Valorización del subproducto de brócoli (Brassica oleracea, var. Italica) y del subproducto y la planta de alcachofa (Cynara scolymus) para alimentación de cabras Murciano-Granadinas

Abstract

La alimentación de los animales representa más del 60% de los costes de una explotación ganadera. Además, la producción de alimentos para uso ganadero comporta un consumo elevado de recursos naturales limitados, como tierra, agua y combustibles fósiles. También es frecuente que los ingredientes de las raciones de los animales tengan que recorrer largas distancias antes de acabar en la granja, con el consiguiente gasto y contaminación por transporte. Todo ello repercute negativamente en el sector de la producción animal, tanto de forma económica como a través del impacto sobre el medioambiente, lo cual fomenta la creciente animadversión entre la sociedad actual, fundamentalmente en el entorno urbano. Una solución a estos problemas es el aprovechamiento de subproductos locales para alimentación animal, que conlleva varias ventajas para la sociedad actual y futura, como la reducción de los recursos necesarios para la producción de alimentos de origen animal y las emisiones de gases de efecto invernadero, transformando los residuos contaminantes para el medio ambiente procedentes de la agricultura en materias primas y produciendo alimentos de calidad y de alto valor biológico para el hombre. España, junto con Italia, es uno de los principales países productores de brócoli y alcachofa de la Unión Europea. La producción nacional se concentra en el sur de la provincia de Alicante y Región de Murcia, donde 2018 se alcanzaron cifras superiores a 9.000 ha de superficie de cultivo de alcachofa, cifrándose la producción total de esta hortaliza en más de 120.000 t, y 260.000 t de brócoli. El resto de cultivo de alcachofa que queda en campo tras su recolección equivale a 11 t de forraje por hectárea. Por otra parte, solo el 50 y 70% de las alcachofas y brócolis que se transportan a las industrias envasadoras y congeladoras es utilizado, el resto se compone de las brácteas, tallos y partes no comestibles. Todo ello conlleva una gran disponibilidad de estos subproductos que pueden ser aprovechados mediante su utilización para alimentación animal. La hipótesis principal de esta Tesis Doctoral es que el empleo del subproducto y planta de alcachofa y el subproducto de brócoli en raciones balanceadas para alimentación de ganado caprino lechero no interfiere en el rendimiento productivo, calidad de la leche ni en la salud de los animales. Sin embargo, dado el alto contenido en humedad y estacionalidad de estos subproductos agrícolas, es necesario someterlos a un proceso de conservación que asegure una óptima calidad y disponibilidad durante tiempos prolongados. Para ello se puso a punto la técnica de fabricación de silos de tipo bala de 300 kg de peso con subproducto y planta de alcachofa y subproducto de brócoli, determinando la estabilidad del proceso de fermentación en el día 30 y asegurando su viabilidad hasta 200 días desde el comienzo del ensilado. Para conocer la aceptación y el grado de preferencia de las cabras por este tipo de silos, se realizó una prueba “en cafetería” en la que se correlacionó la ingestión de ensilado con su composición, dando como resultado que las cabras mostraban mayor preferencia por aquellos ensilados que habían pasado por un proceso homofermentativo, donde la producción de ácido láctico había sido mayoritaria, como en el caso del ensilado de subproducto y planta de alcachofa. Por otra parte, el ensilado de subproducto de brócoli dio lugar a un proceso heterofermentativo donde se produjo un nivel superior de ácido butírico, reduciendo con ello la ingestión de este alimento Debido al bajo coste de estos subproductos y a su contenido en nutrientes, resulta interesante incluir la máxima cantidad posible en las dietas de los animales, pero sin llegar a perjudicar su salud ni nivel de producción ni calidad de la leche. Para conocer la cantidad máxima óptima a incluir, se formularon dietas para cabras lecheras que incluían diferentes concentraciones de subproducto de brócoli y subproducto y planta de alcachofa ensilados. El subproducto de alcachofa ensilado solo se testó hasta un nivel de inclusión de 25%, consiguiendo resultados satisfactorios al no observar diferencias relevantes con la ración testigo. Respecto al subproducto de brócoli y planta de alcachofa ensilados, se vio que, a corto plazo, con hasta un 40% las cabras no mostraban diferencias relevantes con aquellas que habían sido alimentadas con una ración con ingredientes convencionales, como alfalfa y cereales (estos competidores de la alimentación humana). Incluso se observó una mejor calidad en el perfil lipídico de la leche de aquellas cabras alimentadas con planta de alcachofa ensilada, dado la menor concentración de algunos ácidos grasos saturados, como láurico, mirístico y palmitíco, y mayor de poliinsaturados, especialmente los ácidos vacénico y ruménico, además de unos menores valores de los índices de aterogenicidad y trombogenicidad, obteniendo así un perfil más beneficioso desde el punto de vista de la prevención de enfermedades cardiovasculares en seres humanos. Finalmente, se realizó otra prueba para conocer cómo les afectaba a los animales el consumo de estos subproductos ensilados en un 40% de la ración durante una lactación completa, comprobando la ausencia de diferencias importantes en producción y calidad de la leche de la dieta que incluía planta de alcachofa en comparación a una ración convencional, y corroborando los resultados obtenidos anteriormente en cuanto a una grasa más beneficiosa de la leche, debido a mayor contenido en ácido α-linolénico y menor ratio n6/n3, así como menores Índices de Aterogenicidad y Trombogenicidad. Sin embargo, la inclusión de un 40% de subproducto de brócoli ensilado no fue del todo satisfactoria, ya que generó la selección de ingredientes dentro de la ración y se redujo la ingestión, afectando de forma negativa al rendimiento productivo y a la recuperación de peso vivo del animal tras el pico de lactación

Animals feeding represents more than 60% of the costs of a livestock farm. In addition, the food production for livestock involves high consumption of limited natural resources, such as land, water and fossil fuels. Often, the ingredients for animal rations come from far away, with the consequent expense and contamination due to transport. All this has a negative impact on the animal production sector, both economically and through the impact on the environment, which increases growing animosity among society, mainly in the urban areas. A solution to these problems is the use of local by-products for animal feeding, which entails several advantages for current and future society, such as reducing the resources necessary for the animal production and greenhouse gas emissions, transforming polluting waste for the environment from agriculture into animal feedstuffs and producing quality food with high biological value for human beings. Spain, along with Italy, is one of the main broccoli and artichoke producing countries in the European Union. National production is concentrated in the south of the province of Alicante and the Region of Murcia, where in 2018 figures of over 9,000 ha of artichoke crop, which a total yield of 120,000 t of artichoke, and 260,000 t of broccoli have been reached. The rest of the artichoke crop that remains in the field after its harvest is equivalent to 11 t of forage per hectare. On the other hand, only 50 and 70% of the artichokes and broccolis that are transported to the packaging and freezing industries are used, the remaining is made up of bracts, stems and inedible parts. All this entails a great availability of these by-products that can be used for animal feeding. The main hypothesis of this Thesis is that the use of the artichoke plant by-product and the broccoli by-product in well-balanced rations for dairy goat feeding does not interfere with productive performance, milk quality or the health of the animals. However, due to the high moisture content and seasonality of these agricultural by-products, it is necessary to submit them to a preservation process that ensures optimum quality and availability for long periods of time. For this reason, a manufacturing technique of 300 kg bale-type silos production with artichoke plant and by-product and broccoli by-product, as well as artichoke by-product, was developed, determining the stability of the fermentation process on day 30 and ensuring its viability up to 200 days from the beginning of silage process. To know the acceptance and preference degree of goats for this type of silos, a study was carried out "in a cafeteria" design, in which the silage intake was correlated with its composition, resulting in the goats showed greater preference for those silages that had undergone a homofermentative process, where lactic acid production had been the majority, as in the case of artichoke plant and by-product silages. On the other hand, the broccoli by-product silage gave rise to a heterofermentative process where a higher level of butyric acid was produced, thereby reducing its intake. Due to the low cost of these by-products and their nutrient content, it is interesting to include them as a maximum amount possible in the animals' diets, but without damaging their health, production level or milk quality. To know the optimal maximum amount to include, diets were formulated for dairy goats that included different concentrations of broccoli by-product and artichoke plant abd by-product silages. Artichoke by-product silage only was tested to a level of 25%, reaching satisfactory results because there were no relevant differences with the control ration. Regarding broccoli by-product and artichoke plant silages, it was observed that, in a short term, with up to 40% the goats did not show relevant differences with those that had been fed a ration with conventional ingredients, such as alfalfa and cereals (these competitors for human food). It was observed a better lipid profile in the milk of those goats fed with artichoke plant silage, because it had lower concentration of some saturated fatty acids, such as lauric, myristic and palmitic, and higher of polyunsaturated acids, especially vaccenic and rumenic; in addition to lower values of the atherogenicity and thrombogenicity indices, thus obtaining a more beneficial profile from the point of view of the prevention of cardiovascular diseases in humans. Finally, another study was carried out to know how the consumption of these by-products silages affected the animals in 40% of the ration during a full lactation, verifying the absence of important differences in production and quality of milk in the diet that included artichoke plant silage compared to a conventional ration, and corroborating the results obtained previously in terms of a more beneficial fat in milk, due to a higher α-linolenic acid and a lower n6/n3 ratio and lower Atherogenicity and Thrombogenicity Indices. However, the inclusion of 40% broccoli by-product silage was not entirely satisfactory, since it generated the selection of ingredients within the ration and intake was reduced, affecting negatively productive performance and weight recovery after the peak of lactation