Hombre, Ciencia y Tecnología ISSN: 1028-0871 Vol. 25, No. 2, abr-jun. pp. 110-119, 2021
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Caracterización nutricional de los residuos orgánicos en la caña de azúcar del cantón
La Troncal
Nutritional characterization of organic residues in the sugar cane of La Troncal canton
Autores: Mg. José Humberto Vera-Rodríguez; https://orcid.org/0000-0003-3027-059X,
Tnlgo. Tania Liceth Medranda-Parraga; https://orcid.org/0000-0001-6779-7518
Tnlgo. Jenny Andreina Siguencia-Chuya; https://orcid.org/0000-0003-4744-869X
Tnlgo. Rosa Angélica Mendieta-Franco; https://orcid.org/0000-0002-4838-9241
Tnlgo. María Julia Pérez-Guallpa; https://orcid.org/0000-0001-9026-1674
Organismo: Instituto Superior Tecnológico Enrique Noboa Arízaga, La Troncal, Cañar,
Ecuador.
E-mail: humbertorichi@hotmail.com, tanialiceth19940404@gmail.com,
andreinasiguencia97@hotmail.com, angelica23m@hotmail.com, marip5543@gmail.com
Resumen
El objetivo fue determinar las características
nutricionales de residuos de caña de azúcar
(Saccharum officinarum L.) del cantón La
Troncal. Se tomaron las muestras
necesarias para el estudio. Se determinó la
composición química, de fibras; energía
bruta y degradabilidad in situ en bovinos
mestizos Brahman de 450 Kg ± 20 Kg,
fistulados a nivel del rumen, la incubación
de las muestras se dio mediante la técnica
de bolsas de nylon, manejadas durante los
tiempos previstos. Resultando ser una
alternativa en la alimentación animal, las
características estructurales y químicas de
los residuos de caña de azúcar analizadas,
pueden ser utilizadas en la dieta de
rumiantes debido a que mostraron un valor
nutricional aceptable, con valores
admisibles de degradabilidad de la materia
seca in situ. Mientras tanto el contenido de
fibra y porcentaje de fracción de lignina
contenida, podría limitar su degradabilidad,
consumo y aporte nutricional.
Palabras clave: Caña de azúcar;
degradabilidad; residuos
Abstract
The objective was aimed to determine the
nutritional characteristics of sugarcane
residues (Saccharum officinarum L.) from La
Troncal canton. Samples necessary for the
study were taken. The chemical composition
of fibbers was determined; Gross energy and
in situ degradability in 450 Kg ± 20 Kg
Brahman crossbred cattle, fistulated at the
rumen level, the incubation of the samples
was carried out using the nylon bag
technique, handled during the times: 0, 3, 6,
12, 24, 48, 72 and 96 hours. Turning to be an
alternative in animal feed, the structural and
chemical characteristics of the sugarcane
residues analysed can be used in the
ruminant diet because they showed an
acceptable nutritional value, with admissible
values of degradability of the dry matter in if
you. Meanwhile, the fibber content and
percentage of lignin fraction contained could
limit its degradability, consumption and
nutritional contribution.
Key words: Sugarcane; degradability;
residues
Introducción
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La caña de azúcar desarrolla un incremento en su demanda de producción a nivel
agroindustrial, motivo a la alta demanda en el mercado de azúcar y melaza por aspectos
macroeconómicos a nivel mundial (Lagos-Burbano, E., & Castro-Rincón, E., 2019). El cultivo
de caña de azúcar es una de las importantes actividades económicas en varios países,
siendo fundamentales para el desarrollo agrícola de los estados (Orozco, Ó., & Ramírez, G.,
2016).
Según FAOSTAT, (2019) a nivel mundial existe una superficie de 26´777.041 hectáreas
destinadas al cultivo de caña de azúcar, con una producción anual de 1.949´310.108
toneladas; y en Ecuador se encuentran registradas alrededor de 121.812 hectáreas
destinadas a este cultivo con una producción de 9´257.700 toneladas/año.
El cultivo de caña de azúcar brinda las características fundamentales para el desarrollo
social y seguridad alimentaria de los pueblos, ya que es considerado un cultivo
económicamente viable, ecológicamente sustentable y autoenergético; sin embargo, constan
varios estudios tratando de mejorar su producción sin afectar el ambiente, ofreciendo
oportunidades al cambio climático gracias a las investigaciones técnico-científicos entre el
campo y la industria (Aguilar Rivera, N., 2014).
El éxito para la diversificación del campo cañero y la agroindustria y el desarrollo económico
continuo es el progreso del aprovechamiento a la máxima capacidad productiva de todos los
recursos de la industria azucarera que responda a un flujo constante de su producto final a la
demanda del mercado, partiendo desde el cultivo en el campo cañero y el posterior
aprovechamiento industrial de los desechos o subproductos (Aguilar-Rivera, N., 2012).
Los desechos de la producción de caña de azúcar pueden ser utilizados para elaborar
harinas, bloques, forrajes y ensilajes para la alimentación de los rumiantes, de esta manera
se mejora su producción mediante un sistema sostenible y amigable con el medio ambiente
(Lagos-Burbano, E., & Castro-Rincón, E., 2019).
Los residuos y desechos de la industria azucarera y su viable aprovechamiento es un tema
de discusión en las zonas cañeras, debiéndose cumplir con las disposiciones ambientales de
cada país, diversificando así su sistema de producción. Existen variadas opciones para el
uso de estos residuos que van desde procesos biotecnológicos sostenibles y adecuadas
para la producción de nuevos alimentos, productos químicos y farmacéuticos. Hay que tener
en cuenta la opción de reutilizar las porciones producidas durante la producción y no
utilizadas en el producto final, las mismas que deben ser analizadas para poder ver la opción
de poder ser utilizadas en la aplicación como materia prima para procesos de compostaje o
alimentación animal (Basanta, R., et al., 2007).
La principal actividad económica del cantón la Troncal es caracterizada por la producción de
caña de azúcar para el abastecimiento a las industrias azucareras de la localidad, donde
nace el tema de interés en indagar sobre el contenido de nutrientes que contienen los
residuos principales generados en el cultivo. De acuerdo a los anteriormente expuesto, el
objetivo de esta investigación fue determinar las características nutricionales de los residuos
orgánicos en la caña de azúcar (Saccharum officinarum L.) del cantón La Troncal y en base
a sus resultados recomendar su posible uso.
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Materiales y métodos
Sitio de estudio
El estudio se realizó en el cantón La Troncal de la Provincia de Cañar, Ecuador. Las
coordenadas geográficas son las siguientes: 2º28'22'' y 2º30'05'' latitud sur, y entre 79º14'14''
y 79º31'45'' longitud oeste. Su jurisdicción cantonal comprende aproximadamente 32,780
hectáreas. Comprende una altitud entre 24 y 200 m, presenta una temperatura promedio de
24.6 °C., mínima 20.9 °C y máxima 29.2 °C (GAD Municipal La Troncal, 2021).
Manejo del experimento
Consistió en tomar muestras de hojas verdes y secas de la caña de azúcar (Saccharum
officinarum L.) previo a la cosecha y del bagazo post-procesamiento de dos variedades (CC
8592 y ECU-01), los respectivos pesos se tomaron en una balanza analítica. Para determinar
su contenido nutricional, se procedió a la deshidratación a temperatura ambiente y luego en
una estufa de aire forzado a 65 ºC por 48 horas para determinar el contenido de materia seca
presente en sus diferentes fracciones, las muestras fueron sometidas a los siguientes
análisis:
Análisis químico proximal. La determinación de la composición química fue realizada en base
a materia seca, de acuerdo con las normas de la A.O.A.C., (2016): materia seca, proteína
cruda, cenizas, extracto etéreo, fibra cruda, extracto libre de nitrógeno.
Análisis de fibra. El contenido en fibra detergente neutra (FND), fibra detergente ácida (FDA)
y lignina detergente neutra (LDA) se determinó según la metodología descrita por Goering &
Van Soest, (1970).
Contenido de energía bruta. La energía bruta fue calculada mediante el uso de la siguiente
ecuación (EB (Mcal/kg MS) = 5.7 x Proteína Bruta + 9.4 x Grasa Bruta + 4.7 x Fibra Bruta +
4.7 x Extracto Libre de Nitrógeno).
Degradabilidad in situ. Las muestras en base a materia seca fueron desarrolladas según lo
establecido por Orskov, E., & Mc Donald, I., (1979), mediante el análisis de degradabilidad
ruminal in situ en bovinos mestizos Brahman con un peso de 450 Kg ± 20 Kg, fistulados a
nivel del rumen. El proceso de incubación de las muestras dentro del rumen se dio mediante
la técnica de bolsas de nylon, siendo manejadas durante los siguientes tiempos: 0, 3, 6, 12,
24, 48, 72 y 96 horas.
Para estimar los diferentes cálculos y los parámetros de la cinética de degradabilidad ruminal
se utilizó la función SOLVER del programa Excel de Microsoft Office 2016.
Resultados y discusión
Análisis químico
La composición química analizada para los residuos de caña de azúcar en las diferentes
variedades evaluadas se muestra en la tabla 1.
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Tabla 1. Análisis químico de residuos de caña de azúcar en base a materia seca (MS)
ANÁLISIS DE RESIDUOS DE LA CAÑA DE AZUCAR EN BASE A MATERIA SECA (MS)
ANÁLISIS
Valor
Variedades de Caña de Azúcar
CC 8592
ECU-01
Hoja
seca
Bagazo
Hoja
verde
Hoja
seca
Bagazo
QUÍMICO PROXIMAL
Proteina Cruda
(%)
2.88
2.42
5.19
3.2
2.61
Grasa
(%)
1.82
1.40
1.62
2.07
1.31
Ceniza
(%)
10.86
2.48
7.71
8.2
2.6
Fibra
(%)
40.84
34.62
36.16
39.66
29.22
Extracto Libre de Nitrógeno
(%)
43.60
59.08
49.32
46.87
64.26
Materia Seca Total
(%)
86.68
33.35
42.92
88.35
35.46
FIBRA
FDN
(%)
62.67
68.03
61.24
66.02
69.88
FDA
(%)
39.42
36.44
34.18
42.89
38.72
LDA
(%)
5.24
7.10
5.21
7.81
7.8
ENERGÍA BRUTA
Energía Bruta
(Mcal/Kg)
4.30
4.67
4.47
4.44
4.67
A partir del análisis químico de los residuos de la caña de azúcar variedad CC 8592 en base
seca, se logró obtener los siguientes resultados:
1. La hoja verde está constituida por 4.44% de proteína cruda, 1.46% de grasa, 7.86%
de ceniza, 34.17% de fibra, 52.07% de extracto libre de nitrógeno, 32.69% de materia
seca total, 59.78% de fibra detergente neutra, 32.50% de fibra detergente acida,
4.39% lignina detergente acida y un contenido de 4.44 (Mcal/Kg) de energía bruta.
2. La hoja seca está compuesta por 2.88% de proteína cruda, 1.82% de grasa, 10.86%
de ceniza, 40.84% de fibra, 43.60% de extracto libre de nitrógeno, 86.68% de materia
seca total, 62.67% de fibra detergente neutra, 39.42% de fibra detergente acida,
5.24% lignina detergente acida y un contenido de 4.30 (Mcal/Kg) de energía bruta.
3. El bagazo de caña de azúcar contiene 2.42% de proteína cruda, 1.40% de grasa,
2.48% de ceniza, 34.62% de fibra, 59.08% de extracto libre de nitrógeno, 33.35% de
materia seca total, 68.03% de fibra detergente neutra, 36.44% de fibra detergente
acida, 7.10% lignina detergente acida y 4.67 (Mcal/Kg) de energía bruta.
Sin embargo, el análisis químico en los residuos de la caña de azúcar variedad ECU-01 en
base seca, resultó los siguientes valores:
1. Hoja verde: 5.19% de proteína cruda, 1.62% de grasa, 7.71% de ceniza, 36.16% de
fibra, 49.32% de extracto libre de nitrógeno, 42.92% de materia seca total, 61.24% de
fibra detergente neutra, 34.18% de fibra detergente acida, 5.21% lignina detergente
acida y un contenido de 4.47 (Mcal/Kg) de energía bruta.
2. Hoja seca: 3.20% de proteína cruda, 2.07% de grasa, 8.20% de ceniza, 39.66% de
fibra, 46.87% de extracto libre de nitrógeno, 88.35% de materia seca total, 66.02% de
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fibra detergente neutra, 42.89% de fibra detergente acida, 7.81% lignina detergente
acida y un contenido de 4.44 (Mcal/Kg) de energía bruta.
3. Bagazo de caña de azúcar: contiene 2.61% de proteína cruda, 1.31% de grasa, 2.60%
de ceniza, 29.22% de fibra, 64.26% de extracto libre de nitrógeno, 35.46% de materia
seca total, 69.88% de fibra detergente neutra, 38.72% de fibra detergente acida,
7.80% lignina detergente acida y 4.67 (Mcal/Kg) de energía bruta.
Es importante señalar que el contenido de nutrientes presente en las dos variedades de caña
de azúcar estudiadas (CC 8592 y ECU-01), muestran una aceptable composición nutricional
en sus distintos componentes analizados, constituyéndose en subproductos que pueden ser
utilizados en la alimentación animal, en especial en dietas de rumiantes. Así también, posee
bajos contenidos de proteína, por tanto, es recomendable suplir las necesidades
nutricionales de los animales con otras fuentes proteicas, energéticas y minerales.
Gómez-Merino, F., (2018), sostiene que la caña de azúcar posee una fuente potencial de
forraje para la alimentación de rumiantes a partir de los subproductos y residuos producidos
por las industrias azucareras, generando una alta producción de hojas verdes y secas, un
excelente rendimiento de materia seca, un buen aporte de fibra, sacarosa y otros glúcidos
solubles muy aprovechados por los bovinos. Además, pueden servir como materia prima
para la producción de diversos productos, coproductos, subproductos y derivados de utilidad
en numerosas industrias, como la agrícola, la alimenticia (humana y animal), químicas y
farmacéuticas (Gómez-Merino F.C., et al., 2015).
Los resultados de esta investigación coinciden con el estudio reportado por Batista, J., et al.,
(2001), quiénes consiguieron un valor medio de 2.46 % de proteína cruda, un contenido
medio de 49.14 % para FDN, de 29.24 % para la FDA y 4.16 % de LDA en muestras de 60
variedades de caña de azúcar. Dependiendo de la madurez del pasto gramínea, los
rumiantes pueden digerir del 60 al 70% del FDN (Rosales, R., & Pinzón, S., 2005).
Degradabilidad in situ
La degradabilidad in situ de la materia seca, resultante de los ensayos de degradabilidad
ruminal realizados en los diferentes períodos de incubación durante 96 horas, se presenta en
la tabla 2.
Tabla 2. Degradabilidad in situ (%) de la Materia Seca (MS) en residuos de caña de azúcar
DEGRADABILIDAD IN SITU (%) DE LA MATERIA SECA (MS)
Variedades de Caña de Azúcar
CC 8592
ECU-01
Variables del potencial de degradación
Hoja
verde
Hoja
seca
Bagazo
Hoja
verde
Hoja
seca
Bagazo
a (fracción soluble)
23.17
21.25
17.89
23.58
19.62
15.15
b (fracción insoluble potencialmente degradable)
46.53
41.24
41.69
44.35
40.35
41.00
c (fracción indegradable)
30.29
37.51
40.42
32.06
40.03
43.85
Degradabilidad potencial
69.71
62.49
59.58
67.94
59.97
56.15
Kd (tasa de degradabilidad, % hora)
0.057
0.048
0.035
0.045
0.051
0.064
Degradabilidad efectiva
Tasa pasaje de 2% hora
-1
57.65
50.36
44.41
54.34
48.57
46.39
Tasa pasaje de 5% hora
-1
48.00
41.45
35.04
44.65
39.95
38.18
Tasa pasaje de 8% hora
-1
42.57
36.71
30.57
39.60
35.29
33.38
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Dada las características propias de los residuos de la caña de azúcar analizados en sus
diferentes variedades en estudio, la degradabilidad de la materia seca es mediana en cuanto
a sus valores de degradabilidad aun a las 96 horas, debido a los altos contenidos de fibra y
lignina presente, según los resultados reportados en el análisis proximal y de degradabilidad.
Hay que destacar que, en la mayoría de las plantas lignificadas, la lignina afecta mucho la
digestibilidad y las reservas de nutrientes de las plantas. En ese sentido, Molina, A., et al.,
(1999), afirman que las cañas de azúcar para uso animal deben tener un mínimo de 50 % de
digestibilidad de la materia seca.
La técnica de la degradabilidad ruminal in situ permite realizar un estudio de alimentos con el
uso de bolsas de nylon introducidos en el rumen, descubriendo las características de
degradación de los componentes estructurales de la muestra analizada. Sin embargo, hay
que tener en cuenta que, durante el proceso de degradación de las partículas en el rumen,
estas pueden verse afectadas por elementos innatos del animal y las diferentes
características internas de cada alimento, esto con el fin de tener una mejor respuesta
predictiva en base a los modelos matemáticos aplicados (Rosero Noguera, R., & Posada, S.
L., 2016).
A continuación, en las siguientes figuras de la 1 a la 6, se muestran las curvas de la cinética
de degradación de la materia seca de los diferentes residuos de la caña de azúcar
analizados en las variedades (CC 8592 y ECU-01) durante un tiempo de 96 horas de
incubación dentro del rumen.
La evolución de la cinética de degradabilidad de los diferentes residuos de caña de azúcar
analizados fue similar a las 96 horas de incubación dentro del rumen, resultando en la
variedad CC 8592 (hoja verde 69,51 %; hoja seca 62,08 %; bagazo 58,13 %), variedad ECU-
01 (hoja verde 67,36 %; hoja seca 59,66 %; bagazo 56,06 %).
Figura 1. Cinética de degradación de la hoja verde de caña de azúcar variedad CC 8592
23.17
30.51
36.69
46.28
57.91
66.72
68.95
69.51
0
20
40
60
80
0 20 40 60 80 100 120
Degradabilidad de la MS
(%)
Horas de incubación ruminal
CINÉTICA DE DEGRADACIÓN DE LA HOJA
VERDE DE CAÑA DE AZUCAR CC 8592
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Figura 2. Cinética de degradación de la hoja seca de caña de azúcar variedad CC 8592
Figura 3. Cinética de degradación del bagazo de caña de azúcar variedad CC 8592
Figura 4. Cinética de degradación de la hoja verde de caña de azúcar variedad ECU-01
17.89
22.04
25.78
32.17
41.59
51.79
56.21
58.13
0
20
40
60
80
0 20 40 60 80 100 120
Degradabilidad de la MS
(%)
Horas de incubación ruminal
CINÉTICA DE DEGRADACIÓN DEL BAGAZO
DE
CAÑA DE AZUCAR CC 8592
23.58
29.21
34.12
42.16
52.95
62.88
66.23
67.36
0
20
40
60
80
0 20 40 60 80 100 120
Degradabilidad de la MS
(%)
Horas de incubación ruminal
CINÉTICA DE DEGRADACIÓN DE LA HOJA
VERDE DE CAÑA DE AZUCAR ECU-O1
21.25
26.78
31.57
39.31
49.48
58.37
61.19
62.08
0
20
40
60
80
0 20 40 60 80 100 120
Degradabilidad de la MS
(%)
Horas de incubación ruminal
CINÉTICA DE DEGRADACIÓN DE LA HOJA
SECA DE CAÑA DE AZUCAR CC 8592
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Figura 5. Cinética de degradación de la hoja seca de caña de azúcar variedad ECU-01
Figura 6. Cinética de degradación del bagazo de caña de azúcar variedad ECU-01
La técnica de degradación in situ mediante la cinética de degradabilidad de la materia seca
ha sido ampliamente adoptada para evaluar la tasa y la extensión de la degradación de los
alimentos en el rumen. Estos parámetros pueden ser directamente afectados por los horarios
de incubación escogidos para construir la curva y el número de unidades experimentales
utilizadas para este tipo de estudios. (Rosero Noguera, R., & Posada, S. L., 2016).
Bruni, M., & Chilibroste, P., (2001) consideran que los parámetros de la cinética de
fermentación describen la digestión y caracterizan propiedades intrínsecas del alimento que
limitan su disponibilidad para el rumiante, determinan la proporción de nutrientes consumidos
que pueden ser absorbidos y utilizados por el animal, y dependen de un activo crecimiento y
desarrollo de la población microbiana del rumen.
El cultivo de la caña de azúcar representa un gran potencial para la diversificación
productiva, debido a su contenido de forraje y otros subproductos con ventajas nutritivas en
la alimentación animal, en especial los bovinos pudiendo ser suministrado tanto para la
alimentación bajo un sistema estabulado como semiestabulado y pastoreo, como no
19.62
25.32
30.22
38.03
48.04
56.44
58.93
59.66
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 20 40 60 80 100 120
Degradabilidad de la MS (%)
Horas de incubación ruminal
CINÉTICA DE DEGRADACIÓN DE LA HOJA
SECA DE CAÑA DE AZUCAR ECU-O1
15.15
22.32
28.23
37.14
47.34
54.25
55.74
56.06
0
20
40
60
80
0 20 40 60 80 100 120
Degradabilidad de la MS (%)
Horas de incubación ruminal
CINÉTICA DE DEGRADACIÓN DEL BAGAZO
DE
CAÑA DE AZUCAR ECU-O1
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recomendarlo en combinación con otros complementos alimenticios (Salazar-Ortiz, J., et al.,
2017).
Conclusiones
Las características estructurales y químicas de los residuos de caña de azúcar (Saccharum
officinarum L.) variedades (CC 8592 y ECU-01), pueden ser utilizadas en la alimentación
animal, en especial de rumiantes debido a que mostraron un valor nutricional aceptable, con
valores admisibles de degradabilidad de la materia seca in situ. Mientras tanto el contenido
de fibra y el porcentaje de fracción de lignina contenida en los residuos, podría limitar su
degradabilidad, consumo y el aporte nutricional.
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Fecha de recibido: 5 ene. 2021
Fecha de aprobado: 2 mar. 2021