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Zootecnia Tropical 22(3):241-249.  2004

Efecto combinado de la deshidratación en doble tambor y del tostado sobre la Energía Metabolizable Verdadera y factores antinutricionales de harinas de Canavalia ensiformis

Lilliam Sívoli1, Coromoto Michelangeli y Adriana Méndez

 

[1] Centro de Bioquímica Nutricional, Facultad de Ciencias Veterinarias,
 Universidad Central de Venezuela. Maracay 2101, estado Aragua, Venezuela.
 

Recibido: 01/03/04    Aceptado: 23/06/04


RESUMEN

Para evaluar los efectos de la combinación de dos procesos tecnológicos: la deshidratación en doble tambor y el tostado sobre el contenido de la Energía Metabolizable Verdadera corregida para un balance nulo de nitrógeno (EMVn) de harinas de granos de Canavalia ensiformis. Las harinas crudas fueron mezcladas con agua en una proporción 1:1,5 p/v y posteriormente secadas en un deshidratador de doble tambor (DDT), las muestras ya deshidratadas fueron tostadas a temperaturas de 180 y 200ºC por 2 minutos. Las harinas obtenidas fueron empleadas en un ensayo de balance utilizando ocho gallos adultos de la raza Rhode Island Red por cada harina, incluyendo la no tratada. Cada gallo recibió 30 g de las harinas vía intrabuche y se recolectaron las heces durante 72 horas. Los resultados indican que los tratamientos eliminaron la actividad hemaglutinante en las harinas y redujeron el contenido de canavanina de los granos crudos en 21 y 33% a las temperaturas de 180 y 200ºC, respectivamente. La vellosidad duodenal de los pollos con tratamiento DDT 200ºC x 2 min. no presentaron reacción positiva a la coloración en el borde en cepillo, mientras que la DDT 180ºC x 2 min. y la harina de Canavalia cruda reaccionaron positivamente a la presencia de ConA siendo débil y fuerte a moderado, respectivamente. En este mismo orden, el valor de EMVn se incrementó a 2.400 ± 18 y 2.536 ± 46 kcal/kg, para los tratamientos de 180 y 200ºC en comparación con los valores de la harina sin tratar (2.177 ± 79 kcal/kg). Estos resultados avalan el potencial de estas tecnologías para el procesamiento de los granos de Canavalia ensiformis, previo a su incorporación en raciones para aves de explotación comercial.

Palabras clave: Canavalia ensiformis, almidón, EMVn, canavanina, deshidratación en doble tambor, tostado.

True Metabolizable Energy value of toasted Canavalia ensiformis meal previously dried in a double drum dryer

SUMMARY

The combination of two technological processes (dehydrating in double drum and toasting) was evaluated to determine the metabolizable true energy adjusted to zero nitrogen balance (TMEn) of seeds meal of Canavalia ensiformis. The raw meal was mixed with water in a ratio of 1:1.5(w/v) and then dried in a double drum dehydrator at 125ºC. The dried samples were toasted at 180ºC, and 200ºC for two minutes. A balance trial was conducted employing eight adult Rhode Island Red cockerels for each dietary flour, including a no treated flour. Each rooster was intubated with 30g of each sample directly into the crop and the feces were collected during 72 hours. The results indicated that drying treatments abolished the hemaglutinating activity and decreased the canavanina content in the raw seeds in 21 and 33% at 180 and 200ºC, respectively. The TMEn value increased to 2,400 ± 18 and 2,536 ± 46 kcal/kg in comparison with the values of non-treated seeds (2,177 ± 79 kcal/kg). These results support the potential of these two drying technologies for processing Canavalia ensiformis seeds prior to its use in commercial poultry diets.

Key words: Canavalia ensiformis, TMEn, canavanine, drum drying, toasting.

INTRODUCCIÓN

Las leguminosas son fuentes ricas en almidón, pudiendo representar el 22-45% del peso total de sus semillas (Hoover y Sosulski, 1985) dependiendo de su origen botánico. Sin embargo, esta fuente de energía, en su estado nativo presenta una digestibilidad muy baja, en comparación con los almidones de cereales y tubérculos (Tovar et al.,1992). En general, la disponibilidad del almidón está determinada por una combinación de factores físicos y químicos tales como tamaño y estructura del gránulo del almidón, relación amilosa – amilopectina, presencia de factores antinutricionales y, además factores asociados con los métodos de procesamiento y condiciones de almacenamiento.

Al igual que otras leguminosas, la Canavalia ensiformis puede proveer una considerable proporción de proteína dietaria y energía para las aves. Se reportan valores en base seca de 31,3% (Melcion et al., 1994), 24,0% (Viroben et al.,1997) y de almidón hasta de 53,2% (Tepal et al., 1994). Sin embargo, cantidades de granos crudos superiores al 10% de la dieta no soportan un crecimiento adecuado de los pollos de engorde.

Varios métodos de procesamiento tecnológico han sido utilizados para eliminar o inactivar las sustancias tóxicas de las leguminosas y para alterar la estructura del almidón, con la finalidad de mejorar el acceso de los gránulos al ataque enzimático y mejorar así la utilización de los nutrientes, pero ninguno ha sido completamente efectivo cuando niveles altos (20-30%) de canavalia tratada han sido incorporados a la dieta (Belmar y Morris,1994).

El tostado permite superar los problemas de toxicidad de los granos, pero, al parecer, también afecta la disponibilidad de algunas fracciones nutritivas. Ensayos preliminares han evidenciado una disminución significativa del contenido de energía metabolizable de los granos a medida que la temperatura de tostado aumentó, en un rango comprendido entre 120 y 240°C (Pizzani, 1999). El presente trabajo evaluó la posibilidad de combinar un tratamiento que indujera la gelatinización del almidón, como lo es la deshidratación en doble tambor previo a la aplicación del tostado. Para ello se plantearon los siguientes objetivos: Determinar el efecto de los tratamientos de las harinas de granos crudos de canavalia sobre la capacidad de unión de la lectina concanavalina A (Con A) al intestino delgado de pollos mediante técnicas inmunohistoquímicas, así como la reducción del factor antinutricional canavanina por efecto de los mismos y estudiar el efecto de combinar la aplicación de calor húmedo (deshidratación en doble tambor) y el uso de calor seco (tostado) de las harinas de granos de Canavalia ensiformis sobre la energía metabolizable de dichas harinas en aves.

MATERIALES Y MÉTODOS

La harina de canavalia (cultivar Tovar) se obtuvo mediante molienda de los granos en un molino de martillos Mitchel (Mod. CVR 5000), suministrados por el Instituto de Genética de la Facultad de Agronomía de la Universidad Central de Venezuela.

Deshidratación en Doble Tambor:

Siguiendo el método descrito por Colonna et al, (1984), se utilizó un Deshidratador de doble tambor Sterling mod. 20 serial 810. Las condiciones utilizadas fueron: velocidad de rotación de los tambores: 3 rpm; relación harina: agua 1:1,5; presión de vapor de 20 psi y temperatura del proceso de 125° C.

Tostado:

Consistió en hacer pasar la harina a través de una cámara térmica con la ayuda de un tornillo sin fin acoplado a un motor de varios ciclos de revoluciones, controlado manualmente por un selector de revoluciones (reóstato). Este mismo dispositivo también permite controlar con precisión el tiempo de tostado de las harinas. Las condiciones de tostado fueron 180 y 200 ° C por 2 minutos.

Canavanina y Título hemaglutinante:

Se determinó según la metodología descrita por Rosenthal (1977) y Kolhe y Kaus (1980), respectivamente.

Respuesta inmunohistoquímica a la presencia de Con A:

Las muestras fueron procesadas de acuerdo a la técnica inmunohistoquímica denominada Complejo Avidina-Biotina descrita por Hsu et al., (1981). Para evaluar la respuesta inmunohistoquímica a la presencia de Con A, cada vellosidad fue hipotéticamente dividida en tres porciones: apical, media y basal. Se consideró para la clasificación de la reacción la siguiente característica: 1.- Fuerte, cuando los tres segmentos de la vellosidad mostraron reacción positiva a la presencia de Con A ; 2.- Moderada, cuando dos de los segmentos fueron positivos y 3.- Débil, cuando una sola de las porciones de la vellosidad fue positiva a la presencia de Con A. Se observaron diez vellosidades por cada tratamiento y clasificadas de acuerdo a lo anteriormente planteado, siguiendo la metodología descrita por Méndez et al., (1998).

Energía metabolizable verdadera corregida para un balance de nitrógeno nulo (EMVn):

Se realizó siguiendo metodología descrita por Sibbald (1986), utilizando la harina de canavalia cruda y el almidón de maíz como controles. En el ensayo se utilizaron 8 gallos adultos Rhode Island por cada una de las harinas estudiadas. Los animales fueron ubicados en jaulas metabólicas individuales provistas de bandejas para la recolección de excretas. La distribución de los gallos en las jaulas fue de manera aleatoria, sometiendo a estos a un ayuno de 24 horas. Cada gallo recibió directamente en el buche 30 gramos de la harina en estudio con la ayuda de un embudo. Las heces fueron colectadas luego de transcurridas 72 horas (Castañón y Maquartd, 1991) de la intubación y colocadas en bandejas de aluminio previamente pesadas e identificadas; posteriormente fueron introducidas en estufa a 60° C por 48 horas. Se mantuvieron ocho gallos en ayuno con el propósito de determinar las pérdidas endógenas. Los cálculos del contenido de EMVn de las muestras se realizaron mediante la fórmula propuesta por Sibbald (1986).

Análisis estadístico:

Los resultados se evaluaron usando el análisis de varianza de una vía y el análisis de medias por la prueba Tukey (HDS), usando el programa estadístico Statistix versión para Windows (1985).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Contenido de canavanina:

Los valores de canavanina para las harinas de canavalia cruda y procesadas fueron 2,57; 3,02 y 3,82%, correspondiendo el menor valor a aquella muestra sometida al proceso de deshidratación en doble tambor seguido por un tostado a 200° C por dos minutos y el mayor valor a la harina de canavalia cruda. La magnitud de las reducciones varió de 21 a 33% para tratamientos de deshidratación-tostado a 200° C por dos minutos y deshidratación-tostado 180° C por dos minutos respectivamente.

Título hemaglutinante y respuesta inmunohistoquímica:

La clasificación de la reacción inmunohistoquímica (Cuadro 1) a la presencia de Con A en el duodeno de pollos de engorde intubados con harina (Cruda y DD-tostadas) de granos de canavalia fue de +3 en la muestra de harina cruda, lo cual correspondió con una reacción inmunohistoquímica de fuerte a moderada a la presencia de Con A. Caso contrario ocurrió para la harina tratada DDT-tostado a 200° C donde no se observó ninguna actividad hemaglutinante. Sin embargo, para el tratamiento DDT-tostado a 180° C por dos minutos, la reacción se clasificó como débil. Estos resultados indican que el tratamiento DDT-Tostado eliminó la capacidad de la harina de aglutinar glóbulos rojos, propiedad asociada a la presencia de Con A (Pizzani, 1999), por lo cual no se observó en ninguno de los tres segmentos de la vellosidad (apical, media y basal) unión de la Con A (Microfotografía 1D).

Microfotografía 1. Coloración inmunoespecífica avidina biotina peroxidasa (ABP) de vellosidades duodenales de pollos de engorde de dos semanas de edad intubados con agua destilada (A) o con mezcla de ésta y harina de granos de Canavalia cruda (B), DDT-Tostadas 180 x 2 min (C) y DDT-T 200 °C x 2 min (D). Las secciones fueron fijadas con formol neutro buferado y posteriormente coloreadas con ABP. La vellosidad duodenal de los pollos intubados con agua destilada no presentan reacción positiva a la coloración en el borde en cepillo (*) al igual que el tratamiento DDT-T 200°C x 2 min. Mientras que la DDT-T 180 x 2min y harina de Canavalia cruda reaccionaron positivamente a la presencia de Con A en el borde en cepillo siendo débil y fuerte a moderado, respectivamente.

Microfotografía 1. Coloración inmunoespecífica avidina biotina peroxidasa (ABP) de vellosidades duodenales de pollos de engorde de dos semanas de edad intubados con agua destilada (A) o con mezcla de ésta y harina de granos de Canavalia cruda (B), DDT-Tostadas 180 x 2 min (C) y DDT-T 200 °C x 2 min (D). Las secciones fueron fijadas con formol neutro buferado y posteriormente coloreadas con ABP. La vellosidad duodenal de los pollos intubados con agua destilada no presentan reacción positiva a la coloración en el borde en cepillo (*) al igual que el tratamiento DDT-T 200°C x 2 min. Mientras que la DDT-T 180 x 2min y harina de Canavalia cruda reaccionaron positivamente a la presencia de Con A en el borde en cepillo siendo débil y fuerte a moderado, respectivamente.

Por otra parte, en la harina de canavalia sometida al tratamiento DDT-Tostado 180° C por dos minutos, se observaron en seis vellosidades reacción en dos segmentos de la vellosidad intestinal, mientras que las otras cuatro no presentaron reacción (Microfotografía 1C). Caso contrario ocurrió en la muestra no tratada (harina de canavalia cruda), donde se observó la presencia de este factor antinutricional de manera fuerte a moderada, es decir, de 10 vellosidades observadas, tres presentaron reacción en los tres segmentos, tres en dos, dos en un segmento de la vellosidad y dos no presentaron reacción (Microfotografía 1B).

Cuadro 1. Título hemaglutinante (TH) y clasificación de la reacción inmunohistoquímica a la presencia de Con A en duodeno de pollos de engorde intubados con harinas, tratadas por tostado o no, de granos de canavalia.


Tratamiento

TH

Fuerte

Moderada

Débil

Negativa

Clasificación


Cruda

+3

3

3

2

2

Fuerte a Moderada

DDT-tostada 180oC x 2 min. Negativo† 0 0 6 4 Débil
DDT-tostada 180oC x 2 min. Negativo 0 0 0 10 Negativa

† La ausencia de reacción se señala como negativa. N=10 vellosidades por lámina .

Resultados reportados por Pizzani (1999), quien utilizó condiciones de tostado en harinas entre 180 y 240° C con tiempos de uno a tres minutos, clasificó las reacciones entre moderada y débil. Tomando en cuenta lo anterior, se pudiera pensar que el tratamiento de deshidratación en doble tambor empleado en el presente trabajo (125° C), influye en la eliminación de la Con A.

Efecto del tratamiento deshidratación en doble tambor–tostado sobre la EMVn:

Los tratamientos de deshidratación en doble tambor-tostado a temperaturas de 180 y 200° C, mostraron valores de 2.400 ± 18 y 2.536 ± 46 kcal/kg en base seca, los cuales superaron al reportado para la harina de canavalia cruda, de 2.177 ± 79 kcal/kg en base seca. Comparando los valores obtenidos con los reportados por León et al., (1990) quienes emplearon el proceso de extrusión, la diferencia de EMVn entre la canavalia cruda y extruída fue de un aumento 412 kcal/kg de materia seca de semilla, luego del tratamiento. Siendo este valor parecido al obtenido en este trabajo, en el cual se reporta un aumento de 359 kcal/kg base seca entre la canavalia cruda y deshidratada a 125° C y tostada a 200° C por dos minutos, se sugiere una efectividad similar entre los tratamientos antes mencionados con respecto a este parámetro.

Por otra parte, Pizzani (1999) obtuvo una disminución significativa en el contenido de EMVn luego de tostar la harina a 180° C por tres minutos, 230° C por un minuto y 230° C por dos minutos comparado con el valor de harina cruda. Esto pudo ser debido a la sola aplicación de calor seco como tratamiento tecnológico, no lográndose así la gelatinización del almidón y de ahí su baja disponibilidad para el ataque enzimático y aumento de digestibilidad, efecto logrado con la aplicación de calor húmedo como lo es la deshidratación en doble tambor.

CONCLUSIONES

El contenido de canavanina de la harina cruda fue reducido en 21 y 33% para las temperaturas de tostado de 180 y 200ºC, respectivamente. Todas las temperaturas evaluadas abolieron la actividad hemaglutinante presente en la harina cruda de canavalia. Las combinación de los tratamientos tecnológicos DDT- tostado (200ºC) eliminó la capacidad de combinación de la Con A con las vellosidades intestinales de los pollos.

El tostado de las harinas previamente procesadas en el deshidratador de doble tambor, a las temperaturas de 180 y 200ºC aumentaron la digestibilidad de la energía total de los granos, lo cual permitió obtener valores de EMVn de 2.400 y 2.536 kcal/kg, en comparación con la reportada por la harina de canavalia cruda.

AGRADECIMIENTO

Los Autores agradecen al CDCH-UCV por el financiamiento aprobado mediante el Proyecto Nº 11-10-4306-99 para la conducción del presente trabajo.

BIBLIOGRAFÍA

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