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    22-Oct-2018

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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 esperimentacin con ani-

    males, se han busc,.>do mtodos para anlizar los alimen - tos y asignarles una prediccin de valor alimenticio.

    La mayora de los mtodos analticos que se utilizan co-

    mnmente dependen de diversos procedimientos qumicos - que son especficos para un determinado alimento, com - - puesto o grupo de compuestos. Los datos cuantitativos - pueden obtenerse mediante procedimientos que implican - l a titulacin con c dos o bases, colorimetra, cromato-

    grafa, etc.

    I-

    El mtodo ms genera izado es el anlisis proximal, es - un conjunto de mtodos analticos; se destina a la des - cripcin rutinaria de piensos y, aunque bajo un punto de

    vista de la nutricin presenta varios defectos, sigue - utilizandose ampliamente. Consiste en determinar las di-

    ferentes fracciones que se obtienen, incluyen: agua, - fibra bruta y

    Protena bruta

    mtodo Kjeldah

    digerido en pr

    que transforma

    protena bruta, extracto etreo, cenizas,

    extracto libre de nitrgeno.

    El sistema utilizado es e

    . El material que va a ser mer lugar con cido sulfr

    el N ,on sulfato de amonio.

    se enfria sta mezcla, se diluye con agua

    j ; .

    conocido como

    anal izado es - co concentrado,

    ( 5

    Posteriormen

    y se neutral

    con hidrxido 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 cido. 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 monogstricas, tales como hom-

    bre, cerdo y aves.

    Las especies monogstricas tienen necesidades especficas-

    para diversos a.a. y no utilizan eficazmente compuestos - de N no proteico, tales como amidas, sales de amonio y urea.

    Extracto etreo: Este mtodo obliga a extractar con ter - las muestras molturadas durante un periodo de cuatro horas

    o ms. Las materias solubles en ter incluyen una amplia - gama de compuestos orgnicos de los que tan slo 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 significacin, 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 500-600C. nutritivs

    mente el valor de las cenizas tiene poca importancia, aunque

    valores execivamente altos pueden indicar una contaminacin

    con tierra o dilucin de los alimentos con sustancias tales

    L

  • L.

    P-

    I

    r-

    .-.

    ....

    como sal o piedra caliza. En el anlisis inmediato !.os datos

    correspondientes a las cenizas se precisan para obtener -- otros valores. Deber destac?rse que algunos elementos mine

    rales, tales como el yodo y el selenio pueden ser voltiles

    y no aparecer con las cenizas. Normalmente, estos elementos

    representan solamente porcentajes muy pequeos del total, - por io que el error es mnimo.

    Fibra bruta: Se determina a partir de una muestra sometida-

    a extracccibn con ter, se hierve en cido diluido, despus

    en una base diluida, se deseca y se quema en la mufla. La - diferencia de peso antes y despus de quemar es la fraccin

    correspondiente a la fibra bruta. Se trata de un mtodo de-

    laboratorio tedioso que no suele dar los mismos resultados-

    al repetir la comprobacin. Intenta simular primero la diges - tin que tiece lugar el estmago y despus 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 tambin contiene algo de lignina, un material su-

    ( ,mamente indigestible asociado con la porcin fibrosa de los - tejidos vegetales. Para los animales monogstricos, 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 monogstricos.

    3

  • 1

    Extracto libre de nitrgeno (ELN): Esta denominacin es

    errnta, ya que no se trata de ningn 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 etreo, protena bruta,

    fibra bruta y cenizas. Recibe l a denominacin de extracto

    libre de nitrgeno porque ordinariamente no contiene ni-

    trgeno. E l ELN consta principalmente de carbohidratos - facilmente digeribles, tales como azcares y almidones,

    aunque tambin puede contener algo de hemicelulosa y de

    lignina. especialmente en alimentos como l o s forrajes.

    Un anlisis ms apropiado determinara especficamente - los carbohidratos facilmente digeribles. hidrolizando - los almidones hasta azcares y determinando analticamefi

    te l a totalidad de azcares presentes.

    Nutritivamente, la fraccin de E L Y de l o s cereales es - bien utilizada por casi todas las especies domsticas.

    En las tablas I y I I se presentan las especies ms abun-

    dantes de carbohidratos en l a dieta^. Su importancia re-

    lativa slo est dada como una gua aproximada y variar

    de acuerdo a la naturaleza o composicin de los alimen -

    -

    1-

    /

    ~. tos. <

    4

  • CATEGORIA

    Pentosas

    exosas

    Disacridos ..

    Oligosacridos

    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 slo a productos lcteos fermentados.

    Slo en leches y productos lcteos.

    Especialmente en alimentos que contienen jarabe de glucosa.

    ir ,

    Estos son comunes en muchos vegetales.

    5

  • TABLA I1

    Polisacridos en alimentos

    Polisacridos de -I Almidones Dextrnas Menor reserva Amilosa Mayor

    Amilopectina Mayor Modificados Menor

    Otras rs servas - de poli- sacridos Glucgeno Menor

    Fructanos Menor Mananos Mencr Galactoglucornans nos Menor

    .-

    Polisacridos Sin celu - estructural es losa Substancias Pcticas Menor

    Hemicelulosa Menor Gamas Mucilaginosas Menor

    Celulosa Variando e l grado de polimenzacin Menor

    ALGAL Polisacridos Sulfata-

    dos CarrageninalAgar Menor

    I

    6

  • Pruebas de Digestin (Digestibilidad)

    Estas pruebas se usan para determinar la proporcin de un

    alimento que es utilizable por el animal mediante absor - cin en tracto gastriontestinal (TGI). Los animales son - alimentados con una dieta de compocisin conocida durante

    un periodo de tiempo de varios das, 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 das

    para reducir al mnimo la variacin diaria en la produccin

    de heces. El tiempo preciso para que los residuos de los - alimentos atraviesen el TGI es de uno a tres das para los

    animales monogstricos y de cinco a diez das para los ru-

    miantes. Por consiguiente, es preciso un perodo preljminar

    de cuatro a diez das para que se eliminen del TGI los re - siduos de los alimentos anteriores a la iniciacin de la - prueba y para que el animal se adapte a l a dieta comprobada

    tras el perodo preliminar de adaptacin sigue un perodo - de recoleccin 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 recoleccin total de alimentos y heces, que permite

    una medicin 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 convenientemedir el consumo total de alimento o recoger todas las heces, es el mtodo indicador.

    Este mtodo 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 xido crmico,se adicionan al alimento o se suministran

    al animal.

    Un indicador no debe ser txico, ser sabroso y fcil de determi-

    nar: deber ser insoluble y atravesar el TGI con una velocidad

    uniforme. El clculo de la digestibilidad de un nutriente en - particular, utilizando el mtodo 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 proporcin constituye un clculo de la digectibilidad de

  • un nutriente particular sin conocer ni el consumo total de

    alimento ni la expresin total de heces.

    Metabolismo de la energa (Bioenergtica) . Es importante en el conjunto de la nutricin anima1,porque la energa repre-

    senta, cuantitativamente el componente ms importante en la

    dieta de los animales y todos los estandars de la alimenta-

    cin se basan en las necesidades de enrga.

    Terminologa energtica. La energa qumica utilizada por los

    animales puede 1- medirse en trminos de calor y expresarse en

    forma de caloras.

    La energa es dividida en distintas zracciones en trminos de

    su utilizacin por parte del animal.

    Energa bruta (EB) es la cantidad de calor resultante de la

    oxidacin completa del alimento, pienso o de otras sustancias.

    El trmino calor de combustin que se emnlea en la terminolo-

    ga qumica es lo mismo. La EB se mide en sparatos llamados

    bombas calorimtricas. Varan los valores energticos de los

    distintos nutrientes. Aunque los valsres tpicos son Kcai/g);

    carbohidratos,4.1; protenas 5 . 6 5 y grasa 9.45. Estas dife-

    rencias reflejan principalmente el estado de oxidacin del - compuesto inicial.

    Un alimento de escasa calidad como la paja de avena tiene el - mismo valor de EB que el maz en grano. Esta comparacin pone

    claramente de manifiesto que los valores de l a EB , por s - mismos tienen poco valor prctico

    mentos destinados a los animales.

    en la valoracin de los al

    9

  • Se denomina Energa digestibLle aparente (ED) a la EB del

    alimento consumido menos la energa fecal. En la prctica

    el consumo de energa bruta de una animal se mide cuidado-

    samente durante un perodo de tiempo en el que se efecta

    la recogida de l a s heces. Tanto los alimentos como las heces

    se analizan para determinar su contenido de ecerga y los - datos obtenidos permiten calcular la energia digestible.

    La energa 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 expresin 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

    carnacin de las clulas que recubren el TGI, as como por - factores que no tienen una relacin directa con los tejidos

    alimenticios no digeridos. Adems los microbios no digeridos

    y sus subproductos metablicos pueden constituir una porcin

    importante de las heces de algunas especies. Aunque algunos

    de estos microbios podran ser digeridos si pasasen a travs

    del estmago y del intestino delgado, una buena parte de su

    crecimientn tiene lugar en el ciego y en el intestino grueso,

    donde no existen enzimas entricas y la absorcin es relati-

    vamente escasa. Tan solo en el caso de componentes fibrosos - de los vegetales como son celulosa, y xilano, que son materias

    extraas para el organismo animal, representan los valores una

    medida de la digestibilidad verdadera.

    10

  • Nutrientes digectibles totales (TDN) es

    ms comn de la energa utilizada en la

    nes para rumiantes y cerdos en E.U.

    la determinacin

    formulacin 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 digestin y sumando la protena digestible,

    los carbohidratos (ELN) y fibra bruta y 2 . 2 5 veces el extrac-

    to etreo digestible (Grasa bruta) . La grasa se multiplica - por 2 . 2 5 debido a su mayor valor calrico. Cuando se compara

    con la ED, el TDN infravaiora a la protena, ya que la protena

    no es oxidada totalmente en el organismo, mientras que s lo es

    en la bomba calorimtrica. Multiplicando la Protena digestible

    por 1 . 2 5 se situara el TDN en una base ms real cuando se - compara con la ED.

    La frmula para el TDN es :

    TDN= Protena bruta digestible + ELN digestible + fibra bruta

    digestible + 2 . 2 5 (Extracto etreo digestible)

    ,- Las publicaciones actuales del NRC tienden a valorar otros valores de la energa, aunque debe sealarse que la mayora

    de estos valores para l a energa metabolizable (EM) o la - energa neta (EN) derivan del TDN.

    Energa metabolizable (EM) se define como la energa bruta del

    alimento menos la energa presente en heces, orina y productos

    I

    1 1

  • gaseosos de la digestin. Las prdidas de los gases combus-

    tibles son despreciables y normalmente se ignoran en muchas

    especies monogstricas, aunque se producen algunas prdidas

    como resultado de fermentacianes en el ciego y en el intes-

    tino grueso.

    La EH se emplea comnmente para valorar los alimentos desti-

    nados a las aves y para establecer sus estndares ae alimen-

    tacin porque las heces y la orina son excretados juntos. - As es conveniente el empleo de los valores de l a EM para - estas espcies.

    Una frmula apropiada para calcular la EM correspondiente a

    los cerdos, cuando se conoce la ED, es :

    ED(Kcal/Kg)X0.96 - (0.202 X % de protena) EM(Kcal/Kg) =

    100

    Energa Neta (EN) = EM - calor dinmico especfico incremento de calor (IC) y el calor de ferm. (CF)

    Si se desea estudiar la utilizacin de la EM, es preciso -

    medir (a) la produccin de calor de los animales o (b) la - energa 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 bi puede hallarse la -- otra restando la conocida de la EM.

    12

  • De lo anterior se deduce que sera necesario idear un - mtodo para analizar los alimentos y asignarles una pre-

    diccin de valor alimenticio que facilite su medicin i

    evite la dificultad de experimentacin con animales para

    encontrar el total de nutrientes digestibles y esto es lo

    que se pretende con este trabajo.

    13

  • OBJETIVO

    Disefiar un mtodo para evaluar el valor nutritivo de los

    carbohidratos en los alimentos, basado en la fermentacin

    de los azcares presentes disponibles para la levadura - - C. cerevisiae y relacionados con la produccin de etanol.

    Correlacionar los carbohidratos f ermentecibles con la

    digestibilidad en monogstricos.

    - I.

    Determinar el valor nutritivo de los alimentos en unida-

    des calricas digestibles.

  • -. 1

    ' C

    I .

    -. C.

    L_

    r.

    JUST^ F I CAC I O N ~- I.

    Con ste mtodo'se pretende facilitar l a medicin de l a

    digestibilidad de alimentos en animales monogstricos.

    Suponiendo que por analoga del tract0 gastrointestinal

    (TGI) secreta enzimas digestivas como l a amilasa p a n - - cretica que acta en el almidn y dextrinas y l a alfa-

    glucosidasa-producidas eo las glndulas intestinales y

    que al ser adicionadas Estas enzimas a diferentes a l i - mentos los convierte en azcares de tal forma que la - levadura pueda tomarlos e iniciar l a fermentacin.

    Se considera que l a levadura actuar de manera similar-

    que los monogstricos, sto es, hombre, cerdo, pollo, - etctera.

    Cabe mencionar que los azcares fermentados por S . cere

    visiae son glucosa, fructosa, manosa, galactosa, sacar%

    sa, maltosa y rafinosa.

    El mtodo que s e describir posteriormente se bas en la

    fermentacin de los azcares por l a levadura 5. cerevi - siae que los convierte en alcohol y considerando la este

    quiometra d e l a reaccin: (

    2 Etanol Glucosa - - - - - - - - - La que relaciona l a cantidad de azcares fermentecibles

    con la produccin de alcohol.

    15

    i !

  • ...I

    .-

    L

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    c

    I

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    L

    r-

    L

    r-

    i

    .-

    La hiptesis d e seleccin del mtodo s e fundament en q u e

    s e consideran los carbohidratos fermentecibles por la - levadura como los carbohidratos diqestibles p o r los mono-

    g s t r i to s.

    La razn d e disear ste mtodo, es q u e s e tienen en mente

    las limitaciones existentes para calcular la digestibili-

    dad que s e utiliza para determinar la proporcin 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 caloras 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 nitrgeno - calcularan sustituyendo el

    por carbohidratos fermentec

    te forma:

    T N D ( 9 ) = Carbohid

    bles, expresado d e la siguien -

    atos'fermentecibles + Protena

    Bruta Digestible + 2.25 (Extracto - - etreo digestible).

    I !

    --

    &..

    16

    I "

  • NETODO GENERAL.

    Cepa. La cepa utilizada fue Saccharomyces cerevisiaz, - - d r SAF-HEX (levadura enolgica liofilizada).

    Hidrlisis del sustrato. La hidrlisis fu6 hecha con alfa-

    amilasa (Takaterm) y glucosidasa (Diazyme); ambas de - - ENMEX, S. A.

    Procediniento:

    - A un natraz volumtrico 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 bao Maria a 90% durante 30 minutos. - Enfriar a 25QC. - Ajustar el pH con cido sulfrico 2N de 4 a 4.5 para que acte la segunda enzima.

    - Adicionar .lml de enzima glucosidasa. - Calentar el matraz en bao Mara 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 fermentacin con c. sulfrico 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 das a 29"C, para que se realice l a fermentacin

    - Deterninar % de etanol eri las muestras por cromatografa de gases . Se utiliz un cromatgrafo modelo 3700 de - - VARIAN, equipado con detector de ionizacin de flama e in-

    tegrador. La curva patrn se realiz inyectando 1 microli-

    tro de soluciones de etanol de concentraciones conocidas,

    stas fueron de 2 y 10 % de etanol v/v.

    La inyeccin se realiz en cromatgrafo 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 c. fos-

    frico.

    Las condiciones del aparato fueron como sigue:

    ..

    inyector - - - - - - - - - - 100C 200C

    Programada para aumentar Columna - - - -_ - - - - - 10C/min iniciando en 70'C

    Detector - - - - - - - - - -

    y ter

    Los flujos de gases fueron como siguen:

    30 m Nitrgeno - -------- 200 m Aire - - - - - - - - - - - - - -

    inando en 120C.

    /min

    /mi n

    S e toma una muestra de 10 m l de producto fermentado y se - filtra a travs de papel filtro.

    1 8

  • 1 microlitro de stos filtrados se inyecta en el cromatgrafo

    y los resultados reportados por el integrador se dan en % de

    etanol v / v despus de compararlos con la curva estandard. t

    - Relacionar cantidad de etanol producido con l a cantidad de azcares fermentecibles en l a muestra, expresados como gluco-

    sa presente, de l a siguiente manera:

    En base a l o s valores tericos en ml de etanol segn l a este-

    qiometria de la reaccin a partir de diferentes concentracio-

    nes de glucosa, se encuentra una relacin directamente propor - cional que permite obtener una recta terica . De esta recta tenemos una pendiente terica.

    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 correccin (No.), de tal manera que - el % de etanol base seca promedio de los alimentos se multi-

    plique por ste factor y se asegure l a determinacin del %

    de azcares fermentecibles de l a muestra expresados como - - glucosa presente.

    El clculo de los valores tericos esperados en ml de etanol

    segn l a estequiometra de la reaccin 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) terico esperado 2.94 1.17

    Ecuacin de la recta terica y = 0 . 5 8 ~ - 0.0058 m = m No. mi: pendiente terica T r

    m = 0.53 T m . pendiente real o experimental No.: Factor de correccin

    R'

    T * No. m

    R m

    % etanol X No. = % alcohol = % azcar de l a muestra

    alcoholt = alcohol terico esperado

    t

    23

  • L

    r-

    L

    En base al procedimiento del mtodo general se

    los siguientes experimentos:

    real izaron

    ato de amon EXPERIMENTO 1. Influencia de l a adicin de S U I O

    como fuente de nitrgeno en l a produccin de etanol por l a - levadura S . cerevisiae. -

    Se utiliza el mtodo general pero modificando l a fuente de - nitrgeno y el I- pH.

    Se probaron tres cantidades como fuente de nitrgeno 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 produccin de etanol. L

    r.

    S e realizaron 4 experimentos por duplicado con el mismo - mtodo 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-tracin de glucosa en

    la produccin de etanol.

    S e realizaron 6 experimentos con e l mtodo 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 produccin de etanoi a partir

    de la fermentacin de g1ucos.z (lOg/lOO ml d i s ) .

    I*

    S e realizaron 4 experimentos utilizando el mtodo general.

    - EXPERIMERTO 5. Determinacin de la cantidad de producto - fermentado de diferentes alimentos.

    Se prueban 7 harinas aplicando el mismo mtodo general. Para

    Fines prcticos de la experimentacin s e utiliz avena en - hojuelas; fcula de maz (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, deber molerse y homogeneizar 'la mezcla.

    Ls clculos para obtener el % de carbohdratau fermentecibles

    en base seca se muestran en el anexo I .

  • r

    - CORRELACldN CON LA DIGESTIBILIDAD.

    - Los nutrientes digestibles totales ZTND) se calculan por ste mtodb, sustituyendo el extracto libre d e nitrgeno por

    carbohidratos fermentecibles, expresados de la siguiente - - forma:

    TND (9) = Carboh

    digest

    dratos ferrnentecibles ( g ) + Protena bruta

    ble ( 9 ) + 2.25 (extracto etreo digestible)(g)

    TND (Kca]) = Carbohidratos fermentecibles ( 9 ) (4.4 Kcal/g)

    + Protena bruta digestible ( 9 ) (4.4 Kcai/g) + 2.25 (Extracto etreo digestible) ( 9 ) (4.4 Kcal/g)

    La fibra bruta en monogstricos 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 nitrgeno en la produccin 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 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

    produccin d e .- e t a n o l ; ya que, de las tres condiciones pro- badas, la prueba ( 1 ) q u e n o tena sulfato d e a m o n i o produca

    el nivel m s a l t o contando s l o c o n la f u e n t e d e nirtrgeno

    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 nitrgeno n o reflejan un c a m b i o - considerable e n l a produccin d e etanol c o n respecto a la - primera orueba; en la prueba (2) donde s e adicion s u l f a t o - d e a m o n i o s i n extracto, la produccin d e alcohol f u m e n o r - comparada c o n las d o s pruebas anteriores del experimento.

    P u e d e apreciarse adems, q u e a un pH d e 4 la produccin 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 produccin 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

  • c

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    ,U E

    U

    - al

  • produccin (de etanol que con l a adicin de 1 g; por otro lado

    se observa que el pH al inicio de l a fermentacin influye - apreciablemente, ya que una pequea diferencia de 4.5 a 4.3,

    cambia la concentracin de alcohol; a un pH de 4.3 l a concen-

    tracin es mayor.

    EXPERliiENTO 3. Influencia de l a concentracin de glucosa en la

    produccin de etanol.

    L

    En la tabla 3 se observa que l a concentracin de glucosa influye

    en la produccin de etanol en forma directamente proporcional

    (r=0.987). De los 6 experimentos se deriva una ecuacin lnea1

    cuya pendiente e s igual a 0.5343 y que posteriormente se rela-

    ciona con l a pendiente de la recta terica, lo que permite - realizar los clculos para encontrar el factor de correccin - (No.) al % de etanol en base seca promedio (ver anexo I ) .

    EXPERIMENTO 4 . Cinetica de la produccin de etanol a partir de

    la fermentacin de glucosa ( I D g/lQO ml Dis.)

    ( / I

    Se observa en la tabla 4 que se obtienen buenos resultados res-

    pecto a la produccin de etanol a los 4 das de la fermentacin

    y e,, un rango de pH de 4.13 a 4.31. i

    2 7

    !

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    i, ' , b

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    23

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    I I I h . . r) - *

    29

  • ,.. , I

    a

    a -I m U c

  • ,. . , . . . ~ ~ I

    CINeTICA DE LA PRODUCCIdN DE ETANOL

    A PARTIR DE LA FERMENTACIN 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. Determinacin de l a cantidad de producto fermentado de diferentes alimentos.

    S e utiliz el mtodo general y se aplic el factor de correc-

    cin 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 composicin de stas harinas s e ob-

    serva que los valores en % de almidn o carbohidratos repor-

    tados, son semejantes o cercanos a los obtenidos por ste - mtodo.

    CORRELACION CON LA OIGESTIBILIOAO.

    Se observa

    t e s digest

    manera:

    TNO (Kcal)

    *

    en la tabla 6 l a determinacin del total de nutrien

    bles (TND), que se calculan por ste mtodo de l a s guient

    I 1

    = Carbohidratos fermentecibles (g)* (4.4 Kcal/g)

    + Protena bruta digest + 2.25 (Extracto etreo

    De esta manera s e determina el valor

    en unidades calricas digestibles.

    ~- * Lectura obtenida de l a tabla 5.

    ble (9) (4.4

    digest i bl e)

    nutritivo de l o s a l imentos i

    .j I . .

  • 7

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    33

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    I 5:

    1 - 1

    F-

    I

    34

    L

  • CONCLUSibN

    Se dise un mtodo indirecto para medir carbohidratos - digestibles en los alimentos y posteriormente se correlacion

    con l a digestibilidad en monogstricos. La diqestibilidad I -

    es una prueba que se usa para determinar la proporcin de .-

    alimento que es utilizable por el anima mediante la absor-

    cin en el tract0 gastrointestinal (TGI . Este mtodo resulta ser ms prctico en la medicin de - - nutrientes digestibles totales en comparacin con l o s m-

    todos convencionales en los cuales las mediciones son tedio-

    sas, complicadas y tardadas como lo refieren los mtodos - anteriormente descritos ( digestibilidad aparente mediante

    recoleccin total de alimento y heces; y el mtodo por indi-

    cador ) .

    La importancia de medir l o s nutrientes digestibles totales - (TND) en los alimentos es porque el productor requiere de - estimaciones ms acertadas en l a calidad de las dietas de - sus animales, con relacin a los requisitos a la mxima pro-

    duccin. Adems que puede predecir s i esos alimentos o sus - combinaciones tienen probabilidades de mantenerlo bien ali-

    mentado y cunto ms debe pagar por unidad alimenticia en - vez de unidad de Deso.

    s .

    35

  • Con ste mtodo se pueden predec

    aminorando el costo y l a dificul

    con los animales. I ,

    r valores a

    ad de exper

    imenticios - mentacin - - ,

    Numerosos alimentos que no s e encuentran en tablas, pueden

    ser analizados utilizando ste mtodo y en productos comer - acin ciales oueden detectarse adulteraciones en l a

    de l a composicin.

    Este mtodo .* es ms apropiado para determinar mente l o s carbohidratos fcilmente digeribles

    l o s almidanes hasta azcares simples y determ

    ticamente l a totalidad de azcares 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 anal-

    No e s aplica - bra, ya que es ne-

    ucin y es imposi-

    36

  • RESUMEN :

    El almidn de diferentes harinas fue hidrolizado enzimtica- mente y usado para la produccin de etanol por Saccharomyces cerevisiae, e indirectamente se evaluaba la cantidad de --- carbohidratos' f ermentecibles y posteriormente se correlacio- naba con la digestibilidad en monogstricos.

    !

    c

    L

    r-

    ..

    37

  • I

    A N E X O I

    CALCULOS PARA ENCONTRAR EL FACTOR DE CORRECCIN AL

    %ETANOL EN BASE SECA PROMEDIO.

    y = 0.58~ - 0.0058 Ec. de la recta terica y = 0.5323~ - 0.0574 Ec. de la recta experimental

    de la Tabla 4

    m = 0.58 % : pendiente terica T

    mR = 0.5323 % : pendiente real o experimental

    I-

    NO. T m - = mR

    No.:Nmero como fsctor de correccin

    mT = No. mR

    %alcohol X No. = %alcoholT = % azcar de la muestra

    %alcoholT : % alcohol terico

    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

    -

    L

    r

    38

  • A.K.Mallett, C.A.Bernae,P.J.Young and J.R.Rouland.Inf1uence of starches of low digestibility on the rat caecal miciofior,. British Journal Nutrition. Vol. 6 0 , No.3, November 1988. 597-604.

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