Componentes químicos y efecto de la harina de forraje de Tithonia diversifolia (Hemsl) en la calidad de la carne de cerdos en crecimiento-ceba

Idania Scull, Lourdes Savón, T E Ruíz y Y Rodríguez

Instituto de Ciencia Animal. Carretera Central, Km 47 ½, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba
idascull@ica.co.cu

Resumen

Se determinó la composición química de la harina de forraje de Tithonia diversifolia (material vegetal 10) para evaluar su efecto en sustitución del pienso, en indicadores de calidad de la carne de cerdos en crecimiento ceba. Se evaluaron las características nutricionales y fitoquímicas de la harina, utilizando indicadores del análisis proximal, el fraccionamiento de la fibra, la composición mineral y los ensayos químicos cualitativos del tamizaje fitoquímico. Se emplearon 21 cerdo de cruce comercial Yorkshirex Londrace x Duroc de 32 ±2 Kg de peso vivo en un diseño de bloques al azar. Los cerdos se alojaron en jaulas individuales, se utilizaron 7 animales por tratamiento durante 50 días. Los tratamientos fueron: maíz y soya, como control, sustitución del pienso control por 10 % de harinas de forraje de Tithonia diversifolia y la sustitución del pienso control por 20 % de las harinas. Se midió el pH intramuscular a los 45 min y a las 24h después del sacrificio. Se determinó la capacidad de retención de agua y la composición nutricional de la carne. La harina mostró elevado contenido de ceniza, Ca y PB, además se halló la presencia de fenoles, alcaloides, terpenos, flavonoides y aminas como sus principales grupos funcionales. Se comprobó el potencial nutricional y calidad fitoquímica de este material para su uso como suplemento en la alimentación del cerdo. No se encontró diferencias entre el control y los tratamientos experimentales en los indicadores de calidad de carne estudiados. Los resultados demuestran que es posible utilizar hasta el 20 % de harinas de Tithonia diversifolia en sustitución del pienso sin que influya en la calidad tecnológica, ni nutricional de la carne de cerdo en crecimiento ceba.

Palabras claves: componentes nutricionales, metabolitos secundarios, pH, proteína

Chemical components and effect of Tithonia diversifolia (Hemsl) forage meal on the meat quality of growing-fattening pigs

Abstract

The chemical composition of the forage meal of Tithonia diversifolia (plant material 10) was determined to evaluate its effect as a substitute for feed, in quality indicators of the meat of growing fattening pigs. The nutritional and phytochemical characteristics of the flour were evaluated, using indicators of proximal analysis, fiber fractionation, mineral composition and qualitative chemical tests of phytochemical screening. Twenty-one commercial Yorkshire x Londrace x Duroc pigs of 32 ± 2 kg live weight were used in a randomized block design. The pigs were housed in individual cages, 7 animals were used per treatment for 50 days. The treatments were: corn and soybean, as controls, substitution of the control feed for 10 % of Tithonia diversifolia forage meals and substitution of the control feed for 20 % of the meals. Intramuscular pH was measured at 45 min and 24 h after sacrifice. The water retention capacity and the nutritional composition of the meat were determined. The flour showed a high content of ash, Ca and PB, in addition the presence of phenols, alkaloids, terpenes, flavonoids and amines was found as its main functional groups. The nutritional potential and phytochemical quality of this material for its use as a supplement in pig feed were verified. No differences were found between the control and the experimental treatments in the meat quality indicators studied. The results show that it is possible to use up to 20% of Tithonia diversifolia flours in substitution of feed without influencing the technological or nutritional quality of the fattening growing pig meat

Keywords: nutritional components, secondary metabolites, pH, protein

Introducción

La incorporación de alternativas nutricionales que contribuyan a disminuir las importaciones de piensos convencionales para la producción de cerdo es una necesidad para el desarrollo sostenible de países de escasos recursos e importadores, como es el caso de Cuba (Estévez 2016).

Ruíz et al (2010), recomendaron la Tithonia diversifolia como una opción viable en la producción de alimentos para el ganado. Además, estos autores después de la evaluación de veintinueves materiales procedentes de la zona occidental, sugirieron la utilización del material 10 en las especies monogástricas por su capacidad de producción de forraje y alto valor nutritivo.

Conjuntamente, con las cualidades nutricionales, esta especie en su composición química presenta metabolitos secundarios, como compuestos fenólicos, lactonas sesquisterpénicas, flavonoides, alcaloides y saponinas (Ladeska et al 2019). Estos compuestos naturales podrían mostrar efectos beneficiosos sobre algunos parámetros relacionados con la respuesta inmune e inflamatoria, especialmente bajo condiciones de estrés oxidativo. Pueden aportar interesantes actividades biológicas o disminuir su valor nutricional en dependencia de su concentración, estructura química y biodisponibilidad (Sampaio et al 2016). Además, los compuestos secundarios de algunas plantas incluidas en la dieta de los animales han mostrado actividad antimicrobiana, mejora en algunos indicadores de calidad y la capacidad de retrasar la oxidación lipídica de la carne (Jenko et al 2018).

Según Savón et al (2008), es posible sustituir 20% del pienso control tradicionalmente utilizado en las dietas de los cerdos en crecimiento ceba por harina de forraje de Tithonia diversifolia, sin ocasionar trastornos en la morfometría del tracto gastrointestinal. Sin embargo, la alimentación de los animales puede influir en ciertas propiedades de la calidad cárnica.

El objetivo de este trabajo fue determinar los componentes químicos de la harina Tithonia diversifolia (Hemsl) (material vegetal 10) y evaluar su efecto en algunos indicadores de calidad de la carne de cerdos en crecimiento ceba.

Materiales y métodos

Área de la investigación. El estudio se realizó en la unidad experimental porcina del Instituto de Ciencia Animal (ICA), en la provincia Mayabeque, Cuba.

El protocolo experimental fue sometido a la Comisión de Ética en el Uso de Animales en Experimentación, del Instituto de Ciencia Animal (ICA) y aprobado por su comité de ética bajo el código de proyecto 01500098.

Animales y dietas. Se utilizaron 21 cerdos de cruce comercial Yorkshire x Landrace x Duroc, con pesos entre 30-32 Kg. Se alojaron de forma aleatoria en corrales individuales a razón de 7 animales por tratamiento. Los animales consumieron las dietas en dos partes (9:00 am y 2:00 pm) de forma restringida según la escala de alimentación y el agua se suministró a voluntad mediante tetinas.

Los tratamientos experimentales consistieron en tres dietas, elaboradas de acuerdo con las recomendaciones del NRC (2012), T1 (pienso de maíz y soya); T2 (sustitución del 10% del pienso por harina de T. diversifolia); T3 (sustitución del 20% del pienso por harina de T. diversifolia). La composición química de las dietas experimentales se muestra en la tabla 1.

Elaboración de las harinas. Se emplearon plantas de Tithonia diversifolia (Hemsl) material vegetal 10, procedentes de un área de la Estación Experimental de Pastos y Forrajes “Miguel Sistach Naya” en la finca Zaldivar, del Instituto de Ciencia Animal. Las plantas que se cultivaron en suelo ferralítico rojo (Hernández et al 2019), a 1m entre surco a surco corrido. El corte se efectuó de forma manual a 15 cm sobre el nivel del suelo a los 80 días (Ruíz et al 2016).

Para elaborar las harinas se utilizaron las hojas y tallos de las plantas, se trocearon y se secaron al sol durante 96 horas. En el período de secado, el material se extendió en el plato a una altura de cama menor de los 30 cm, se invirtió varias veces al día con un rastrillo para lograr la uniformidad del material. Posteriormente, se molieron las muestras en un molino de martillo a un tamaño de partícula de 1mm y se almacenaron en sacos de yute de 50 kg hasta el momento de su utilización.

Se tomaron cinco muestras representativas de 1 kg de la harina para realizar los análisis químicos. El muestreo se realizó de forma aleatoria en diferentes puntos de los sacos. Las muestras se conservaron en frascos de cristal de color ámbar herméticamente cerrados hasta el momento del análisis.

Procedimiento experimental. Después de 50 días de experimentación, los animales se pesaron y se sacrificaron por desangramiento. Para la evaluación de la calidad de la carne se quitó la fracción comprendida entre la onceava y decimotercera vértebra torácica del músculo Longissimus dorsi. La carne se trituró, se almacenó en frascos herméticos y se conservó a -20° C hasta el momento de realizar los análisis.

Calidad tecnológica

Determinación de pH. El pH se midió de forma directa en la carne a los 45 min después del sacrificio con un phmetro digital, (marca WPA, serie CD-70 de fabricación inglesa). Se efectuaron cinco lecturas en sitios diferentes, mediante la inserción del electrodo en la carne. La carne se guardó en refrigeración a temperatura de conservación por 24 h y posteriormente se leyó nuevamente el pH.

Capacidad de retención de agua (CRA). Se utilizó el método del papel de filtro para determinar la capacidad de retención de agua. Después de las 24 h del sacrificio, se tomaron 0,30 g de carne previamente picada, libre de grasa. Se colocó la muestra entre dos papeles de filtro Whatman n^ro 1, los cuales se presionaron con peso de 5 kg por 5 min.

Análisis bromatológico

Se determinaron los contenidos de materia seca (MS), ceniza a partir de la metodología descrita por la AOAC (2016) y proteína bruta en la (PB) según (NC-ISO 937). El calcio (Ca) se cuantificó en un equipo de absorción atómica, según los procedimientos del libro de datos (Atomic Absortion Data Book 1991). La determinación de fósforo (P) se realizó según la metodología de Amaral (1972).

Determinación de la fibra. La fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácido (FDA), lignina (Lig) y celulosa (Cel) se determinaron de acuerdo con los procedimientos descritos por Goering y Van Soest (1970).

Tamizaje fitoquímico

Preparación de los extractos. La harina del material vegetal se sometió a un proceso de extracción por maceración con etanol 90 % v/v durante 48 h. Luego, se filtró por gravedad y el filtrado se conservó en frascos de cristal de color ámbar hasta realizar los ensayos químicos del tamizaje. Los análisis de identificación de los grupos funcionales se realizaron por triplicado.

A este extracto alcohólico se le realizaron los ensayos cualitativos de tamizaje fitoquímico propuesto por Miranda y Cuellar (2000). Se investigó la presencia de los grupos funcionales de: alcaloides, saponinas, triterpenos/esteroides, fenoles, flavonoides, proantocianidinas, coumarinas, grupos amino y cardenólidos. En todos los análisis se siguieron los criterios de presencia abundante +++, presencia moderada ++, presencia leve +, ausencia -.

Análisis estadístico: Se utilizó análisis estadístico descriptivo para procesar los datos de la caracterización química de la harina de tithonia. Se efectuó análisis de varianza según un diseño completamente aleatorizado para los indicadores de calidad de la carne y las medias se compararon según la prueba de Duncan (1955). Para el procesamiento de los resultados se utilizó el paquete estadístico Infostat (Di Rienzo et al 2012).

Resultados y discusión

El alimento puede modificar la calidad de la canal y de la carne. Para conocer sí un alimento se puede utilizar como fuente de nutrientes en dietas para cerdos es preciso obtener información sobre su composición química. En la tabla 2 se muestra la composición nutricional de la harina de forraje de tithonia.

El contenido de ceniza del material vegetal mostró valores elevados, aspecto que está en correspondencia con las altas concentraciones de Ca que se encontraron. Gallego-Castro et al (2017), al evaluar la calidad nutricional de la T. diversifolia con diferentes sistemas de siembra hallaron valores para la ceniza, el Ca y el P de (161.9; 155.0; 160.0 ); (28.6; 30.5; 29.3) y (27; 25; 27) g/kg MS. Estos resultados de ceniza y P son inferiores a los obtenidos en este estudio, mientras que el contenido de Ca fue superior. Las concentraciones de los macroelementos apuntan a que no es necesaria la suplementación de estos minerales en los animales que consumen esta planta.

La proteína, uno de los indicadores más notables y estudiados en esta especie mostró valores superiores a los que informaron Navas y Montaña (2019) en plantas cultivadas en Colombia. Estos niveles se hallán dentro del rango que indicaron Verdecia et al (2018), sin embargo fueron inferiores a los referidos por (Guatusmal-Gelpud et al 2020). Los resultados sugieren la posibilidad de sustituir parte del pienso tradicional por la harina de forraje de tithonia.

A pesar, que la fibra insoluble constituyó el componente mayoritario de la harina, los valores hallados en este experimento están dentro de lo indicado para alimento animal y resultaron inferiores a los informados por Londoño et al (2019) y Navas y Montaña (2019) para esta especie. Estos autores refieren que la variabilidad en los contenidos de la fracción fibrosa y de otros componentes nutricionales de la planta se debe básicamente a la parte de la planta analizada, estado fenológico, condiciones agroclimáticas y la fertilidad del suelo.

El adecuado contenido de fibra de la dieta puede promover efectos beneficiosos en la producción porcina. La relación entre la flora intestinal y la fibra influye en el desarrollo, la madurez y el mantenimiento de la funcionalidad del tracto gastrointestinal (TGI), lo cual implica mayor eficacia de la barrera intestinal y el sistema inmunológico de la mucosa (Wenk 2001). Esto conllevaría a la reducción en el uso de antimicrobianos, lo que puede abaratar los costos de producción de los cerdos.

Los indicadores bromatológicos evaluados muestran el potencial nutricional de este material para su uso como suplemento en la alimentación del cerdo. Sin embargo, en su composición química también presentan compuestos secundarios que pueden influir en su valor nutricional y en algunos parámetros de calidad de carne.

Los resultados de la determinación cualitativa de metabolitos secundarios en la harina de forraje del material vegetal 10, se muestran en la tabla 3.

De los grupos funcionales indagados mediante las pruebas cualitativas del tamizaje fitoquímico en el extracto alcohólico de la harina se encontraron bajos niveles de alcaloides; compuestos fenólicos y triterpenos, además de un contenido abundante de aminoácidos y/o aminas.

Existen informes de la presencia de otros metabolitos secundarios en esta especie que no fueron hallados en este estudio como: saponinas, coumarinas y quinonas (González et al 2019). Los componentes secundarios en la planta varían con el material genético que se emplea, la época del año, estado fisiológico, momento del corte, y las condiciones climáticas. La ausencia de estos compuestos y las cantidades bajas de alcaloides y terpenos que se hallaron en este experimento apuntan a la calidad fitoquímica de la harina de este material como alimento animal.

Chagas- Paula et al (2012) y Zhao et al (2012) informaron la presencia de flavonoides como hispidulina, luteolina y flavonas en la tithonia. En un estudio fitoquímico que realizó Poleti (2012) en esta especie, identificó derivados de los ácidos hidroxicinámicos (felúrico, quínico y cafeíco) y de los flavonoides apigenina, luteolina y acacetina. Peña-Torres et al (2019) señalaron que la alta capacidad antioxidante de los ácidos hidroxicinámicos pueden tener efectos beneficiosos y mejorar la calidad de carne de cerdo al prevenir su oxidación lipídica.

En el análisis de la calidad tecnológica de la carne el pH y CRA constituyen los indicadores más ampliamente utilizados (Tabla 4).

La administración de la harina de forraje de tithonia hasta el 20 % a los cerdos, no ocasionó diferencias entre los tratamientos y el control. Los valores de pH se hallaron en el rango de (6.01-6.44). Según los criterios de clasificación informados por Castrillón et al (2007) y Oliva et al (2017) las carnes analizadas en este estudio se clasifican como DFD (oscuras, firmes y secas). Este tipo de carne tiene mejor rendimiento tecnológico, pero son más propensas a la contaminación con microorganismos.

La sustitución del pienso por harina de tithonia no afectó el pH muscular. Sin embargo, los altos valores obtenidos en la caída del pH muscular podrían estar relacionados con algún estrés prolongado a que los animales estuvieron sometidos antes del sacrificio y el tipo de fibra predominante. Cualquier tratamiento anterior al sacrificio (durante el engorde de los animales en granja, alimentación, manejo, método de carga, transporte a sacrificio, método de aturdimiento) que tenga incidencia en las reservas energéticas de los músculos en el momento del sacrificio puede ser determinante en calidad de la carne (Jerez- Timaure et al 2013). Los disímiles tipos de fibra muscular presentan diferente comportamiento en el metabolismo del glucógeno debido a las diferencias en la composición de sus sistemas enzimáticos (Salazar Gutierrez 2006). La velocidad y las condiciones en la que se producen los cambios de pH durante la transformación post mortem de músculo a carne también influye en la capacidad de retención de agua del músculo.

No se encontraron diferencias entre el control y los tratamientos para la CRA. Los valores de CRA obtenidos en la carne fresca de cerdo de este experimento resultaron inferiores a los señalados por Oliva et al (2017) en un estudio de calidad de la carne de cerdo en diferentes centros comerciales de Sonora, México. En la composición bromatológica de la carne hay alrededor de un 75.5% de agua, de la cual solamente el 5 % corresponde al agua que está ligada fuertemente a la proteína, el resto esta atrapada en la constitución física, pero no esta ligada, se conoce como agua libre. Esta porción es la responsable de los cambios de la CRA. Existen otros factores del proceso productivo como la genética, manejo y sacrificio que se le pueden atribuir las variaciones en los resultados.

La alimentación de los animales puede ejercer una influencia importante en ciertos atributos de la calidad cárnica. La tabla 5 muestra la composición nutricional de la carne de cerdos alimentados con harina de T. diversifolia.

Los indicadores de composición nutricional no presentaron diferencias entre el control y los tratamientos. Los valores encontrados en el análisis bromatológico de la carne confirman que es nutricionalmente adecuada, según los requerimientos de Sagarpa y Fedecarne para la carne de cerdo (Fedecarne 2017 y Pérez y Ponce 2013). El valor nutritivo de la carne no se afectó con la inclusión de la harina de tithonia en la dieta.

Los resultados en este experimento son similares a los obtenidos por Dzib et al (2016) quienes estudiaron el efecto de la inclusión de 20% y 40% de harina de moringa de la dieta en la calidad de la carne del cerdo pelón Mexicano. Los valores de MS y PB son parecidos a los que indicaron Pérez y García (2017) para cerdos alimentados con morera y moringa. Las proteínas del músculo desempeñan un papel fundamental en su función biológica, tanto in vivo como en los procesos postmortem. Esta se caracteriza por tener un alto valor biológico, por lo tanto tiene una adecuada proporción entre los aminoácidos que la conforman ya que proporciona los aminoácidos esenciales en cantidades equivalentes a los requerimientos del humano. Este tema es cada vez más importante para los consumidores y productores por sus implicaciones para la salud.

Conclusiones

• La inclusión de la harina de Tithonia diversifolia hasta el 20% a las dietas de los cerdos en crecimiento no afectó la calidad tecnológica de la carne, ni sus estándares mínimos de calidad nutricional. Este estudio favorece la utilización de esta especie como alternativa de alimento animal.

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