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I, , ' _
..
.. J DISERO DE UN METODO PARA EVALUAR EL VALOR
NUTRITIVO DE LOS CARBOHIDRATOS EN LOS -
ALIMENTOS. (CORRELACION CON LA DICESTIBI-
LIDAD EN MONOGASTRICOS).
c
r-
INTRODUCCION
I. .
,. . ^ ^
Debido a l costo y dificultad de esperimentación con ani-
males, se han busc,.>do métodos para análizar los alimen - tos y asignarles una predicción de valor alimenticio.
La mayoría de los métodos analíticos que se utilizan co-
múnmente dependen de diversos procedimientos químicos - que son específicos para un determinado alimento, com - - puesto o grupo de compuestos. Los datos cuantitativos - pueden obtenerse mediante procedimientos que implican - l a titulación con á c dos o bases, colorimetría, cromato-
grafía, etc.
I-
El método más genera izado es el análisis proximal, es - un conjunto de métodos analíticos; se destina a la des - cripción rutinaria de piensos y, aunque bajo un punto de
vista de la nutrición presenta varios defectos, sigue - utilizandose ampliamente. Consiste en determinar las di-
ferentes fracciones que se obtienen, incluyen: agua, - fibra bruta y
Proteína bruta
método Kjeldah
digerido en pr
que transforma
proteína bruta, extracto etéreo, cenizas,
extracto libre de nitrógeno.
El sistema utilizado es e
. El material que va a ser mer lugar con ácido sulfÚr
el N ,on sulfato de amonio.
se enfria ésta mezcla, se diluye con agua
j ; .
conocido como
anal izado es - co concentrado,
( 5
Posteriormen
y se neutral
con hidróxido de sodio, que pone el ti en forma de amon
ionlrado. Se destila la muestra y el destilado se titu
e
za
O
a
1
.. .
r ., con ácido. Este analisis es seguro y repetible: aunque es
relativamente largo e implica el empleo de productos qui-
micos peligrosos.
Bajo un punto de vista nutritivo, los datos obtenidos son-
aplicables a los rumiantes que son capzces de utilizar efi
cazmente casi todas las formas de N, aunque pueden ser de-
poca utilidad para especies monogástricas, tales como hom-
bre, cerdo y aves.
Las especies monogástricas tienen necesidades específicas-
para diversos a.a. y no utilizan eficazmente compuestos - de N no proteico, tales como amidas, sales de amonio y urea.
Extracto etéreo: Este método obliga a extractar con éter - las muestras molturadas durante un periodo de cuatro horas
o más. Las materias solubles en éter incluyen una amplia - gama de compuestos orgánicos de los que tan sólo unos PO - cos tienen importaccia nutritiva.
Si el extracto contiene grandes porcentajes de ceras, acei-
tes esenciales, resinas o compuestos similares los datos - alcanzados tienen poca significación, ya que estos compuec
tos tienei poco valor para los animales.
Cenizas: Es el residuo que permanece tras quemar todo el mg
terial combustible en un horno mufla a 500-600°C. nutritivs
mente el valor de las cenizas tiene poca importancia, aunque
valores execivamente altos pueden indicar una contaminación
con tierra o dilución de los alimentos con sustancias tales
L
L.
P-
I
r-
.-.
....
como sal o piedra caliza. En el análisis inmediato !.os datos
correspondientes a las cenizas se precisan para obtener -- otros valores. Deberá destac?rse que algunos elementos mine
rales, tales como el yodo y el selenio pueden ser volátiles
y no aparecer con las cenizas. Normalmente, estos elementos
representan solamente porcentajes muy pequeños del total, - por io que el error es mínimo.
Fibra bruta: Se determina a partir de una muestra sometida-
a extracccibn con éter, se hierve en ácido diluido, después
en una base diluida, se deseca y se quema en la mufla. La - diferencia de peso antes y después de quemar es la fracción
correspondiente a la fibra bruta. Se trata de un método de-
laboratorio tedioso que no suele dar los mismos resultados-
al repetir la comprobación. Intenta simular primero la diges - tiÓn que tiece lugar el estómago y después en el intestino - delgado de los animales.
La fibra bruta representa primordialmente a los carbohidratos
de las estructuras vegetales, tales como celulosa y hemicelu-
losa aunque también contiene algo de lignina, un material su-
(‘ ,mamente indigestible asociado con la porción fibrosa de los - tejidos vegetales. Para los animales monogástricos, el valor-
de la fibra bruta es variable, aunque siempre escaso; su va - lar no es constante para los rumiantes, aunque la utilizan - mucho mejor que los animales monogástricos.
3
1
Extracto libre de nitrógeno (ELN): Esta denominación es
errónta, ya que no se trata de ningún extracto. Se deter - mina mediante una diferencia es decir, ELN es la diferen - cia entre el peso de la muestra orig-nal y l a suma de - - los pesos del agua, extracto etéreo, proteína bruta,
fibra bruta y cenizas. Recibe l a denominación de extracto
libre de nitrógeno porque ordinariamente no contiene ni-
trógeno. E l ELN consta principalmente de carbohidratos - facilmente digeribles, tales como azúcares y almidones,
aunque también puede contener algo de hemicelulosa y de
lignina. especialmente en alimentos como l o s forrajes.
Un análisis más apropiado determinaría específicamente - los carbohidratos facilmente digeribles. hidrolizando - los almidones hasta azúcares y determinando analíticamefi
te l a totalidad de azúcares presentes.
Nutritivamente, la fracción de E L Y de l o s cereales es - bien utilizada por casi todas las especies domésticas.
En las tablas I y I I se presentan las especies más abun-
dantes de carbohidratos en l a dieta^. Su importancia re-
lativa sólo está dada como una guía aproximada y variará
de acuerdo a la naturaleza o composición de los alimen -
-
1-
/
~. tos. <
4
CATEGORIA
Pentosas
üexosas
Disacáridos ..
Oligosacáridos
FRECUENCIA RELATIVA ESPECIES EN LA DIETA
Arab inosa XyIosa
Glucosa Fructuosa Galactosa*
Sacarosa Lac tosa** Maitosa '
Rara Rara
Mayor Mayor Menor
Mayor Menor Menor
Raf inosa " Menor Maltotriosa ' Menor Estaguiosa Menor
*
**
I,
Usualmente restringida sólo a productos lácteos fermentados.
Sólo en leches y productos lácteos.
Especialmente en alimentos que contienen jarabe de glucosa.
ir ,
Estos son comunes en muchos vegetales.
5
TABLA I1
Polisacáridos en alimentos
Polisacáridos de -I Almidones Dextrínas Menor reserva Amilosa Mayor
Amilopectina Mayor Modificados Menor
Otras rs servas - de poli- sacáridos Glucógeno Menor
Fructanos Menor Mananos Mencr Galactoglucornans nos Menor
.-
Polisacáridos Sin celu - estructural es losa Substancias Pécticas Menor
Hemicelulosa Menor Gamas Mucilaginosas Menor
Celulosa Variando e l grado de polimenzación Menor
ALGAL Polisacáridos Sulfata-
dos CarrageninalAgar Menor
I
6
Pruebas de Digestión (Digestibilidad)
Estas pruebas se usan para determinar la proporción de un
alimento que es utilizable por el animal mediante absor - ciÓn en tracto gastriontestinal (TGI). Los animales son - alimentados con una dieta de compocisión conocida durante
un periodo de tiempo de varios días, durante los cuales - se recogen la heces que son analizadas para determinar - los componentes que interesan. Es aconsejable mantener un
consumo diario constante de alimentos durante varios días
para reducir al mínimo la variación diaria en la producción
de heces. El tiempo preciso para que los residuos de los - alimentos atraviesen el TGI es de uno a tres días para los
animales monogástricos y de cinco a diez días para los ru-
miantes. Por consiguiente, es preciso un período preljminar
de cuatro a diez días para que se eliminen del TGI los re - siduos de los alimentos anteriores a la iniciación de la - prueba y para que el animal se adapte a l a dieta comprobada
tras el período preliminar de adaptación sigue un período - de recolección de heces de cuatro a diez dias. Pueden obte-
nerse valores correspondientes a la digestibilidad aparente
de cualquier nutriente aunque los datos pueden ser poco si9
nificativos para algunos nutrientes como vitaminas y minera
les cuyo paso desde l;? luz del TGI al organismo y desde el-
organismo a la luz del TGI es bastante variable y sometido - a cambios. Existen dos medios generales para calcular la di-
L
7
gestibilidad de un alimento o de sus componentes . Uno es - mediante recolección total de alimentos y heces, que permite
una medición directa de la digestibilidad aparente. Se calcg
la :
Digestibilidad aparente(%) = Nutriente ingerido - Nutriente
en heces - Nutriente ingerido
Un segundo procedimiento, el apropiado cuando es imposible o no conveniente”medir el consumo total de alimento o recoger todas las heces, es el método indicador.
Este método depende del empleo de una sustancia inerte de re-
ferencia. Los indicadores internos son aquellos que como l a lig-
nina se hallan presentes en el alimento. Indicadores externos - como el Óxido crÓmico,se adicionan al alimento o se suministran
al animal.
Un indicador no debe ser tóxico, ser sabroso y fácil de determi-
nar: deberá ser insoluble y atravesar el TGI con una velocidad
uniforme. El cálculo de la digestibilidad de un nutriente en - particular, utilizando el método indicador, es como sigue:
% de indicador % de nutrientes en las heces en las heces Digestibilidad
aparente = 100 - % de indicador % de nutriente en el alimento en el alimento
Dicha proporción constituye un cálculo de la digectibilidad de
un nutriente particular sin conocer ni el consumo total de
alimento ni la expresión total de heces.
Metabolismo de la energía (Bioenergética) . Es importante en el conjunto de la nutrición anima1,porque la energía repre-
senta, cuantitativamente el componente más importante en la
dieta de los animales y todos los estandars de la alimenta-
ción se basan en las necesidades de enrgía.
Terminología energética. La energía química utilizada por los
animales puede 1- medirse en términos de calor y expresarse en
forma de calorías.
La energía es dividida en distintas zracciones en términos de
su utilización por parte del animal.
Energía bruta (EB) es la cantidad de calor resultante de la
oxidación completa del alimento, pienso o de otras sustancias.
El término calor de combustión que se emnlea en la terminolo-
gía química es lo mismo. La EB se mide en sparatos llamados
bombas calorimétricas. Varían los valores energéticos de los
distintos nutrientes. Aunque los valsres típicos son íKcai/g);
carbohidratos,4.1; proteínas 5 . 6 5 y grasa 9.45. Estas dife-
rencias reflejan principalmente el estado de oxidación del - compuesto inicial.
Un alimento de escasa calidad como la paja de avena tiene el - mismo valor de EB que el maíz en grano. Esta comparación pone
claramente de manifiesto que los valores de l a EB , por s í - mismos tienen poco valor práctico
mentos destinados a los animales.
en la valoración de los al’
9
Se denomina Energía digestibLle aparente (ED) a la EB del
alimento consumido menos la energía fecal. En la práctica
el consumo de energía bruta de una animal se mide cuidado-
samente durante un período de tiempo en el que se efectúa
la recogida de l a s heces. Tanto los alimentos como las heces
se analizan para determinar su contenido de ecergía y los - datos obtenidos permiten calcular la energia digestible.
La energía digestible aparente no constituye una medida ver-
dadera de la digestibilidad de una dieta o de un nutriente
determinada-porque el TG; de un animal representa un lugar
activo para la expresión de diversos productos que se eli-
minan con las heces, y porque las heces pueden tener cant'
dades apreciables de restos celulares procedentes de la des
carnación de las células que recubren el TGI, así como por - factores que no tienen una relación directa con los tejidos
alimenticios no digeridos. Además los microbios no digeridos
y sus subproductos metabólicos pueden constituir una porción
importante de las heces de algunas especies. Aunque algunos
de estos microbios podrían ser digeridos si pasasen a través
del estómago y del intestino delgado, una buena parte de su
crecimientn tiene lugar en el ciego y en el intestino grueso,
donde no existen enzimas entéricas y la absorción es relati-
vamente escasa. Tan solo en el caso de componentes fibrosos - de los vegetales como son celulosa, y xilano, que son materias
extrañas para el organismo animal, representan los valores una
medida de la digestibilidad verdadera.
10
Nutrientes digectibles totales (TDN) es
más común de la energía utilizada en la
nes para rumiantes y cerdos en E.U.
la determinación
formulación de racig
El TND es comparable, a groso modo con a ED aunque se ex-
presa en unidades de peso o en forma de %, cuando se desea - transformar el TDN en ED, los valores utilizados generalmente
son: 4 . 4 Kcai de ED/g de TND . El TDN se determina efectuan-
do una prueba de digestión y sumando la proteína digestible,
los carbohidratos (ELN) y fibra bruta y 2 . 2 5 veces el extrac-
to etéreo digestible (Grasa bruta) . La grasa se multiplica - por 2 . 2 5 debido a su mayor valor calórico. Cuando se compara
con la ED, el TDN infravaiora a la proteína, ya que la proteína
no es oxidada totalmente en el organismo, mientras que sí lo es
en la bomba calorimétrica. Multiplicando la Proteína digestible
por 1 . 2 5 se situaría el TDN en una base más real cuando se - compara con la ED.
La fórmula para el TDN es :
TDN= Proteína bruta digestible + ELN digestible + fibra bruta
digestible + 2 . 2 5 (Extracto etéreo digestible)
,- Las publicaciones actuales del NRC tienden a valorar otros
valores de la energía, aunque debe señalarse que la mayoría
de estos valores para l a energía metabolizable (EM) o la - energía neta (EN) derivan del TDN.
Energía metabolizable (EM) se define como la energía bruta del
alimento menos la energía presente en heces, orina y productos
I
1 1
gaseosos de la digestión. Las pérdidas de los gases combus-
tibles son despreciables y normalmente se ignoran en muchas
especies monogástricas, aunque se producen algunas pérdidas
como resultado de fermentacianes en el ciego y en el intes-
tino grueso.
La EH se emplea comúnmente para valorar los alimentos desti-
nados a las aves y para establecer sus estándares ae alimen-
tación porque las heces y la orina son excretados juntos. - Así es conveniente el empleo de los valores de l a EM para - estas espécies.
Una fórmula apropiada para calcular la EM correspondiente a
los cerdos, cuando se conoce la ED, es :
ED(Kcal/Kg)X0.96 - (0.202 X % de proteína) EM(Kcal/Kg) =
100
Energía Neta (EN) = EM - calor dinámico específico Ó incremento de calor (IC) y el calor de ferm. (CF)
Si se desea estudiar la utilización de la EM, es preciso -
medir (a) la producción de calor de los animales o (b) la - energía retenida en los tejidos, la utilizada para el trabajo
productivo o eliminada en un producto como la leche. Si se - conoce una de estas cantidades (a Ó bi puede hallarse la -- otra restando la conocida de la EM.
12
De lo anterior se deduce que sería necesario idear un - método para analizar los alimentos y asignarles una pre-
dicción de valor alimenticio que facilite su medición i
evite la dificultad de experimentación con animales para
encontrar el total de nutrientes digestibles y esto es lo
que se pretende con este trabajo.
13
OBJETIVO
Disefiar un método para evaluar el valor nutritivo de los
carbohidratos en los alimentos, basado en la fermentación
de los azúcares presentes disponibles para la levadura - - C. cerevisiae y relacionados con la producción de etanol.
Correlacionar los carbohidratos f ermentecibles con la
digestibilidad en monogástricos.
- I.
Determinar el valor nutritivo de los alimentos en unida-
des calóricas digestibles.
-. 1
' C
I .
-. C.
L_
r.
JUST^ F I CAC I O N ~- I.
Con éste método'se pretende facilitar l a medición de l a
digestibilidad de alimentos en animales monogástricos.
Suponiendo que por analogía del tract0 gastrointestinal
(TGI) secreta enzimas digestivas como l a amilasa p a n - - creática que actúa en el almidón y dextrinas y l a alfa-
glucosidasa-producidas eo las glándulas intestinales y
que al ser adicionadas Estas enzimas a diferentes a l i - mentos los convierte en azúcares de tal forma que la - levadura pueda tomarlos e iniciar l a fermentación.
Se considera que l a levadura actuará de manera similar-
que los monogástricos, ésto es, hombre, cerdo, pollo, - etcétera.
Cabe mencionar que los azúcares fermentados por S . cere
visiae son glucosa, fructosa, manosa, galactosa, sacar%
sa, maltosa y rafinosa.
El método que s e describirá posteriormente se basó en la
fermentación de los azúcares por l a levadura 5. cerevi - siae que los convierte en alcohol y considerando la este
quiometría d e l a reacción: (
2 Etanol Glucosa - - - - - - - - - La que relaciona l a cantidad de azúcares fermentecibles
con la producción de alcohol.
15
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L
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r.
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r-
L
r-
i
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La hipótesis d e selección del método s e fundamentó en q u e
s e consideran los carbohidratos fermentecibles por la - levadura como los carbohidratos diqestibles p o r los mono-
g á s t r i to s.
La razón d e diseñar éste método, es q u e s e tienen en mente
las limitaciones existentes para calcular la digestibili-
dad que s e utiliza para determinar la proporción d e nutri-
mentos que'-se encuentran en u n alimento o dieta que pue-
d e n absorberse en el aparato digestivo, ya q u e el animal
v i v e de calorías totales absorbidas y no d e porcentajes - en el alimento.
De tal forma q u e los nutrientes digestibles totales se - extracto libre d e nitrógeno - calcularían sustituyendo el
por carbohidratos fermentec
te forma:
T N D ( 9 ) = Carbohid
bles, expresado d e la siguien -
atos'fermentecibles + Proteína
Bruta Digestible + 2.25 (Extracto - - etéreo digestible).
I !
--
&..
16
I "
NETODO GENERAL.
Cepa. La cepa utilizada fue Saccharomyces cerevisiaz, - - d r SAF-HEX (levadura enológica liofilizada).
HidrÓlisis del sustrato. La hidrólisis fu6 hecha con alfa-
amilasa (Takaterm) y glucosidasa (Diazyme); ambas de - - ENMEX, S. A.
Procediniento:
- A un natraz volumétrico de 100 rnl se le adicionan 10 g / d e
sustrato.
- Agregar un poco de agua. - Adicionar .1 mi de enzima alfa-amilasa.
- Calentar el matraz en baño Maria a 90% durante 30 minutos.
- Enfriar a 25QC.
- Ajustar el pH con ácido sulfúrico 2N de 4 a 4.5 para que
actúe la segunda enzima.
- Adicionar .lml de enzima glucosidasa.
- Calentar el matraz en baño María a 70'C durante 30 minutos.
- Adicionar agua corriente. - Adicionar 1 g de extracto de levadura.
- Enfriar a 25OC.
- Ajustar el pH para iniciar la fermentación con ác. sulfúrico 2 N entre 4.10 a 4.3 . - Aforar el matraz con agua corriente a 100 ml
- Adicionar 0.5 g de levadura S . cerevisiae . -
r.
$ 1 I -
- Tapar los matraces con papel aluminio. - Mantener en reposo el medio contenido en los matraces - durante 4 días a 29"C, para que se realice l a fermentación
- Deterninar % de etanol eri las muestras por cromatografía
de gases . Se utilizó un cromatógrafo modelo 3700 de - - VARIAN, equipado con detector de ionización de flama e in-
tegrador. La curva patrón se realizó inyectando 1 microli-
tro de soluciones de etanol de concentraciones conocidas,
éstas fueron de 2 y 10 % de etanol v/v.
La inyección se realizó en cromatógrafo el cual cuenta con
una columna de acero inoxidable de 3 pies de largo y empa-
cada con cromosor ' J a/w DHCS y 20 % Tween 80, 28 ác. fos-
fórico.
Las condiciones del aparato fueron como sigue:
..
inyector - - - - - - - - - - 100°C
200°C
Programada para aumentar Columna - - - -_ - - - - - 10°C/min iniciando en 70'C
Detector - - - - - - - - - -
y ter
Los flujos de gases fueron como siguen:
30 m Nitrógeno - -------- 200 m Aire - - - - - - - - - - - - - -
inando en 120°C.
/min
/mi n
S e toma una muestra de 10 m l de producto fermentado y se - filtra a través de papel filtro.
1 8
1 microlitro de éstos filtrados se inyecta en el cromatógrafo
y los resultados reportados por el integrador se dan en % de
etanol v / v después de compararlos con la curva estandard. ‘ t
- Relacionar cantidad de etanol producido con l a cantidad de azúcares fermentecibles en l a muestra, expresados como gluco-
sa presente, de l a siguiente manera:
En base a l o s valores teóricos en ml de etanol según l a este-
qiometria de la reacción a partir de diferentes concentracio-
nes de glucosa, se encuentra una relación directamente propor - cional que permite obtener una recta teórica . De esta recta tenemos una pendiente teórica.
Posteriormente se procede a calcular en forma experimental - el % de etanol a diferentes concentraciones de glucosa, de - estos valores obtenemos una recta y a su pendiente la llama-
remos real o experimental.5.i relacionamos las dos pendientes
obtenemos un factor de corrección (No.), de tal manera que - el % de etanol base seca promedio de los alimentos se multi-
plique por éste factor y se asegure l a determinación del %
de azúcares fermentecibles de l a muestra expresados como - - glucosa presente.
El cálculo de los valores teóricos esperados en ml de etanol
según l a estequiometría de la reacción es muy sencillo :
C H 0 -- - - - - 2 CH3 -CH2 -OH + ’ 2 COZ
g 1 ucosa etanol
PM - 180 g glucosa ----------- 92 g de etanol
I-
6 12 6
La humedad de l a glucosa es de 9.329 %
De 10 g de glucosa tenemos 9.0971 g de glucosa seca.
180 g glucosa --------- 92 g etanol
X -_ -__ - - - 9.0971 "
x = 4.649 etano' = 5.88 ml de etanol esperado.
0.79 g/ml
Densidad d e l etanol = 0.79 g / m l
.- VALORES TEdRlCOS ESPERADOS DE ETANOL (mi)
A PARTIR DE DIFERENTES CONCENTRACIONES DE GLUCOSA ( 9 )
GLUCOSA ( g ) 10 5 2
5.88 ETANOL (nl) teórico esperado 2.94 1.17
Ecuación de la recta teórica y = 0 . 5 8 ~ - 0.0058
m = m No. mi: pendiente teórica T r
m = 0.53 T
m . pendiente real o experimental No.: Factor de corrección
R'
T * No. m
R m
% etanol X No. = % alcohol = % azúcar de l a muestra
alcoholt = alcohol teórico esperado
t
23
L
r-
L
En base al procedimiento del método general se
los siguientes experimentos:
real izaron
ato de amon EXPERIMENTO 1. Influencia de l a adición de S U I O
como fuente de nitrógeno ‘en l a producción de etanol por l a - levadura S . cerevisiae. -
Se utiliza el método general pero modificando l a fuente de - nitrógeno y el I- pH.
Se probaron tres cantidades como fuente de nitrógeno para - formar el medio de cultivo.
1 ) 1 g de extracto de levadura, sin s u
2) 0.1 g de sulfato de amonio. sin ext
3 ) 1 g de extracto de levadura con 0.1
amon io.
S e manejaron dos pHs de 4.5 y de 4.
L.
c-
L
F
L
r i
r
fato de amonio.
acto de levadura.
g de sulfato de - -
EXPERIMENTO 2. Influencia de l a cantidad de levadura y del r.
pH en la producción de etanol. L
r.
S e realizaron 4 experimentos por duplicado con el mismo - método general pero modificando cantidad de levadura y pH.
Condiciones: pH = 4.5 con 0.2 g de levadura S . cerevisiae. - pH - 4.5 con 1 g de levadura - S . cerevisiae.
pH = 4.3 con 0.2 g de levadura C . cerevis1ae.-
pH = 4.3 con 1.0 g de levadura 5. cerevisiae. -
21
-I-.---.--
,
EXPERlt4ENTI3. Influencia d e l a concen-traciÓn de glucosa en
la producción de etanol.
S e realizaron 6 experimentos con e l método general utilizando
tres concentraciones de glucosa 1 0 g, 5 g y 2 9.
E X P E R I M E N T O 4. Cinetica de la producción de etanoi a partir
de la fermentación de g1ucos.z (lOg/lOO ml d i s ) .
I*
S e realizaron 4 experimentos utilizando el método general.
- EXPERIMERTO 5. Determinación de la cantidad de producto - fermentado de diferentes alimentos.
Se prueban 7 harinas aplicando el mismo método general. Para
Fines prácticos de la experimentación s e utilizó avena en - hojuelas; fécula de maíz (Maizena); sorgo, trigo y yuca en
harina; porcitina (alimento comercial); y alimento para pollo
molido hecho en l a U.N.A.M.
Para saber l a cantidad de carbohidrato5 fermentec9bles de - cualquier grano, deberá molerse y homogeneizar 'la mezcla.
Lós cálculos para obtener el % de carbohídratau fermentecibles
en base seca se muestran en el anexo I .
r
- CORRELACldN CON LA DIGESTIBILIDAD.
- Los nutrientes digestibles totales ZTND) se calculan por
éste métodb, sustituyendo el extracto libre d e nitrógeno por
carbohidratos fermentecibles, expresados de la siguiente - - forma:
TND (9) = Carboh
digest
dratos ferrnentecibles ( g ) + Proteína bruta
ble ( 9 ) + 2.25 (extracto etéreo digestible)(g)
TND (Kca]) = Carbohidratos fermentecibles ( 9 ) (4.4 Kcal/g)
+ Proteína bruta digestible ( 9 ) (4.4 Kcai/g)
+ 2.25 (Extracto etéreo digestible) ( 9 ) (4.4 Kcal/g)
La fibra bruta en monogástricos no es aprovechable.
23
RESULTADOS Y DISCUSION
EXPERINENTO - 1. Influencia de la adicion d e s u l f a t o de a m o n i o
c o m o fuente d e nitrógeno en la producción d e etanol por la - levadura - S . cerevisiae.
< I
D e a c u e r d o a l o s resultados s e observa en la tabla 1 q u e la
a d i c i ó n d e s u l f a t o d e a m o n i o n o influye e n el a u m e n t o de la
producción d e .- e t a n o l ; ya que, de las tres condiciones pro-
badas, la prueba ( 1 ) q u e n o tenía sulfato d e a m o n i o producía
el nivel m á s a l t o contando s ó l o c o n la f u e n t e d e nirtrógeno
del extracto d e levadura; en la prueba (3) d o n d e s e adicio-
naron las dos f u e n t e s d e nitrógeno n o reflejan un c a m b i o - considerable e n l a producción d e etanol c o n respecto a la - primera orueba; en la prueba (2) donde s e adicionó s u l f a t o - d e a m o n i o s i n extracto, la producción d e alcohol f u é m e n o r - comparada c o n las d o s pruebas anteriores del experimento.
P u e d e apreciarse además, q u e a un pH d e 4 la producción d e - etanol es m e n o r q u e a un pH de 4.5.
EXPERIMENTO 2. Influencia d e la cantidad d e levadura y del pH
en la producción d e etanol.
-
En la tabla 2 s e o b s e r v a q u e utilizando 0.2 g d e levadura en
ambos experimentos obtienen los mismos resultados en la -
24
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26
producción (de etanol que con l a adición de 1 g; por otro lado
se observa que el pH al inicio de l a fermentación influye - apreciablemente, ya que una pequeña diferencia de 4.5 a 4.3,
cambia la concentración de alcohol; a un pH de 4.3 l a concen-
tración es mayor.
EXPERliiENTO 3. Influencia de l a concentración de glucosa en la
producción de etanol.
L
En la tabla 3 se observa que l a concentración de glucosa influye
en la producción de etanol en forma directamente proporcional
(r=0.987). De los 6 experimentos se deriva una ecuación línea1
cuya pendiente e s igual a 0.5343 y que posteriormente se rela-
ciona con l a pendiente de la recta teórica, lo que permite - realizar los cálculos para encontrar el factor de corrección - (No.) al % de etanol en base seca promedio (ver anexo I ) .
EXPERIMENTO 4 . Cinetica de la producción de etanol a partir de
la fermentación de glucosa ( I D g/lQO ml Dis.)
( / I
Se observa en la tabla 4 que se obtienen buenos resultados res-
pecto a la producción de etanol a los 4 días de la fermentación
y e,, un rango de pH de 4.13 a 4.31. i
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69
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CINeTICA DE LA PRODUCCIdN DE ETANOL
A PARTIR DE LA FERMENTACIÓN de GLUCOSA
( 10 g / 1 0 0 ml dis.)
% ETANOL
(v/v)
I I I I 1 1 1 I 21 L7 n 18 6.) IS 9b
TIEMPO (hr)
- EXPERINEHTO 5. Determinación de l a cantidad de producto
fermentado de diferentes alimentos.
S e utilizó el método general y se aplicó el factor de correc-
ción No.(l.O89) al % de etanol en base seca promedio; expre-
sando l o s carbohidratos fermentecibles como glucosa presente.
(ver tabla 5).
Comparando con tablas de composición de éstas harinas s e ob-
serva que los valores en % de almidón o carbohidratos repor-
tados, son semejantes o cercanos a los obtenidos por éste - método.
CORRELACION CON LA OIGESTIBILIOAO.
Se observa
t e s digest
manera:
TNO (Kcal)
*
en la tabla 6 l a determinación del total de nutrien
bles (TND), que se calculan por éste método de l a s guient
I 1
= Carbohidratos fermentecibles (g)* (4.4 Kcal/g)
+ Proteína bruta digest + 2.25 (Extracto etéreo
De esta manera s e determina el valor
en unidades calóricas digestibles.
~- * Lectura obtenida de l a tabla 5.
ble (9) (4.4
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nutritivo de l o s a l imentos i
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34
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CONCLUSibN
Se diseñó un método indirecto para medir carbohidratos - digestibles en los alimentos y posteriormente se correlacionó‘
con l a digestibilidad en monogástricos. La diqestibilidad I -
es una prueba que se usa para determinar la proporción de .-
alimento que es utilizable por el anima mediante la absor-
ción en el tract0 gastrointestinal (TGI . Este método resulta ser más práctico en la medición de - - nutrientes digestibles totales en comparación con l o s mé-
todos convencionales en los cuales las mediciones son tedio-
sas, complicadas y tardadas como lo refieren los métodos - anteriormente descritos ( digestibilidad aparente mediante
recolección total de alimento y heces; y el método por indi-
cador ) .
La importancia de medir l o s nutrientes digestibles totales - (TND) en los alimentos es porque el productor requiere de - estimaciones más acertadas en l a calidad de las dietas de - sus animales, con relación a los requisitos a la máxima pro-
ducción. Además que puede predecir s i esos alimentos o sus - combinaciones tienen probabilidades de mantenerlo bien ali-
mentado y cuánto más debe pagar por unidad alimenticia en - vez de unidad de Deso.
s .
35
Con éste método se pueden predec
aminorando el costo y l a dificul
con los animales. I ,
r valores a
ad de exper
imenticios - mentación - - ,
Numerosos alimentos que no s e encuentran en tablas, pueden
ser analizados utilizando éste método y en productos comer - ación ciales oueden detectarse adulteraciones en l a
de l a composición.
Este método .* es más apropiado para determinar mente l o s carbohidratos fácilmente digeribles
l o s almidanes hasta azúcares simples y determ
ticamente l a totalidad de azúcares presentes.
ble a
cesar
ble e
alimentos con alto contenido de f
o controlar el volumen de la diso
manejo; por ejemplo, en alfalfa.
formu
espec fica-
hidrol izando
nando analí-
No e s aplica - bra, ya que es ne-
ución y es imposi-
36
RESUMEN :
El almidón de diferentes harinas fue hidrolizado enzimática- mente y usado para la producción de etanol por Saccharomyces cerevisiae, e indirectamente se evaluaba la cantidad de --- carbohidratos' f ermentecibles y posteriormente se correlacio- naba con la digestibilidad en monogástricos.
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37
I
A N E X O I
CALCULOS PARA ENCONTRAR EL FACTOR DE CORRECCIÓN AL
%ETANOL EN BASE SECA PROMEDIO.
y = 0.58~ - 0.0058 Ec. de la recta teórica
y = 0.5323~ - 0.0574 Ec. de la recta Ó experimental de la Tabla 4
m = 0.58 % : pendiente teórica T
mR = 0.5323 % : pendiente real o experimental
I-
NO. T m
- =
mR No.:NÚmero como fsctor de corrección
mT = No. mR
%alcohol X No. = %alcoholT = % azúcar de la muestra
%alcoholT : % alcohol teórico
No. = = 1.089 0.58 0.5323
%Etano1 Base Seca Promedio X 1.089 = %Etanolc
Para obtener el %promedio de carbohidratos fermentecibles (TNF) en base seca, tenemos que:
180 'y 'de glucosa -------- 92 ' de etano' 0.79 y/ml
Entonces si tenemos % de etanol , decimos que x cantidad son ml en 10 g de sustrato, y obtenemog los g de carbohidratos fermente cibles en base a la glucosa.
= 116.455 ml etanol
-
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