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ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO
Carrera de Ingeniería en Biotecnología
“FORMULACIÓN DE UNA DIETA ÓPTIMA PARA POLLOS BROILER EN
FASE DE ENGORDE, BASADA EN LA BIOCONVERSIÓN DE LA PASTA
RESIDUAL DE PIÑÓN (JATROPHA CURCAS) CON ENZIMAS
FIBROLÍTICAS”
Autor:
Verónica Alexandra Granda Paz
INTRODUCCIÓN
Piñón
(Jatropha
curcas)
Pollo broiler
• Es un árbol frutal
• Perenne
• Crece en zonas
secas
• Biodiesel
• Es un ave dedicada a
la producción de
carne
• Origen en EEUU
• Ciclo de producción
corto: 42 días
INTRODUCCIÓN
Enzimas
fibrolíticas
• Proteínas que aceleran
reacciones químicas
• Enzimas endógenas y
exógenas
• Ayudan a descomponer
nutrientes
INTRODUCCIÓN
Fibra
Almidón
Amilosa
Amilopectina
Polisacáridos
no amiláceos
(PNA)
Solubles
Insolubles
Betaglucanos
Arabinoxilanos
Xilanos
Celulosa,
hemicelulosa y
pectinas
INTRODUCCIÓN
BIOCONVERSIÓN
• Proceso de transformación de un compuesto químico en otro mediante
el uso de un organismo completo o una enzima.
• Capacidad de modificar químicamente una amplia variedad de
compuestos orgánicos de una forma muy específica
• Sectores: farmacéutico, químico, alimenticio y agrícola.
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
Pasta residual piñón
(Jatropha curcas)
Desecho al que no se le
está tratando ni dando
ningún uso
Valor nutritivo:
fibra (15-20%) y proteína
(45-55%)
Las aves carecen de
enzimas para digerir fibra
JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA
Productores de
aves
Enzimas
fibrolíticas
Reducir costos de
producción
Facilita la absorción de
nutrientes
Nueva alternativa de
materia prima
Mejora parámetros
productivos
JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA
Nueva alternativa
de materia prima
Sociedad
estratégica
Reemplace pasta
de soya
Productores de
Biodiesel
OBJETIVO GENERAL
Formular una dieta óptima para
pollos machos en fase de
engorde,
basada
en
la
bioconversión de la pasta
residual de piñón
(Jatropha curcas) con enzimas
fibrolíticas.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1
• Evaluar el coeficiente de digestibilidad por medio de
un análisis proximal de las dietas experimentales y las
heces
2
• Valorar los parámetros productivos: ganancia de peso,
conversión alimenticia, consumo de alimento, energía
metabolizable de las diferentes dietas administradas
3
4
• Establecer la relación costo beneficio de cada dieta
experimental.
• Evaluar posibles lesiones de órganos por medio de la
aplicación de una necropsia,
HIPÓTESIS
MATERIALES Y MÉTODOS
Galpón experimental
Planta Procesadora de
Alimentos PRONACAQuevedo
Laboratorio
MATERIALES Y MÉTODOS
Galpón
experimental
Batería experimental
MATERIALES Y MÉTODOS
MATERIALES Y MÉTODOS
Grupo de enzimas
utilizadas Rovabio
Excel AP
Sustrato
Xilanasas
Xilanos/Arabinoxilanos
Enlaces beta y alfa
Beta glucanasas
Beta glucano
Enlace beta
Celulasas
Celulosa
Enlace beta
Pectinasas
Pectina
Enlaces alfa
Proteasas
Proteínas
Penicillium funiculosum
MATERIALES Y MÉTODOS
Pesaje de
recepción
Clasificación por
rangos de peso
MATERIALES Y MÉTODOS
Recolección y detoxificación de la pasta residual de piñón
(Jatropha curcas)
1) Tratamiento
seco
2) Tratamiento
húmedo
3) Tratamiento
químico
MATERIALES Y MÉTODOS
Dietas experimentales
Número de
pollos por
jaula
Réplica
(jaulas)
Número
total de
pollos
Tratamient
o
Dietas
A
(control)
0% de pasta de Jatropha curcas
0% Rovabio Excel AP®
10
8
80
B
10% de pasta de Jatropha curcas
0% Rovabio Excel AP®
10
8
80
C
20% de pasta de Jatropha curcas
0% Rovabio Excel AP®
10
8
80
D
10% de pasta de Jatropha curcas
Rovabio Excel AP® (50 g/TM)
10
8
80
E
20% de pasta de Jatropha curcas
Rovabio Excel AP® (50 g/TM)
10
8
80
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación de los tratamientos por bloques al
azar (DCBA)
BaterÍa
Número de
jaulas
Tratamientos
1
10
A, B, D, A, B, C,
E, C, D, E
2
10
C, A, D, B, C, B,
E, D, E, A
3
10
A, C, B, D, E, B,
A, C, D, E
4
10
A, E, E, B, D, C,
B, A, D, C
MATERIALES Y MÉTODOS
Granulometría de las dietas experimentales
100 g. tratamiento
Tamices Mesh : 7, 8, 12,
18, 25, 40, 60, 100 y 200.
MATERIALES Y MÉTODOS
Programa de manejo
Se pesó el alimento y el
sobrante diariamente
El consumo fue a
voluntad
MATERIALES Y MÉTODOS
Cantidad de alimento suministrada
Día
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Cantidad de
alimento (g)
100
100
150
200
250
300
300
400
500
600
Día
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Cantidad de
alimento (g)
600
650
700
750
800
900
900
950
950
1000
1100
MATERIALES Y MÉTODOS
Programa de luz y temperatura
Edad del pollo
(días)
Criadora
eléctrica
Temperatura (° C )
1-7
30
8-14
28
15-21
28
Ventanas
del galpón
Ventilador
MATERIALES Y MÉTODOS
Muestras de sangre
Análisis toxicológico
AST
(aspartato aminotransferasa)
ALT
(alanina aminotransferasa)
MATERIALES Y MÉTODOS
Muestras de sangre
Análisis bioquímico
Glucosa
Creatinina
Colesterol
Proteínas
totales
Materiales y Métodos
Necropsia
Observación de lesiones
Tracto
digestivo
Tracto
respiratorio
Hígado
Molleja
Bolsa
de
Fabricio
Presencia
de
parásitos
MATERIALES Y MÉTODOS
Digestibilidad
Humedad
Cenizas
Fibra
Grasa
MATERIALES Y MÉTODOS
Digestibilidad
Proteína
Calcio
Fósforo
MATERIALES Y MÉTODOS
Energía metabolizable
MATERIALES Y MÉTODOS
Variables de respuesta
Ganancia de
peso
G.Peso= Peso final- Peso inicial
Consumo de
alimento
Consumo= Alimento suministradoAlimento sobrante
Índice de
conversión
alimenticia
ICA= Consumo/(Peso final – Peso
inicial)
MATERIALES Y MÉTODOS
Variables de respuesta
Porcentaje de
digestibilidad
DI=(Nut.ingeridonut.excretado/Nut.ingerido)*100
Porcentaje de
mortalidad
DI=(N° pollos muertos /N° pollos
vivos)*100
Relación
beneficio/costo
B/C= (Ingresos totales en dólares) /
(Egresos totales en dólares)
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Granulometría de las dietas experimentales
Tratamiento
Descripción
Tamaño en micras
A
0%Jatropha, 0% enzima
993,35
B
10%Jatropha, 0% enzima
858,20
C
20%Jatropha, 0% enzima
774,74
Pasta residual
molida
Los tratamientos cumplieron con el rango de tamaño deseado
mayor a 700 micras requerido para pollos broilers (Javierre, 2008;
Juncos , 2010).
583,00
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Peso semanal
Tratamiento
Peso 7
días (g)
144a
Peso 14
días (g)
417a
Peso 21
días (g)
680a
142a
399a
662ab
139a
390a
637b
141a
407a
680a
140a
391a
655ab
p-valor ANOVA
0,65
0,04
0,03
Coeficiente de Variación
(CV)
5,54
4,63
4,49
A
B
C
D
E
Descripción
0%Jatropha, 0%
enzima
10%Jatropha, 0%
enzima
20%Jatropha, 0%
enzima
10%Jatropha,50 g/tn
enzima
20%Jatropha,50 g/tn
enzima
La adición de enzimas permite un aumento en la ganancia de peso
(García , 2000; Camiruaga et al., 2001; Knight, et al., 2008) .
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Peso final
Tratamiento
Descripción
Medias de
peso (g)
Coeficiente de
variación (CV)
p-valor
ANOVA
A
0%Jatropha, 0%
enzima
10%Jatropha, 0%
enzima
20%Jatropha, 0%
enzima
10%Jatropha,50
g/tn enzima
20%Jatropha,50
g/tn enzima
733,41 a
4,38
0,0053
B
C
D
E
710,76 ab
679,94 b
737,23 a
703,02 ab
El tratamiento control superó en peso a los tratamientos con inclusion
de 10 y 20% de pasta residual de piñón que no tuvieron la adición de
complejos enzimáticos (Aguirre, 2011) .
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Consumo de alimento
Tratamiento
Descripción
A
0%Jatropha, 0% enzima
Medias de
consumo
total (g)
529,61 a
B
10%Jatropha, 0% enzima
530,34 a
C
20%Jatropha, 0% enzima
521,24 a
D
E
10%Jatropha,50 g/tn enzima
20%Jatropha,50 g/tn enzima
545,43 a
533,40 a
Coeficiente p-valor
de variación ANOVA
(CV)
5,18
0,5302
El consumo de alimento es un indicador del rendimiento del animal
(Cobb, 2008) y se ve influenciado por: la formulación de la dieta, la
forma física y las condiciones de temperatura y luminosidad
(Aviagen, 2002).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Índice de conversión alimenticia
Tratamiento
Descripción
Medias de
conversión
A
0%Jatropha, 0%
enzima
10%Jatropha, 0%
enzima
20%Jatropha, 0%
enzima
10%Jatropha,50
g/tn enzima
20%Jatropha,50
g/tn enzima
1,46 b
B
C
D
E
Coeficiente p-valor
de variación ANOVA
(CV)
4,29
0,014
1,50 ab
1,56 a
1,46 b
1,51 ab
La utilización de complejos multienzimáticos
optimiza el índice de conversión
( Cortes y Ávila ,1997; De Paz, 2007).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Porcentaje de digestibilidad de humedad
Tratamiento
Descripción
A
B
C
D
0%Jatropha, 0% enzima
10%Jatropha, 0% enzima
20%Jatropha, 0% enzima
10%Jatropha,50 g/tn
enzima
20%Jatropha,50 g/tn
enzima
E
Medias Coeficiente p-valor
de % dig.
de
(ANOVA)
humedad variación
(CV)
97,58 a
2,95
0,5096
96,78 a
95,49 a
95,58 a
97,03 a
El consumo de agua en climas cálidos: reduce la temperatura corporal,
además de ayudar a transportar los nutrientes y los desechos del cuerpo
(Nilpour, 2010).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Porcentaje de digestibilidad de cenizas
Tratamiento
Descripción
A
B
C
D
0%Jatropha, 0% enzima
10%Jatropha, 0% enzima
20%Jatropha, 0% enzima
10%Jatropha,50 g/tn
enzima
20%Jatropha,50 g/tn
enzima
E
Medias Coeficiente
de % dig.
de
cenizas
variación
(CV)
55,03 a
6,31
51,69 ab
47,41 bc
52,82 a
45,70 c
Los nutrientes están disponibles en la dieta (Matiello, 2012)
y el animal esta adaptado fisiológicamente al maíz
(Botanical, 1999).
p-valor
(ANOVA)
<0,0001
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Porcentaje de digestibilidad de fibra
Tratamiento
Descripción
A
0%Jatropha, 0% enzima
B
10%Jatropha, 0% enzima
75,24 a
C
20%Jatropha, 0% enzima
74,48 a
D
10%Jatropha, 50 g/tn
enzima
20%Jatropha,50 g/tn
enzima
77,01 a
E
Medias de Coeficiente
% dig. de
de
fibra
variación
(CV)
78,59 a
5,9
73,82 a
Todas las dietas tenían como ingrediente el maíz-pasta de soya y
los pollos digieren mejor el alto porcentaje de fibra soluble que
contiene estas materia primas, puesto que su organismo está
adaptado fisiológicamente (Botanical, 1999).
p-valor
(ANOVA)
0,22
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Porcentaje de digestibilidad de grasa
Tratamiento
Descripción
Medias de % Coeficiente
dig. de
de variación
grasa
(CV)
95,30 a
1
A
0%Jatropha, 0% enzima
B
10%Jatropha, 0% enzima
94,47 ab
C
20%Jatropha, 0% enzima
94,33 ab
D
10%Jatropha,50 g/tn enzima
95,32 a
E
20%Jatropha,50 g/tn enzima
93,65 b
El tratamiento con inclusión del 10% de pasta residual tuvo mayor
digestibilidad de grasa (Aguirre, 2011)
p-valor
(ANOVA)
0,0058
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Porcentaje de digestibilidad de proteína
Tratamiento
A
B
C
D
E
Descripción
Medias Coeficiente p-valor
de
de variación (ANOVA)
proteína
(CV)
(en %)
0%Jatropha, 0% enzima 69,84 c
3,53
<0,0001
10%Jatropha, 0%
enzima
20%Jatropha, 0%
enzima
10%Jatropha,50 g/tn
enzima
20%Jatropha,50 g/tn
enzima
Las enzimas actúan frente al substrato
correspondiente (Schneiderova, 1997)
72,98 bc
76,45 ab
73,32 bc
78,63 a
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Porcentaje de digestibilidad del calcio
Tratamiento
Descripción
A
0%Jatropha, 0% enzima
B
C
D
10%Jatropha, 0% enzima
20%Jatropha, 0% enzima
10%Jatropha,50 g/tn
enzima
20%Jatropha,50 g/tn
enzima
E
Medias
de
calcio
(en %)
92,60 a
Coeficiente p-valor
de variación (ANOVA)
(CV)
0,99
92,61 a
92,45a
92,57 a
92,80 a
El nivel de calcio en la dieta se relaciona con el
crecimiento normal, eficiencia alimentaria, salud
en las patas y desarrollo óseo (Aviagen, 2002)
0,9614
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Porcentaje de digestibilidad del fósforo
Tratamiento
Descripción
A
0%Jatropha, 0%
enzima
10%Jatropha, 0%
enzima
20%Jatropha, 0%
enzima
10%Jatropha,50
g/tn enzima
20%Jatropha,50
g/tn enzima
B
C
D
E
Medias de Coeficiente
fósforo (en de variación
%)
(CV)
2,85 b
2
3,01 a
2,89 b
2,98 b
2,89 b
El maíz y la soya son materias primas usadas
comúnmente en la dieta de pollos de engorde que
no logran cumplir los requerimientos del ave
(Nutrient Requirements of Pountry, 1994),
p-valor
(ANOVA)
<0,0001
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Energía metabolizable
Tratamient
o
Descripción
Medias de
peso (g)
A
0%Jatropha, 0%
enzima
10%Jatropha, 0%
enzima
20%Jatropha, 0%
enzima
10%Jatropha,50
g/tn enzima
20%Jatropha,50
g/tn enzima
3155,73 b
B
C
D
E
Coeficient
e de
variación
(CV)
0,55
3294,52 a
3052,57 c
3286,86 a
3047,14 c
La energía está disponible en la dieta (Matiello, 2012)
p-valor
ANOVA
Modelo
<0,0001
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Porcentaje de mortalidad
Tratamiento
Descripción
A
0%Jatropha, 0% enzima
Medias de
%
mortalidad
1,25 a
B
10%Jatropha, 0% enzima
2,5 a
C
20%Jatropha, 0% enzima
3,75 a
D
10%Jatropha,50 g/tn
enzima
20%Jatropha,50 g/tn
enzima
0a
E
Coeficiente
de variación
(CV)
252,54
1,25 a
La causa de muerte causas externas como: caída desde
la jaula, muerte súbita, sacrificados por viruela y
canibalismo.
7 /400 pollos =1,75% de mortalidad total.
p-valor
(ANOVA)
0,5149
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Variables de necropsia
Posibles lesiones
Ji cuadrado
Partículas en heces
de Cochran (X2Q)
12,00
Nivel de
significación
ds
La presencia de partículas en las heces significa una menor
eficiencia de digestión con consecuencias económicas
(conversión alimenticia, crecimiento, rendimiento de la canal
y costos de producción) (Hoerr, 2005)
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Análisis de sangre
Tratamiento
A
B
C
D
E
Glucosa (mg/dl)
Creatinina
(mg/dl)
Colesterol
(mg/dl)
Valor
promedio
Valor
de Valor
referencia
promedio
Valor
de Valor
referencia promedio
Valor
de
referencia
177,9
182,3
166,3
217,0
204,4
164-345
164-345
164-345
164-345
164-345
0,1-0,5
0,1-0,5
0,1-0,5
0,1-0,5
0,1-0,5
76-296
76-296
76-296
76-296
76-296
0,8
0,9
1,5
0,8
0,79
117,7
99,3
108,2
90,9
90,4
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Análisis de sangre
Tratamiento
A
B
C
D
E
ALT (U/L)
AST (U/L)
Valor
promedio
Valor de Valor
referencia promedio
Valor
referencia
4,0
4,6
6,4
4,6
4,6
0-12
0-12
0-12
0-12
0-12
111-299
111-299
111-299
111-299
111-299
151,1
176,3
165,7
167,4
179,5
Proteínas totales (mg/dl)
de Valor
promedio
3,5
3,5
3,6
3,6
3,8
Valor
de
referencia
2,6-7,3
2,6-7,3
2,6-7,3
2,6-7,3
2,6-7,3
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Relación beneficio/costo
A
0%Jatropha,
0% enzima
TRATAMIENTO
B
C
D
10%
20%
10%Jatropha
Jatropha Jatropha
y enzima
E
20%
Jatropha
y enzima
Total de
ingresos
162,2303
155,2300
146,5951
165,1395
155,5080
Total de
egresos
347,62
347,57
347,47
347,80
347,69
0,47
0,45
0,42
0,47
0,45
Relación
Beneficio/Cos
to (B/C)
El uso comercial de enzimas en dietas para aves de
corral no es limitado puesto que los costos de
inclusión no son altos para esta especie (Ravindran,
2010).
CONCLUSIONES
1
2
3
• El tratamiento D con un 10% de inclusión de pasta residual de
piñón más el complejo multienzimático Rovabio Excel AP ®
presentó mayor porcentaje de digestibilidad de grasa y ocupó el
segundo lugar en cuanto a la digestibilidad de ceniza y fósforo.
• El tratamiento D con un 10% de inclusión de pasta residual de
piñón más el complejo multienzimático Rovabio Excel AP ®
presentó mayor ganancia de peso final.
• El tratamiento D (10% de inclusión de pasta residual de piñón
más el complejo multienzimático Rovabio Excel AP ®) logró
igualar al tratamiento control A (dieta maíz-soya) en el índice de
conversión alimenticia y ocupó el segundo lugar en cuanto a la
energía metabolizable.
CONCLUSIONES
4
5
• El tratamiento D (10% de inclusión de pasta residual de piñón más el
complejo multienzimático Rovabio Excel AP ®) y el tratamiento control A
(dieta maíz-soya) fueron los mas óptimos en la relación costo/beneficio.
• No se presentaron lesiones en órganos tras la aplicación de una necropsia en
los pollos alimentados con los diferentes tratamientos.
6
• La pasta residual de piñón es una buena fuente de nutrientes como fibra y
proteína, sin embargo para su mejor aprovechamiento se añadir el coctel
multienzimático.
7
• La inclusión de la pasta residual de piñón usada junto a enzimas fibrolíticas
puede volverse una alternativa para reemplazar la pasta de soya puesto que
las enzimas permiten una mejor digestibilidad de los componentes nutritivos
como la proteína.
RECOMENDACIONES
1
• Se recomienda en futuras investigaciones utilizar
un mayor número de animales e incrementar el
tiempo de experimentación hasta la edad de 42
días.
2
• Evaluar los mismos parámetros productivos en
un sistema a mayor escala, en galpón comercial.
3
• Realizar el mismo experimento pero bajo las
condiciones ambientales de la región Sierra.
RECOMENDACIONES
4
5
• Se podría realizar el estudio usando un
modelo factorial de 3x2 de manera que se
aumente un tratamiento control que esté
formado por la dieta convencional pasta de
soya más maíz con la adición del coctel
multienzimático. Sería conveniente evaluar
las mismas variables de respuesta, pero con
diferentes cantidades de enzima.
• Se podría evaluar las variables de respuesta
que se usaron en esta investigación, por
sexos separados: machos y hembras.
GRACIAS