Elaboracion de ensilajes

Elaboración de ensilajes / Microbiologia Industrial 2018

Integrantes del proyecto:

Luis F. Cárdenas

Esteban Loaiza 

Maria de los Angeles Quintero

Juan Manuel Alzate

David Misas

INTRODUCCIÓN

La elaboración de ensilaje es un proceso que se ha considerado una de las mejores formas de conservar alimento para las épocas ambientales mas criticas que afectan los pastos y se necesita de una fuente de alimento extra, por lo cual se realiza este proceso que ademas de que no tiene un costo alto representativo para los sistemas de producción es rápido de hacer y no tienen un impacto fuerte impacto ambiental.

Por lo anterior se debe saber que para hacer un proceso de ensilaje se debe generar un proceso de fermentación generando ácido láctico bajo condiciones anaerobias para que al generarse estos ácidos el PH de la muestra baje a un nivel adecuado para evitar el crecimiento de bacterias que dañen el material ensilado.

ENSILAJES 

La ventaja que genera los ensilajes en el sistema es que si se realiza un buen procedimiento durante el proceso, la calidad se vera reflejada en aspectos muy importantes como lo es la mínima perdida de nutrientes disponibles muy importantes como lo es la proteína, cenizas, extracto etéreo, cantidad de materia seca, entre otros. 

Imagen 1 (Ejemplos de ensilaje en bolsa y caneca: Mexico, mercado libre. (2016). No Title. Retrieved from https://energypedia.info/images/6/6b/Análisis_del_balance_energético_de_una_finca_donde_se_realiza_conversión_a_biogás_de_un_motor_a_gasolina_en_la_utilización_de_ensiladora..pdf

Teniendo en cuenta que todo esto va ligado a la calidad del proceso de fermentación, que se vera reflejado en la conservación del mismo, es por esto que al transcurrir del tiempo a los ensilajes se les empezó a suministrar aditivos biológicos que aumentaran estos procesos de fermentación láctica y en algunos casos pueden aumentar la cantidad de nutrientes de el mismo pasto, también esta comprobado que en algunos casos se puede aumentar un poco el contenido de materia seca del material ensilado.

Entre estos aditivos encontramos:

• Enzimas:degradan los carbohidratos estructurales de las plantas, así como el almidón que se encuentra en los granos, mejorando la fermentación y la utilización por el animal.

• Subproductos como aditivos: En general, los granos y sus subproductos industriales como el maíz o la harina de sorgo, el salvado de arroz, harina de yuca, cascaras de naranja, pulpa de citrus, entre otros. Estos se adicionan principalmente para aumentar contenido de Materia Seca y se deben adicionar en tasas relativamente altas .

• Aditivos Biológicos: como suero de leche, Bacterias ácido lácticas (Lactobacillus plantarum y Lactobacillus buchneri), estos son usados principalmente para aumentar el proceso de fermentación manteniendo un nivel de PH optimo para un buen proceso de conservación.

METODOLOGÍA 

Nuestro proyecto se realizó con pasto Maralfalfa Morado morado (Pennisetum purpureum) con una cantidad de proteína entre un 14-16% 🔻

Imagen 2 (Pasto Maralfalfa): ImaMexico, mercado libre. (2016). No Title. Retrieved from https://www.google.com.co/search?q=maralfalfa+morada&tbm=isch&tbs=simg:CAQSlwEJdPDWa_139xZcaiwELEKjU2AQaBAgVCAMMCxCwjKcIGmIKYAgDEijkFdoV3RXWFeMVyBW6Ff8KyRXXFds33DfdN9g35DfUPtY31zfVN_1wqGjCjW1a0NPcwBcGYv_1bqBc-kk_1IjQLdEcra7E5X6Nf_1ndMDExOu2RzC-d0AzHKeKauYgBAwLEI6u_1ggaCgoICAESBAOr1pIM&sa=X&ved=0ahUKEwj3yrH02ereAhWJuVMKHfs0AJUQ2A4IKygB&biw=1366&bih=626#imgrc=U0GHNuvQ_Y_DKM:

 Una vez recolectado el pasto, éste fue llevado a la picadora de pasto, la cual nos facilitó el manejo del forraje.

Imagen 3 (Operarios haciendo corte del pasto: Mexico, mercado libre. (2016). No Title. Retrieved from https://energypedia.info/images/6/6b/Análisis_del_balance_energético_de_una_finca_donde_se_realiza_conversión_a_biogás_de_un_motor_a_gasolina_en_la_utilización_de_ensiladora..pdf

Imagen 4 (Picadora de pasto): Mexico, mercado libre. (2016). No Title. Retrieved from https://energypedia.info/images/6/6b/Análisis_del_balance_energético_de_una_finca_donde_se_realiza_conversión_a_biogás_de_un_motor_a_gasolina_en_la_utilización_de_ensiladora..pdf

Imagen 5 (Pasto picado en recipiento aparte, listo para ensilar) : Perulactea. (n.d.). La Maralfalfa reduce los Costos de Producción de Leche de Cabra en España. Retrieved from http://www.perulactea.com/2016/06/29/la-maralfalfa-reduce-los-costos-de-produccion-de-leche-de-cabra-en-espana/

Una vez picado el forraje se procedió al llenado de las canecas. En este caso se llenaron 2 canecas, una adicionándole solo melaza y otra adicionándole melaza y BAL (bacterias ácido lácticas) previamente inoculadas en el laboratorio de la Universidad Lasallista hasta cumplir el patrón de Mc Farland y se vaciaron en un en un caldo de cultivo para después ser adicionadas al ensilaje, adicionamos 200ML en los dos ensilajes, cada caneca con un peso de 70kg.

Imagen 6: (Bacterias ácido lácticas en beaker, 200 Ml de bacterias inoculadas en caldo de cultivo)

Video 1: Adicion de BAL a la melaza

El llenado se realizó por capas de forraje no muy gruesas pero tampoco demasiado delgadas y se compacto con apisonamiento lo más que se pudo 🔻.

Imagen 7: Pasto listo para ensilar con apisonamiento.

Una vez llenada en su totalidad las canecas, se procede a cerrarlas, no se puede permitir que quede espacio entre la tapa y el forraje, ya que esto puede formar una cámara de aire y podría dañar el ensilaje. 

Estas canecas se dejaron en la finca Santa Ines de la Corporación Universitaria Lasallista por un tiempo aproximado de 15 días, una vez transcurrió este tiempo, se abrieron las canecas buscando un buen resultado del silo, y los resultados encontrados fueron: 

Ensilaje con microorganismos 

Imagen 8: Pasto a los 15 días de hacer el proceso con adición de BAL.

Ensilaje sin microorganismos

Imagen 9: Pasto a los 15 días de hacer el proceso sin adición de BAL.

Después de terminado el proceso y de abrir las canecas. Se tomó una muestra de cada una al finalizar la fermentación y los resultados en cuanto a conteo microbiologico fueron:

AGARES Y RECUENTOS:

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Teniendo en cuenta que el proceso de ensilaje en nuestro proyecto solo estuvo 15 días en fase anaerobia, lo revisamos y tomamos muestras de ambos ensilaje al día 15 y pudimos percibir un olor agradable y un color verde un poco amarillento en algunas partes del forraje, dejando claro que adicionando aditivos biológicos como lo son las Bacterias ácido lácticas bien inoculadas, se aumentan los procesos de fermentación rápidamente y por consiguiente manteniendo la calidad del pasto y que se realizo el proceso de una manera eficiente y bien echa.

Por causas de tiempo no se pudo realizar un bromatologico con cromatografo a este ensilaje para poder indagar mas sobre el efecto que tuvo la realización de este proceso en cuanto a los valores nutricionales, si se conservaron, bajaron o aumentaron (PB,EE,CZ,MS,) con bacterias ácido lácticas, pero si nos basamos en su apariencia física (color, olor y textura) sabemos que aumentara su palatabilidad.

CONCLUSIONES

• Se comprobó que el uso de bacterias ácido lácticas en la elaboración del ensilaje disminuye notablemente el tiempo de fermentación de este, permitiendo que su consumo sea más rápido. 

• Adicionando los aditivos (BAL) se aumenta el proceso de fermentación conservándose así un PH  optimo para evitar el crecimiento de bacterias indeseables que nos puedan afectar el producto final. 

• El consumo de alimento por los animales hoy en día es un motivo principal para buscar mayor eficiencia en la producción de este, por lo tanto se buscan diferentes alternativas como lo es la adición de BAL para minimizar el tiempo de producción del ensilaje.

ABONOS ORGÁNICOS-RYEGRASS

INTRODUCCIÓN

Los abonos orgánicos presentan alta viabilidad de microorganismos, necesarios para la vida e interacciones en el suelo y por ende para las plantas, son metabólicamente activos y facilitan los ciclos biológicos de algunos elementos del suelo.

Los abonos de origen orgánico mejoran las condiciones químicas del suelo: biodisponibilidad de nutrientes, pero también mejoran la condición física o estructura aportando material orgánico, microorganismos eficientes y eventualmente hormonas que generan un efecto favorable sobre el suelo.

Los microorganismos eficientes son una combinación de microorganismos beneficiosos de origen natural, sin manipulación genética, presentes en ecosistemas naturales, los cuales van a degradar los azucares que tienen los residuos de las producciones agroindustriales como fuente de su alimentación y nos permiten solubilizar ciertos minerales tales como el calcio y los fosfatos, facilitando la descomposición de los desechos orgánicos.

 ABONOS FERMENTADOS

Entre los abonos orgánicos se pueden encontrar productos fermentados, como el Bocashi, caldos mineralizados y biofertilizantes, con excelentes resultados en campo.  Los abonos fermentados tienen la acción de microorganismos que existen en los mismos favoreciendo su crecimiento y por lo tanto la oferta de metabolitos sobre el sustrato.

Los abonos orgánicos fermentados del tipo Bocashi, que significa “fermentación suave”, son ricos en nutrientes para la planta, e incorporan gran cantidad de microorganismos benéficos. Se diferencia de otros abonos orgánicos porque requiere de menos tiempo de fabricación.

El Bocashi es el material de más alto nivel de materia orgánica, resultado de un proceso de fermentación. Es un tipo de abono fermentado, que, utilizado para la fertilización de las hortalizas, reduce los costos de producción.

El Bioplus o Biol por su parte es un abono líquido, resultante de la fermentación de melaza, compuestos orgánicos y microorganismos eficientes, este abono es empleado especialmente para el desarrollo foliar.

                                   Materiales para elaboración de BIOPLUS

                                                 BIOPLUS     

En la siguiente investigación se evaluó el efecto de bocashi, bioplus (con y sin microorganismos eficientes), un abono químico y un control en el crecimiento radicular de semillas de ryegrass.

METODOLOGÍA

Para hacer el aislamiento de los microorganismos eficientes, se procedió a realizar dos entierros, uno de material celulolítico y otro de material amilolítico. El celulolítico con cascaras de mango y banano que se depositaron en un vaso desechable y el segundo con cascaras de papa, se enterraron a 15cm de profundidad en la zona de alta vegetación de la Corporación Universitaria Lasallista, al cabo de 8 días se desenterró y se aislaron los microorganismos eficientes, en medios altamente selectivos para ello.

Además, se realizo un aislamiento de BAL del suero de leche y se hizo disoluciones sucesivas del material obtenido hasta 10^-6 en agar MRS,

Una vez se aislaron los microorganismos eficientes, se realizó una solución de 50mL a una concentración de 1x10¹²microorganismos para ser adicionado posteriormente a los abonos orgánicos, bocashi y bioplus.

                                                   Entierro de material amilolítico y celulítico 

                                                     Aislamiento de los microorganismos

Preparación del bioplus.

El bioplus se caracteriza por ser un abono líquido para su producción y se empleará

·         Melaza                                                     

·         Arroz triturado (sin sal y aceite)                       

·         de microorganismos eficientes                  

·         se completa con agua    

                                                          Bioplus fermentado

     

 Esta preparación se dejó fermentar en un recipiente por un lapso de 15 días. 

     Preparación del bocashi.

La preparación del bocashi se realizará con

·         Gallinaza                                                  

·         Tierra de capote                                       

·         Cascarilla de arroz                                   

·         Carbón vegetal                                          

·         Melaza                                                     

·         Salvado                                                    

·         Se adicionará agua hasta obtener una mezcla homogénea de todos los compuestos.

                                                            Preparación del Bocachi

Esta mezcla se dejó fermentar durante 15 días.

Una vez se obtuvieron los dos tipos de abonos orgánicos fermentados se comenzaron a hacer las pruebas de campo realizando la siembra del pasto Ryegrass en la tierra abonada  para observar el crecimiento radicular que tiene con los diferentes abonos, durante 2 meses comprándolcon un blanco no tratado.

Por cada tipo de abono se realizaron 3 muestras:

Tipo de abono	Muestra
Bioplus	BAL
	Con m.o
	Sin m.o
Bocashi	BAL
	Con m.o
	Sin m.o
Control químico	Triple 15
Control natural	Sin aditivos

            Semilla Ryegrass

           Siembra inicial 

Se pesaron y adicionaron a 200g de tierra los dos tipos de abono, bocachi y bioplus. Se marcaron, organizaron y se sembró la semilla de ryegrass en las bolsas de almacigo y se pusieron en el vivero de la corporación para esperar la germinación.    

El riego se realizaba cada dos días, asegurándose de que cada planta recibiera la misma cantidad de agua.

*Abonamos de nuevo la semilla un mes después de sembrada, con la misma cantidad de abono del inicio. 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Al momento de comparar los resultados (triple 15, bioplus con microorganismo, bioplus sin microrganismo, bioplus BAL y control) en nuestra siembra del ryegrass y teniendo en cuenta el crecimiento radicular observamos que tiene un mejor resultado la siembra con BIOPLUS, con este tratamiento el volumen de las raíces era mayor que con los demás; pero la apariencia de las hojas con este tratamiento no era la mejor, ya que se observaba la parte superior del pasto marchito. 

El control químico con triple 15 y el control solo con la tierra presentaron un crecimiento más lento que con el Bioplus, observándose menor cantidad de semillas germinadas, además de una raíz más delgada y menos voluminosa; pero la apariencia de el pasto era más atractivo y las hojas de un color más intenso. 

                                                   Bioplus BAL 

Bioplus BAL 

                                                          Control 

El bocashi es un abono fermentado que en buenas condiciones de humedad y temperatura los microorganismos empiezan a descomponer la materia orgánica liberando nutrientes (Puentes, et, al. 2007) , en nuestro caso se descartó toda la producción del bocashi ya que en las muestras con este abono se observó un crecimiento de un hongo, provocando que no se diera la germinación  de las semillas 

Factores que pueden afectar el Bocashi

• Temperatura. Después de 14 horas de haberse preparado el abono debe de

presentar temperaturas superiores a 50°C.

• La humedad. Determina las condiciones para el buen desarrollo de la actividad y

reproducción microbiológica durante el proceso de la fermentación del abono,

oscila entre un< 50 y 60 % de peso.

• La aireación. Es la presencia de oxigeno dentro de la mezcla, necesaria para la

fermentación aeróbica del abono. Se calcula que dentro de la mezcla debe existir una concentración de 6 a 0% de oxígeno.

• El pH. El valor del pH del abono debe estar de 6 a 7.5. Los valores extremos

perjudican actividad microbiológica en la descomposición de los materiales (Puentes, et, al. 2007).

                                                                 Bocachi contaminado

CRECIMIENTO RADICULAR 

                                           Control químico (Triple 15)                  Bioplus BAL

                                 Control solo tierra                             Bioplus sin microorganismos 

Se observa un mayor volumen de raíces y germinación de semillas con el tratamiento de BIOPLUS (foto 2) comparándolo con el control (foto 1). 

El promedio de crecimiento radicular con abono fue de 7.16 cm y el promedio de control sin abono fue de 10.5 cm. Una razón por la cual no pudo tener un buen crecimiento radicular en abonos, puede ser porque toda la tierra estaba compactada y encontramos que en el control no había compactación, es decir que el suelo tenía una mayor aireación, capacidad de retención del agua y la planta tiene mayor espacio para desarrollar su raíz.

                                                        Tierra con bioplus compactada 

CONCLUSIONES

Normalmente se produce una gran cantidad de residuos agrícolas, pero solo una cierta parte de esta es aprovechada directamente para la alimentación, dejando una gran cantidad de desechos, los cuales se convierten en un potencial de contaminación ambiental. Por lo tanto el aprovechamiento de los residuos se da mediante la trasformación en abonos orgánicos como el bocashi y el bioplus.

La compactación de la tierra con el tratamiento BIOPLUS, se pudo dar por la calidad de la tierra usada para la siembra, la concentración, materiales y forma de aplicación del abono o por el manejo del riego durante el experimento.

La marchites o puntas quemadas del pasto con el tratamiento BIOPLUS, se pudo ocasionar por la segunda aplicación del abono, ya que el abono se aplico directamente sobre el pasto son tener cuidado de no tocar las hojas.

El suelo es el sustrato fundamental para el desarrollo de las especies vegetales y la alta productividad de las mismas, para fertilizarlo el empleo de abonos orgánicos debería ser la opción más viable evitando el desgaste que puede llevar el uso de fertilizantes químicos.

Los abonos orgánicos tienen efectos importantes sobre el mejoramiento y productividad de los suelos; tiene efectos importantes sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo (Orozco, 2017).

El uso de microorganismos eficientes también constituye una opción de fertilización para incorporar microorganismos con características especiales directamente sobre los abonos o en su defecto directamente sobre el suelo, mejorando ostensiblemente las condiciones de este (Orozco, 2017).

Cada uno de estos abonos orgánicos presenta características bien diferenciadas, tanto desde el punto de vista físico como desde su composición química, en lo que respecta, especialmente, al contenido de nutrientes. La aplicación de estos de manera constante produce mejoras en las características físicas, químicas, biológicas y sanitarias del suelo.

ANEXO: microorganismos aislados de la cascara de papa y el mango. 

BACICLLUS CIRCULANS

B. circulans es una varilla Gram positiva que es móvil por flagelos peritrícos. Las células tienen un tamaño de 2.0-4.2 x 0.5-0.8 μm. Cuando se cultivan a 30°C, las colonias tienen un diámetro de 1-3 mm, opacas, de color crema y también ligeramente convexas, con márgenes irregulares. El crecimiento en agar nutriente es delgado y en algunas cepas se propaga activamente.

La temperatura de crecimiento varía de 5°C a 20°C y de 35°C a 50°C con un rango óptimo de temperatura de crecimiento de 30°C a 37°C. Hay un crecimiento a un pH que varía de 6-9, pero un pH de 7 es óptimo. B. circulans crece al 7% de NaCl. Esta bacteria produce endosporas; pueden ser elipsoidales, sub terminales o terminales. Las esporas permiten que las bacterias permanezcan inactivas durante largos períodos de tiempo cuando las condiciones de vida son desfavorables, pero cuando las condiciones vuelven a ser favorables, la endospora puede reactivarse en su etapa vegetativa. Se encuentra en numerosas cantidades en el suelo, pero las esporas también se pueden aislar de las aguas residuales, los alimentos y la bilis infantil. Algunas veces las esporas se encuentran en las larvas de abeja.

Es un anaerobio facultativo. Esto significa que puede producir ATP por respiración aeróbica si hay oxígeno presente, pero puede cambiar a respiración anaeróbica si no hay oxígeno (Logan et, al. 1985)

BACILLUS MEGATERIUM:

Bacillus megaterium es una bacteria formadora de esporas , Gram positiva y aerobia, similar a una varilla, que se encuentra en hábitats muy diversos. Con una longitud de celda de hasta 4 µm y un diámetro de 1.5 µm, B. megaterium se encuentra entre las bacterias más grandes conocidas. Las células a menudo se producen en pares y cadenas, donde las células se unen mediante polisacáridos en las paredes celulares

Características

1) realiza su crecimiento a temperatura óptima de alrededor de 30 º C.

2) ha Sido reconocido como un y endófito y es además un agente potencial para el control biológico de enfermedades de las plantas.

3)produce penicilina amidas, un tipo de sustancia implementada en la industria para la fabricación de penicilina sintética, además se utiliza para la producción de piruvato, vitamina B12 y fármacos con propiedades fungicidas y antivirales.

Aislamiento

B. megaterium es ubicua en el ambiente que nos rodea. Además de ser una bacteria del suelo y con endófitos, que se puede encontrar en varios alimentos y en una variedad de superficies, También ha sido aisladas a partir de heces de vaca.

B. megaterium es ubicuo en el entorno que nos rodea. Además de ser una bacteria común del suelo y un endófito , se puede encontrar en varios alimentos (incluida la miel , en la que la mayoría de los microorganismos no crecen) y en una variedad de superficies, incluidas muestras clínicas, cuero, papel, piedra, etc.

Paenibacillus amylolyticus

Corresponde este grupo bacteriano a microorganismos de morfología bacilar, Gram variables, pues no se observa una clara afinidad por el cristal violeta, y móviles mediante flagelación peritrica. Se caracterizan por su capacidad para formar esporas elipsoidales que deforman el esporangio, las cuales se localizan en la región terminal o subterminal de la célula.

El rango de temperatura de crecimiento para estos biotipos bacterianos es de 4 a 31 ºC, dándose el desarrollo óptimo entre 10 y 15 ºC, son oxidasa, catalasa y ureasa positivos, presentando un metabolismo anaerobio facultativo (Carrasco et, al. 2016)

REFERENCIAS:

Carrasco Muñóz, V. (2016). Análisis y caracterización de una colección de bacterias endolíticas cultivables de origen antártico.


Logan, NA, Old, DC, y Dick, HM (1985). Aislamiento de Bacillus circulans a partir de una infección de herida. Revista de patología clínica , 38 (7), 838.