1922 en SL pasteurizado a 63 °C por 15 min, se midió contando las UFC mL–1 en agar MRS. Se comparó contra un testigo (consumo de leche 4 L d–1) (T1), la adición de SL 2 L d–1 (T2), de SLF 2 L d–1 (T3), y la sustitución de leche 1 L d–1 por SLF 3 L d–1 (T4), en 24 becerros (Holstein × Cebú) del nacimiento a los 3 meses de edad, en crianza artificial en el trópico (Veracruz), midiendo ganancia diaria de peso (GDP) y consumo de concentrado (CC). El análisis de varianza fue con PROC MIXED (SAS) para cuatro tratamientos y mediciones repetidas en el tiempo. Las características del SL (base húmeda) fueron: acidez 2.1±0.46 %, pH 5.6±1.10, proteína 2.2±0.52 %, grasa 0.5±0.22 %, lactosa 4.3±0.21 % y sólidos totales 7.1±0.92 %. Los lactobacilos alcanzaron su máximo crecimiento (1 × 107 UFC mL–1) a las 24 h. Las GDP fueron similares (p>0.05) en todos los becerros; pero el CC en los becerros T2 y T3 fue 38.7 % menor que con T1, y el consumo de leche en T4 fue 25 % menor (p<0.05). Se concluye que el SLF con L.casei prolonga su estabilidad aeróbica, reduce el CC sin cambiar la GDP en becerros Holstein × Cebú en el trópico.
Palabras clave: Bovinos, probiótico, sustituto de leche.
ABSTRACT
]]> Whey (SL) spoils rapidly and lactic fermentation is a viable preservation alternative; once fermented, it can be used to feed ruminants. Therefore the objectives of the present study were to chemically characterize whey; fermented with Lactobacillus casei (SLF); and use it for calf feeding. Whey was obtained from nine small cheese plants located in the municipalities of Cotaxtla and Medellín de Bravo, Veracruz, Mexico, every 7 d during two months. Acidity, pH, protein, fat, lactose and total solids were determined, and the average and standard deviation were calculated. The growth (from 0 to 96 h) of L. casei NRRL B–1922 in whey pasteurized at 63 °C for 15 min was measured counting the UFC mL–1 in MRS agar. A control (milk intake, 4 L d–1) (T1) was included for comparison purposes: in the addition of whey, 2 L d–1 (T2), or SLF, 2 L d–1 (T3); and milk, 1 L d–1, replaced by SLF 3 L d–1 (T4), in 24 calves (Holstein × Zebu) from birth until three months old, in artificial rearing in the tropic (Veracruz). Average daily weight gain (ADG) and concentrate consumption (CC) were monitored. ANOVA was performed with PROC MIXED (SAS) for four treatments and repeated measurements over time. The characteristics of whey (wet basis) were: acidity 2.1±0.46 %, pH 5.6±1.10, protein 2.2±0.52 %, fat 0.5±0.22 %, lactose 4.3±0.21 % and total solids 7.1 ±0.92 %. Lactobacilli reached their maximum growth (1 × 107 UFC mL–1) in 24 h. ADGs were similar (p>0.05) in all the calves; but CC in T2 and T3 calves was 38.7 % lower than under T1, and the use of milk in T4 was 25 % lower (p<0.05). It was concluded that SLF with L. casei extended its aerobic stability, and reduced CC without changing the ADG in Holstein × Zebu calves in the tropic.Key words: Bovine, probiotics, milk substitute.
INTRODUCCIÓN
El suero de leche (SL), un subproducto de la industria quesera, tiene lactosa y proteínas de alto valor biológico (lactoglobulinas y albúminas) y gran potencial como alimento para rumiantes. En México las queserías artesanales procesan 2000 a 10 000 L de leche d–1; en Veracruz, 56 % de la producción de leche se usa para producir quesos. La mayor parte del SL es desechado a los mantos acuíferos o al suelo; no ha sido un subproducto útil debido principalmente a su alto contenido acuoso y rápida descomposición. Por tal motivo, el SL fresco tiene poco uso en la alimentación de becerros.
Se han realizado varios estudios para encontrar el método menos costoso de desechar el SL, identificar nuevas opciones de uso, prevenir la pérdida potencial de nutrimentos valiosos y reducir la contaminación ambiental (González–Martínez et al., 2002). Una opción puede ser fermentarlo con lactobacilos (Gallardo–Escamilla et al., 2005); además, los lactobacilos vivos en el SL fermentado podrían constituir un alimento probiótico (Jelen, 2003). El uso de lactobacilos en leche y sustitutos de leche ha sido benéfico para la alimentación de becerros desde sus primeras etapas de crecimiento, que es la más difícil debido a la alta incidencia de mortalidad por enfermedades diarreicas (Cruywagen et al., 1996). Pero el SL líquido de leche no pasteurizada, fermentado con lactobacilos usado en la alimentación de becerros es una práctica no documentada. Se podría sustituir una proporción de leche por SL fermentado para alimentar becerros, lo que mejoraría el ingreso económico para el productor. La hipótesis en este estudio fue que el suero de leche no pasteurizada puede ser preservado por fermentación con lactobacilos, y que el SL fermentado puede ser usado para alimentar becerros en sustitución parcial de leche. Por tanto, los objetivos fueron preservar el SL con lactobacilos, y determinar el efecto de sustituir 25 % del consumo de leche por SL fermentado sobre el consumo de concentrado (CC), peso corporal (PC) y ganancias diarias de peso (GDP) en becerros al destete (90 d) y hasta 6 meses de edad.
MATERIALES Y MÉTODOS
Experimento 1. Preservación de suero de leche por fermentación con lactobacilos
Caracterización química y bacteriológica del suero de leche
]]> Se recolectó SL fresco de nueve queserías de los municipios de Cotaxtla y Medellín de Bravo (Veracruz, México), cada 7 d durante dos meses (total, 72 muestras). Para la caracterización química se determinó (base húmeda): pH, proteína total, grasa, sólidos totales, y cuenta total viable de lactobacilos y coliformes (Standard Methods for the Examination of Dairy Products, 2004). Se determinaron los promedios y los coeficientes de variación de cada variable.Fermentación de suero de leche con bacterias lácticas
Se usó SL libre de bacterias viables para evitar la interferencia con el inóculo. Para eliminar las bacterias viables sin dañar las proteínas presentes en el SL (el daño proteico se manifestó por inicio de coagulación) se determinó la temperatura de pasteurización de SL mediante un ensayo: diseño experimental completamente al azar con cuatro temperaturas (57, 60, 63, 66 °C) y 2 tiempos de reacción (15 y 30 min), más un testigo (suero fresco) con tres repeticiones por tratamiento; se usaron tubos de ensaye con tapón de rosca en baño María. El tratamiento seleccionado fue el que mostró menor cuenta total viable (Log UFC mL–1) de coliformes y lactobacilos, sin precipitación de proteínas (manifestada por coagulación del suero). Se hizo un análisis de varianza con los datos y las medias mínimo cuadráticas fueron comparadas con la prueba de Tukey (p<0.05).
En SL pasteurizado se evaluó el crecimiento de Lactobacillus acidophilus NRRL B–4495, L. reuteri NRRL B–14171, L. casei NRRL B–1922, y Bifidobacterium ssp, a las 0, 12, 24, 48, 60, 72, 84 y 96 h; y su efecto sobre el pH, la cuenta total viable de lactobacilos en agar MRS y coliformes totales en agar McConkey. Se usaron tres tubos de ensaye con tapón de rosca por cada cepa de lactobacilos en cada hora de muestreo. El diseño experimental fue completamente al azar con un arreglo factorial de tratamientos (8×4; horas y lactobacilos) y tres unidades experimentales por tratamiento. Las medias mínimo cuadráticas fueron comparadas con la prueba Tukey (p<0.05).
Preparación del suero de leche fermentado con lactobacilos
Debido a su mayor variabilidad se escogió el cultivo de L. casei como inóculo para fermentar el SL para los becerros. El cultivo contenía 1×107 UFC mL–1, como mínimo; se tomaron 100 mL para inocular 900 mL de SL fresco en un vaso de precipitado (1 L) y se incubó 24 h a 39 °C en una estufa de cultivo. El SL fermentado (SLF) resultante se vertió en 9 L de suero fresco en una cubeta de 10 L, y se fermentó 24 h a 39 °C en una estufa de convección. Los 10 L de SLF se vertieron en 90 L de suero fresco repartidos en dos perolas de 50 L; se taparon y reposaron 24 h a temperatura ambiente. De los 100 L de SLF se tomaron 10 L y se repitió el paso anterior; los 90 L de SLF restantes se ofrecieron a los becerros experimentales. Los dos últimos pasos se repitieron diariamente durante 30 d. Después de los 30 d se reinició el procedimiento desde el primer paso para renovar la cepa de L. casei. Así, este método se repitió cada 30 d en los seis meses del experimento con los becerros.
Experimento 2. Alimentación de becerros con suero de leche fermentado
Este experimento fue realizado en una becerrera para becerros Holstein×Cebú en jaulas individuales, con heno y agua a libertad, y un comedero para consumo de concentrado comercial (18 % proteína y 70 % NDT). El experimento duró desde el nacimiento de los becerros hasta los seis meses de edad y tuvo una fase de predestete y una de posdestete. Durante el predestete se determinó el efecto de la adición o sustitución de SLF en 24 becerros desde el nacimiento hasta el destete (90 d), distribuidos en 4 tratamientos (6 becerros/ tratamiento, 3 hembras y 3 machos): 1) Testigo, 4 L leche fresca d–1; 2) 4 L leche fresca más 2 L SL d–1; 3) 4 L leche fresca más 2 L SLF d–1; 4) 3 L leche fresca más 3 L SLF d–1. En los tratamientos 2, 3 y 4 cada mes aumentó la cantidad de SL en 1 L: en el tercer mes los becerros de los tratamientos 2 y 3 consumían 4 L de SL y los del tratamiento 4, 5 L de SLF.
Cada día se recolectó SL de la quesería El Mangal (Medellin, Veracruz, México), donde se procesaba la leche de las vacas madres de los becerros en el estudio para uniformizar la variación en composición química. El SL se ofreció fresco a becerros del tratamiento 2, y se fermentó, como ya se describió, para los becerros de los tratamientos 3 y 4. Las variables fueron: consumo diario de alimento concentrado (CC); peso corporal cada 15 d (PC) y ganancia diaria de peso (GDP).
En la fase posdestete se suspendió el suministro de leche y continuaron los mismos tratamientos los siguientes 90 d (3 a 6 meses de edad). Se fijó el consumo de concentrado 1 kg d–1), pasto verde picado o ensilaje de sorgo y pastoreo, y agua a libertad. La oferta de SL aumentó en 1 L por mes: a los 6 meses los becerros de los tratamientos 2 y 3 consumieron 7 L de suero d–1 y los del tratamiento 4, 8 L de suero d–1. Las variables fueron: PC cada 15 d y GDP. El diseño experimental fue completamente al azar y el modelo estadístico incluyó la interacción edad*tratamiento. Para obtener las medias mínimo cuadráticas, se usó el modelo MIXED de SAS para medidas repetidas, utilizando como covariable al peso al nacer, tratamiento como efecto fijo y becerro (edad) como efecto aleatorio (wang y Goonewardene, 2004).
]]>RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Experimento 1
Caracterización química y microbiológica de suero de leche
El resultado de los análisis (Cuadro 1) indica que la acidez, pH, proteína, grasa, y sólidos totales presentan coeficientes de variación de 13 a 48 %, y que la carga microbiana por coliformes es elevada. El pH de 5.6 es característico de SL dulce proveniente del procesamiento con renina, ya que el SL ácido resultante de la producción de queso tipo cottage tiene pH < 5.1. El alto contenido de coliformes se debe a que la manufactura del queso en esta región de Veracruz se realiza con leche sin pasteurizar, y que la ordeña se efectúa en condiciones poco higiénicas, con el apoyo del becerro y sin cadena fría. Los contenidos de proteína, grasa, y sólidos totales son similares a los reportado por Pintado (2001), quien coincide en que los SL son significativamente diferentes en su composición química debido principalmente a las variaciones en la fuente, el tipo de queso, así como las prácticas de procesamiento. El contenido de humedad del SL es usualmente alto (94 %), lo que favorece el crecimiento de microorganismos como hongos, levaduras, bacterias acido lácticas y Enterobacteriaceae. Se desconoce si esta gran variación en el contenido de nutrimentos, aunque relativa porque sólo representa 6 % del SL, pudiera influir en el consumo diario de nutrientes, y por tanto, en el desarrollo de becerros alimentados con SL.
Fermentación de suero de leche con bacterias lácticas
La temperatura de 63 °C a 15 min eliminó la cuenta total de coliformes, y disminuyó significativamente (p<0.05) la cuenta viable para lactobacilos a 1 log UFC mL–1 (Figura 1). El incremento de temperatura sobre 63 °C provocó la precipitación de las proteínas manifestada por coagulación del suero.
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Después de pasteurizar el suero de leche a 63 °C por 15 min, se efectuó la fermentación de cuatro cepas de lactobacilos: L. acidophilus (NRRL B–4495), L. casei (NRRL–B1922), L. reuteri NRRL (B–14171) y Bifidobacterium spp. En la Figura 2 se muestra el crecimiento de las cuatro cepas, todas similares entre sí, las cuales logran su máximo crecimiento entre 18 y 36 h (2×107 ufc mL–1). A las 48 h la cuenta de lactobacilos (4 ×106 ufc mL–1) disminuyó (p<0.05), y a las 72 h el crecimiento de las cepas inoculadas decreció drásticamente. La cuenta total viable de lactobacilos no debe ser menor de 106 para que un producto sea considerado como probiótico; por tanto, el SL sería un buen vehículo de probióticos para la alimentación de rumiantes.
En la Figura 3 se describen los cambios en pH en el SL durante la fermentación con cuatro cepas de lactobacilos y, además, cómo estos cambios en el pH influyen en la disminución de la cuenta total viable de coliformes.
Experimento 2
El consumo de leche total fue 360 L para los becerros en los tratamientos 1, 2 y 3, y 300 L para los del tratamiento 4 hasta el destete. Los becerros del tratamiento 4 consumieron 60 L de leche menos que los de los otros tratamientos. Si el precio de 1 L de leche es $ 3.70 (pesos mexicanos; Compañía NESTLÉ, Coatepec, Veracruz), lo anterior significa un ahorro de $ 222.00 por becerro a los 3 meses de edad, que representa 17 % del costo por concepto de leche en la alimentación del becerro. No tuvo costo adicional el sustituir leche por SL, ya que no fue difícil conseguir el SL sin costo.
La disponibilidad del SL excede su consumo por los becerros. La fermentación con lactobacilos, como en el presente experimento, permite preservar 24 h al SL y ofrecerlo a los becerros previa adaptación.
]]> En el Cuadro 2 se muestra la cantidad de SL y SLF ofrecida a los becerros durante el experimento. Considerando que el PC promedio de los becerros fue 140 kg a los seis meses de edad, el consumo de SLF en becerros del T4 representó 5 % de su PC, aunque la cantidad consumida en base seca sólo fue 0.5 % de su PC.
Durante el estudio no se observaron diarreas o rechazo que indicara exceso en el consumo de SL o SLF. Generalmente los sustitutos de leche se ofrecen, en base seca, de 1.25 a 1.75 % del PC (Bartlett et al., 2006).
Llama la atención el consumo de SL o SLF respecto al CC (Cuadro 3). Desde los 30 d de edad, cuando se empezó a ofrecer el SL o el SLF, se manifestó el efecto de supresión del CC como se observa a los 60 d en los T2 y T3 con relación al T1. Esta reducción de 40 % en el CC se mantuvo hasta el destete. El ahorro en 30 kg de concentrado considerando el precio a $5.00 el kg (concentrado comercial Fortachón, Veracruz), representa, por becerro, un ahorro de $150.00 hasta el destete. El CC fue similar entre becerros de T4 y de T1 (testigo), pero fue mayor respecto a los becerros de T2 y T3. Esta diferencia probablemente se debió a un menor consumo de leche (T4) que los becerros compensaron con concentrado, dado que el consumo de SLF no fue suficiente para compensar los nutrimentos de la leche. Los becerros en T4 no consumieron 30 kg menos de concentrado que no se tradujo en un beneficio económico, el cual sí ocurrió por el menor consumo de 60 L de leche. Las tasas de CC para los becerros en T1, T2, T3, y T4 fueron 1.32, 0.65, 0.62, y 1.17 % del PC. El consumo de heno, leche o SL fresco o fermentado permitió completar el 1.5 % establecido por el Nutrient Requirement of Dairy Cattle (National Research Council, 2001) y sugerido por Blome et al. (2003).
En la literatura revisada no se encontró información acerca de depresión en el CC en becerros o en cerdos debido a la ingestión de SL o SLF (Lammers et al., 1996; Ratcliffe et al., 1986). Es interesante notar que la depresión del CC en los becerros de T2 y T3 y la sustitución de 1 L de leche por SLF en el T4, no tuvo un efecto negativo sobre el peso corporal (PC). En el Cuadro 4 se manifiesta un PC similar (p>0.05) al inicio del estudio y en las edades tempranas hasta el destete (90 d de edad); esta tendencia se mantuvo hasta los 180 d de edad. En la fase predestete para los becerros de T2 y T3, el comportamiento en PC se puede explicar por los consumos de SL y SLF; para T1 y T4 sería por un mayor CC. Las diferencias entre usar SL o SLF serían de operación ya que el SL debe usarse inmediatamente, y el SLF puede utilizarse hasta 24 h después, permitiendo un mayor margen de manejo.
Las GDP se consideran aceptables, superiores a 500 g d–1 (Cuadro 5), y comparables a los becerros que consumieron sustituto de leche con 18 % de proteína a 1.75 % del PC (Barlett et al., 2006). Timmerman et al. (2005) utilizaron lactobacilos como probióticos en becerros durante las primeras ocho semanas de vida y obtuvieron GDP similares a las del presente estudio, y sin diferencia entre el grupo testigo y el que consumía probióticos. Pero los becerros sin probiótico requirieron más tratamientos terapéuticos contra diarreas y neumonías.
Para las condiciones de manejo posdestete de los becerros donde el CC se restringe (máximo, 1 kg d–1) y libre pastoreo, pudiera recomendarse el uso del SL o SLF cuando no hay suficiente disponibilidad de forraje en los potreros, como sucede en la época de secas, o cuando el pasto sea de baja calidad para los becerros como sucede en la segunda mitad de la época de lluvias, o cuando se requiera incrementar la carga animal sin sobrepastoreo de los potreros. Las GDP obtenidas en el presente estudio permitirían producir becerros al año con un PC de 240 kg, y becerras con 340 kg a los 18 meses de edad.
CONCLUSIONES
Al inocular el suero de leche con lactobacilos se prolonga su estabilidad aeróbica y potenciala temperatura ambiente hasta por 24 h.
En la fase predestete, el SL o el SLF ahorra 40 % del CC sin afectar la GDP. Además, se puede sustituir 1 L de leche por 3 L de SLF sin cambiar la GDP, mientras que el consumo de SL o SLF no mejora la GDP.
No se detectaron diferencias entre SL o SLF respecto al comportamiento productivo de los becerros del nacimiento a los seis meses de edad. Por tanto, sería posible producir becerros HolsteinxCebú de 140 kg de peso a los seis meses de edad en crianza artificial en el sistema de lechería tropical.
]]>LITERATURA CITADA
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