Control químico de la inversión de jugos de caña de azúcar para la alimentación
animal
Jesús E Larrahondo* y
Thomas R Preston**
*CENICAÑA, Apartado Aéreo 9138, Cali,
Colombia;
**Fundación CIPAV, Apartado Aéreo 20591, Cali, Colombia
Summary
A constraint to the use of sugar cane juice in animal feeding
is the ease and speed with which it ferments. Sodium metasilicate
(Na2SiO3) and two natural sources of
benzoic acid - the fresh macerated leaves of "Sauce" (Salix
humboldtiana [Mol.Willd]) and "Quereme" (Cavendish
quereme [HBK; B and H])-. The "Quereme" at
concentrations of 100-200 g/litro preserved the juice for 48h;
the sodium metasilicate at 5-7 g/litre was effective for up to
96h.
Key words: Sugar cane juice, preservation, inversion,
benzoic acid, sodium metasilicate, animal feeding, plants..
Resumen
El almacenamiento y conservación de jugos de caña de azúcar
en las haciendas para la alimentación animal, especialmente en
fines de semana, es un problema que se presenta muy a menudo. Por
tanto, se inició un estudio de laboratorio tendiente a plantear
soluciones prácticas a los hacendados. Se ensayaron productos
químicos como el meta-silicato de sodio, el cual en dosis del
0.5% y 0.7% permitió la conservación de los jugos durante 96
horas. El ácido benzoico o su sal sódica ha sido reconocido
como un buen producto para la conservación de alimentos; con
este objeto se evaluó con éxito en una proporción de 2-3
g/litro de jugo. Sin embargo, debido a su costo, se evaluaron
además el Sauce (Salix humboldtiana (Mol.) Willd.) y el
Quereme (Cavendishia quereme (HBK) B et H); las cuales son
plantas que contienen el ácido benzoico o sus derivados como uno
de sus metabolitos secundarios. La conservación de los jugos con
Quereme fue bastante aceptable hasta las 48h, a temperatura
ambiente, utilizando una proporción de 100-200 g/litro de jugo.
La adición de estos materiales verdes, no solamente ayuda a
conservar los jugos obtenidos de la caña, sino que podría
elevar el nivel de otros nutrientes. La búsqueda de metabolitos
de origen vegetal para la conservación de jugos se presenta como
una nueva alternativa química.
Palabras claves: Caña de azúcar, conservación,
inversión, jugo, ácido benzoico, ácido metasilicato,
alimentación animal.
<<Contribución de los programas de Agronomía,
Cenicaña y CIPAV al II Congreso de la Sociedad Colombiana de
Técnicos de la Caña de Azúcar TECNICAÑA. Agosto 26-28 de
19787. Cali>>
Introducción
El control de la inversión de los jugos de la caña de
azúcar ha sido objeto de múltiples estudios, desde que por
primera vez Hartt describió la invertasa como el mayor factor
que controla la producción de sacarosa (Alexander 1973). Hoy en
día se reconocen dos clases de invertasas, la ácida y la
neutra, las cuales juegan un papel muy importante durante la
maduración de la caña de azúcar.
El control de las invertasas en el jugo después del corte
recibió particular atención de Alexander et al (1972).
Un efectivo control de la inversión de la sacarosa, durante
48-60h, de jugos provenientes de las variedades PR 980 y CP 52-43
se logró con dosis de 40-60 mmoles/ml de meta-silicato
(Alexander et al 1972).
Otras sustancias químicas como el ácido benzoico se han
utilizado en gran escala como agentes antimicrobianos de los
alimentos; en la naturaleza se encuentra distribuido en diversas
plantas como las del género Salix (Familia Salicaceae) (Geissman
y Crout 1969) y en forma libre o formando ésteres se ha
detectado también en la Cavendishia quereme (HKB), planta
conocida en el Valle del Cauca como Quereme y usada en medicina
popular por su contenido de ácido salicílico (Garcia 1975).
Con frecuencia el ácido benzoico se usa combinado con el
ácido sórbico o con los parabenos (ésteres alquílicos del
ácido p- hidroxibenzoico) en concentraciones que oscilan entre
0.05 a 0.1% en peso, para preservar zumos de frutas y otras
clases de bebidas (Fennema 1982). Se ha comprobado además, que
el ácido benzoico no produce efectos nocivos cuando se aplica en
pequeña proporción y se elimina en forma de ácido hipúrico,
evitando su acumulación en los organismos (Fenema 1982).
El empleo del meta-silicato de sodio y de fuentes naturales
del ácido benzoico como el Sauce (género Salix) y el Quereme (Cavendishia
quereme) (HBK) permite explorar la factibilidad de ser
utilizados para la conservación de jugos de caña de azúcar,
destinados a la alimentación animal.
Materiales y métodos
Para el presente experimento se utilizaron jugos de caña de
azúcar, obtenidos mediante extracción con un molino
experimental. Se cortaron para las evaluaciones, tallos de la
variedad CP 57-603 de 11-12 meses de edad, cultivada en la
Estación Experimental San Antonio. Los jugos sin clarificar
fueron dejados con las diferentes dosis de meta-silicato de
sodio, benzoato de sodio, Quereme (Cavendishia quereme
HBK; familia Ericaceae) y Sauce (Salix humboldtiana (Mol.)
Willd.; familia Salicaceae) a temperatura ambiente, durante 72 a
96h. Se emplearon las dosis (porcentaje, peso/volumen) de: 0.1,
0.3, 0.5 y 0.7% de meta- silicato de sodio; 0.2 y 0.3% de
benzoato de sodio; 5, 10, 20% de hojas frescas maceradas de
Quereme y 5, 10, 20% de hojas de Sauce. Por cada dosis se
efectuaron dos repeticiones de dos litros cada una. Los análisis
se realizaron en intervalos de 8, 15, 24, 28, 48, 72 y 96h, a
partir del momento del corte. Se determinaron en los jugos los
contenidos de : °Brix, sacarosa, pureza y azúcares reductores.
Y además, los valores de pH y rendimiento teórico de azúcar.
Resultados y discusión
Los resultados iniciales del presente experimento, trabajando
con diferentes dosis de meta-silicato de sodio, hojas de Quereme,
hojas de Sauce y benzoato de sodio, se pueden observar en el
Cuadro 1.
| Cuadro 1: Conservación
de los jugos de caña de azúcar con diferentes dosis de
meta-silicato de sodio (Na2SiO3),
benzoato de sodio, hojas de Sauce y hojas de Quereme |
 |
| |
Dosis |
Pérdida
sacarosa (%) |
Pérdida
pureza (%) |
| Material |
(%) |
24h |
48h |
24h |
48h |
|
| Na2SiO3
|
0.1 |
* |
* |
* |
* |
| |
0.3 |
3.20 |
* |
3.10 |
* |
| |
0.5 |
1.66 |
* |
3.00 |
* |
| |
0.7 |
0.83 |
3.21 |
2.80 |
3.10 |
| |
|
|
|
|
|
| Hojas de |
5.0 |
3.00 |
16.30 |
1.20 |
12.00 |
| Quereme |
10.0 |
5.80 |
25.80 |
1.60 |
23.00 |
| |
20.0 |
9.10 |
28.90 |
5.10 |
25.20 |
| |
|
|
|
|
|
| Hojas de |
5.0 |
9.00 |
* |
6.70 |
* |
| Sauce |
10.0 |
8.00 |
* |
6.20 |
* |
| |
20.0 |
7.10 |
57.10 |
5.90 |
55.10 |
| |
|
|
|
|
|
| Benzoato |
0.2 |
7.5 |
30.20 |
5.70 |
27.10 |
| de sodio |
0.3 |
0.7 |
15.90 |
0.00 |
14.60 |
| |
|
|
|
|
|
| Testigo |
0 |
* |
* |
* |
* |
|
* no se clarificaron, exhibieron alto grado de
fermentación.
Los datos indicaron que los jugos se conservan mejor con meta-
silicato de sodio cuando se utiliza una dosis de 0.7%. Las hojas
maceradas de Quereme evitaron en mayor grado la inversión de la
sacarosa y pérdida de la pureza de los jugos que las hojas de
Sauce; obteniéndose un mejor control con las dosis de 5 y 10%.
El Sauce pudo llegar a reducir la pérdida de sacarosa sólo
cuando se mantuvo una dosis del 20% de hojas maceradas e
incorporadas en el jugo de la caña de azúcar. El aumento de la
pérdida de sacarosa y de pureza cuando se adicionaron cantidades
mayores del 5% de hojas de Quereme, podría deberse al incremento
progresivo de ácidos carboxílicos diferentes al ácido
benzoico, los cuales ayudan al proceso de inversión. Estos
ácidos se encontrarían en mayor proporción en el Quereme que
en el Sauce.
El benzoato de sodio evitó eficazmente el deterioro de los
jugos cuando se empleó la dosis de 0.3%, la cual controló la
pérdida de calidad hasta las 48h de manera similar al
tratamiento de 5% de hojas de Quereme incorporadas en los jugos.
Los jugos de caña no tratados se deterioraron rápidamente y
dentro de las primeras ocho horas mostraron incrementos de
acidez, y, al término de las venticuatro horas, habían
desarrollado un fuerte olor a fermentación y no fue posible
clarificarlos.
En una segunda evaluación de jugos, se observaron los
incrementos de azúcares reductores, las variaciones del pH y
pureza, durante 96h; utilizando los tratamientos óptimos de
meta-silicato de sodio, hojas maceradas de Quereme y Sauce
descritos anteriormente. El meta-silicato de sodio produce
inicialmente una solución altamente alcalina (pH 10.5) pero al
cabo de 48h alcanza un de pH 5.2 equivalente al de un jugo normal
o fresco.
La posibilidad de que un alto pH inhiba la inversión fue
examinada por Alexander et al (1972), quienes en estudios
realizados con silicatos y con pH ajustados y no ajustados,
encontraron que la acción del meta-silicato ocurre directamente
en la enzima invertasa o en su substrato (sacarosa) y por tanto
la acción preservativa no depende del pH del medio generado por
esta sustancia. El bajo incremento de azúcares reductores y baja
disminución de la pureza de los jugos tratados con
meta-silicato, durante 96 hr lo acreditan como una sustancia
ideal para el control de la inversión, sí se tiene en cuenta
además que no existen reportes sobre su toxicidad en animales.
Las hojas de Quereme lograron mantener la calidad de los jugos,
de manera aceptable durante 24 hr, como lo evidencian los bajos
incrementos de azúcares reductores, poco descenso del pH y de la
pureza.
Aunque la pureza de los jugos tratados con Quereme alcanzó un
valor del 45% después de las 48h y los azúcares reductores se
incrementaron hasta el 4.4%, se podrían utilizar en la
alimentación animal debido al bajísimo grado de fermentación,
lo cual permitiría su empleo para fines de semana en las zonas
rurales. El Sauce puede controlar y evitar la inversión de la
sacarosa sólo durante 24h; después de este tiempo los altos
incrementos de azúcares reductores, rápido descenso del pH y
alto grado de fermentación no permite utilizarlo con seguridad
para conservar jugos durante un día a temperatura ambiente. Las
prioridades inhibidoras de la inversión de la sacarosa en jugos
de caña cuando se emplean hojas maceradas de Quereme y Sauce,
pueden atribuirse a la presencia del ácido benzoico o de sus
derivados en estas plantas como lo atestiguan los estudios
fitoquímicos descritos en la literatura (Garcia 1975; Geissman y
Crout 1969).
Conclusiones y recomendaciones
El meta-silicato de sodio retrasa eficazmente el deterioro y
pérdidas de calidad los jugos cuando se utiliza una dosis de
0.7%.
El empleo de las hojas del Quereme como fuente natural del
ácido benzóico o de sus derivados, para el control de la
inversión de los jugos es potencialmente útil cuando se emplea
una dosis de 5 ó 10%.
Con esta concentración se puede garantizar una buena
conservación durante 48h.
El Sauce controla en menor proporción la inversión de la
sacarosa que el Quereme, debido posiblemente a una baja
concentración de ácido benzóico o de sus derivados en esta
familia de plantas. Una dosis del 20% de hojas maceradas de Sauce
en el jugo puede disminuir el ritmo de deterioro durante sólo
24h.
El meta-silicato de sodio puede llegar a preservar los jugos
de caña de azúcar durante 96h cuando se adiciona 0.7 g a 100 ml
de jugo.
La búsqueda de otras fuentes naturales que inhiban o retrasen
el proceso de inversión de la sacarosa es deseable; asi mismo se
hará indispensable implementar y fomentar el cultivo de plantas
nativas como el Quereme, el cual es potencialmente útil para la
conservación de jugos de caña destinados a la alimentación
animal.
El estudio de palatibilidad de los jugos tratados con
materiales vegetales que retrasen la inversión y fermentación,
será de interés en la alimentación animal.
Referencias
Alexander A G 1973 sugarcane physiology.
A comprehensive study of the saccharum source-to-sink system.
Elsevier; amsterdam 752pp
Alexander A G, Acin-Diaz N y Montalvo Z R
1972 Inversión control in sugar cane juice by sodium
meta-silicate. En: Congress of the international Society of
Sugarcane Technologists. Franklin Press; Baton Rouge pp79-804
Fennema O R 1982 Introducción a la
Ciencia de los alimentos. Reverté Barcelona 918pp
Garcia H 1975 Flora medicinal de
Colombia. Universidad Nacional Bogotá 538 pp
Geissman T A y Crout D H G 1969 Organic
chemistry of secondary plant metabolism. Freeman Cooper; San
Francisco 592pp