ES2578194T3 - Procedimiento de preparación de productos alimentarios para animales homofermentados - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento para la preparación de un lote único de alimento para animales mixto fermentado, en el que dicho procedimiento comprende las etapas de: (a) proporcionar un subproducto industrial fermentado líquido o producto de desecho de plantas o partes de las mismas con un pH de 4,2 o menor, obtenido esencialmente mediante una fermentación homofermentativa y que comprende bacterias que producen ácido láctico; (b) proporcionar un producto alimentario para animales a fermentar que comprende una o más de plantas maduras o inmaduras; (c) combinar los productos de las etapas (a) y (b), y fermentar el producto alimentario para animales de la etapa (b) esencialmente mediante una fermentación homofermentativa usando el producto fermentado líquido de la etapa (a) como inóculo; y (d) proporcionar un alimento para animales mixto fermentado en el que dicho alimento para animales mixto fermentado se proporciona con un pH de 4,2 o menor al cabo de 24 horas, y en el que dicho procedimiento se lleva a cabo en un entorno con alta presión microbiana y/o bacteriana.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento de preparacion de productos alimentarios para animales homofermentados Campo tecnico de la invencion
La presente invencion concierne al campo de los alimentos para animales ffquidos. Mas particularmente, la presente invencion se refiere a proporcionar productos alimentarios para animales fermentados, a procedimientos para su preparacion asf como los usos de los mismos.
Antecedentes de la invencion
En la industria agncola, a menudo los alimentos se administran a los animales mediante sistemas de alimentacion ffquidos. Esto provoca varios problemas. Bacterias y organismos potencialmente perjudiciales son habitantes naturales del suelo y la vegetacion y, por consiguiente, se encuentran en los componentes alimentarios y portodas partes en el entorno de los animales. Las bacterias y otros organismos presentes fermentaran, a menos que se evite, por ejemplo por esterilizacion. La fermentacion puede dar como resultado el aumento de bacterias patogenas, por ejemplo, Vibrio spp., Campylobacter spp., Salmonella spp., E. coli y Stapholococcus aureus. Ademas, puede haber un alto contenido de diversos tipos de levaduras y mohos. Este crecimiento incontrolado en los alimentos para animales ffquidos puede dar como resultado enfermedades, desnutricion, diarrea o incluso la muerte de los animales. Ademas, los animales infectados con Campylobacter spp. o Salmonella spp. pueden transferir la infeccion a los seres humanos y, portanto, es conveniente evitar tales infecciones en animales.
La produccion de un alimento para animales mixto fermentado en un entorno con una alta presion microbiana, que incluye microorganismos patogenos, es muy diffcil, y hasta ahora han fracasado numerosos intentos. En general, la inoculacion convencional de alimentos para animales con cultivos iniciadores requiere las etapas de cultivo y propagacion, incluyendo la manipulacion esteril de las bacterias. Esto es extremadamente diffcil para un productor, que no esta capacitado en la las destrezas tecnicas microbiologicas generales, y que esta rodeado por un entorno con una elevada presion microbiana, tal como el que se encuentra en las cocinas convencionales para la alimentacion en una granja de cerdos.
La alternativa, una fermentacion "continua", donde una porcion del alimento para animales fermentado se utiliza como inoculo para un nuevo lote de fermentacion, adolece de un aumento gradual de microorganismos indeseados, tales como levaduras tolerantes a acidos. Se sabe que estas no solo tienen un efecto perjudicial sobre el alimento para animales fermentado, sino que puede ser muy diffcil deshacerse de ellas, en especial en las tubenas de alimentacion.
Evitar los problemas anteriormente mencionados ha demostrado ser muy diffcil, sino imposible, si se usa como alimento para animales un alimento ffquido. Por consiguiente, el uso de un alimento para animales seco a menudo es la eleccion alternativa.
Hasta hace poco, se proporcionaban de forma rutinaria promotores del crecimiento basados en antibioticos a, por ejemplo, los cerdos, para prevenir, por ejemplo, la diarrea, y de este modo aumentar la ganancia de peso (de ah el termino "promotor del crecimiento"). El uso de promotores del crecimiento basados en antibioticos por parte de los productores ha sido prohibido en varios pafses, incluyendo la UE. Esto es provocado, en parte, por el temor de generar microorganismos patogenos multirresistentes. Sin embargo, el uso de antibioticos no se ha detenido, y los veterinarios prescriben antibioticos para el tratamiento de un gran numero de cerdos cada dfa.
Plumed-Ferrer y col. desvelan un procedimiento para la fermentacion continua de alimentos para animales, en el que la fermentacion se inicia mediante una cepa homofermentativa de bacterias (Journal of Applied Microbiology, Volumen 99, Numero 4, paginas 851-858, Octubre de 2005).
El documento DE 101 50 758 A1 se refiere a procedimientos de alimentacion ffquida de cerdos y el aparato a este efecto.
Advantages of controlled fermented liquid feed. PIG PROGRESS, vol. 21, non.5, 2005, paginas 14-16, se refiere a las ventajas de la fermentacion controlada de alimento para animales ffquido.
Mediante la presente invencion, se han resuelto los problemas anteriormente mencionados. Ademas, la invencion proporciona un promotor del crecimiento que no es antibiotico.
Sumario de la invencion
Un aspecto de la invencion se refiere a un procedimiento de preparacion de un unico lote de alimento para animales mixto fermentado, en el que dicho procedimiento comprende las etapas de:
(a) proporcionar un subproducto industrial fermentado ffquido o producto de desecho de plantas o partes de las mismas con un pH de 4,2 o menor, obtenido esencialmente mediante una fermentacion homofermentativa y que comprende bacterias que producen acido lactico;
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(b) proporcionar un producto alimentario para animales a fermentar que comprende uno o mas de plantas maduras o inmaduras;
(c) combinar los productos de la etapa (a) y (b) y fermentar el producto alimentario para animales de la etapa (b) mediante esencialmente una fermentacion homofermentativa que utiliza el producto fermentado lfquido de la etapa (a) como inoculo; y
(d) proporcionar un alimento para animales mixto fermentado
en el que dicho alimento para animales mixto fermentado se proporciona con un pH de 4,2 o menor al cabo de 24 horas, y
en el que dicho procedimiento se lleva a cabo en un entorno con elevada presion microbiana y/o bacteriana.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 muestra el procedimiento homofermentativo comparado con el procedimiento heterofermentativo.
La Figura 2 muestra a que pH son activas las bacterias que producen acido lactico y a que pH son capaces de crecer algunas de las bacterias no deseadas.
La Figura 3 es una presentacion esquematica de un procedimiento de fermentacion natural bien controlado.
La Figura 4 es una presentacion esquematica de un procedimiento de fermentacion natural mal controlado.
La Figura 5 muestra el efecto sobre la produccion de cadaverina (proceso de putrefaccion), dependiendo de si el procedimiento de fermentacion es controlado o no.
La Figura 6 es un diagrama de flujo que muestra las etapas para proporcionar un alimento para animales que comprende un producto o un subproducto fermentado procedente de un procedimiento industrial.
La Figura 7 es un diagrama de flujo que muestra las etapas para proporcionar de un alimento para animales lfquido fermentado.
La Figura 8 ilustra los componentes y etapas principales de acuerdo con realizacion de la invencion.
La Figura 9 muestra la produccion de alimento para animales fermentado.
La Figura 10 es una representacion esquematica de una configuracion con tanque de fermentacion y de mezcla. La Figura 11 es una representacion esquematica de una configuracion con tanque de mezcla.
La Figura 12 es una representacion esquematica de una configuracion con varios tanques de fermentacion. Descripcion detallada de la invencion
La preparacion de alimento para animales lfquido implica un procedimiento de fermentacion o ensilado. En general, pueden tener lugar dos tipos de procedimientos de fermentacion, a saber, "heterofermentacion" mediante la cual la fermentacion da como resultado la formacion de acido lactico, acido acetico, acido butmco, levaduras y etanol, y "homofermentacion" mediante la cual la fermentacion da como resultado la formacion de acido lactico.
Asf, es un objeto de la presente invencion controlar el procedimiento de fermentacion asegurandose de que tenga lugar principalmente la homofermentacion y asegurandose de que este controlado o excluido el crecimiento de bacterias, levaduras, mohos, hongos y bacterias que producen acido lactico no deseados.
Es bien sabido que diferentes acidos y levaduras tienen sabores diferentes, algunos de los cuales pueden gustar a los animales y algunos de los cuales pueden desagradarles.
Asf, es un objeto adicional de la presente invencion asegurar que esten presentes los componentes correctos y que tales componentes esten presentes en una relacion adecuada que de como resultado una palatabilidad superior.
Las bacterias lacticas de acuerdo con la invencion son capaces de producir acido lactico y de disminuir el pH durante la fermentacion hasta al menos 4,2 al cabo de 24 horas. En una realizacion, la produccion de acido lactico debena tener lugar al cabo de 15 horas.
En una realizacion, el pH esta entre 3,5 y 4,2, tal como, por ejemplo, 3,8.
En la presente invencion se desvela a un producto fermentado que se puede obtener fermentando un producto fluido con bacterias que producen acido lactico capaces de producir acido lactico suficiente para disminuir el pH hasta al menos 4,2 al cabo de 24 horas. En una realizacion, el pH esta entre 4,2 y 3,5, tal como 3,8. En otra realizacion, el pH deseado se debe alcanzar al cabo de 15 horas o menos.
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En el presente contexto, los terminos "fermentacion" y "ensilado" se usan indistintamente y se pretende que tengan el mismo significado.
Los terminos "fermentador" o "tanque de fermentacion" indican un recipiente, un tanque o similar, en el cual tiene lugar la fermentacion. Habitualmente se proporcionan uno o mas dispositivos de mezcla para la mezcla del contenido del fermentador. Sin embargo, la fermentacion o una parte de la fermentacion tambien puede tener lugar fuera de un fermentador, tal como dentro de una tubena, tanque de mezcla, tanque de almacenamiento y similar.
Los terminos "tanque" o "recipiente" son intercambiables, e indican una instalacion (de almacenamiento). Pueden ser de tipo silo, sacos o una instalacion de almacenamiento, tal como una sala o un compartimento separado.
Las expresiones "producto fluido" o "producto lfquido" se usan indistintamente e indican un producto con un contenido en humedad del 20 % en vol. o mas, en particular del 25 % en vol. o mas. Dentro del presente contexto, "% en vol." se pretende que signifique el porcentaje en volumen. A menos que se indique de forma distinta, % indica el % en peso.
Para que sea adecuado para la fermentacion de acuerdo con la invencion, un producto normalmente tendra un contenido en humedad del 20 % en vol. o mas, en particular del 25 % en vol. o mas. En una realizacion de la invencion, se proporciona un contenido en agua suficiente (es decir, un contenido en agua por debajo del 20 % en vol.) mezclando un producto con un contenido en agua insuficiente (es decir, un contenido en agua por debajo del 20 % en vol.), con un producto con un contenido en agua suficiente, para proporcionar un contenido en agua de la mezcla apropiado. En una realizacion adicional, una combinacion de productos de mezcla con contenidos en agua distintos combinados con la adicion de agua o de un fluido con base acuosa proporciona una mezcla con un contenido en agua apropiado para la fermentacion.
En otra realizacion de la invencion, el agua se anade al producto alimentario para animales a fermentar si el contenido en humedad es demasiado bajo para una fermentacion eficaz. Opcionalmente, el agua se puede tratar, y puede comprender compuestos qrnmicos y composiciones qrnmicas, tales como sales, minerales, vitaminas, sustancias tamponantes, acidos organicos o inorganicos y similares. En otra realizacion mas, el agua tratada mejora la fermentacion y/o la ganancia de peso de los animales.
El termino "producto" de acuerdo con la invencion se debe entender en su sentido mas amplio. Normalmente, los productos son alimentos o estan relacionados con alimentos para animales. Los "producto(s)" y "producto(s) de alimentacion para animales" se pueden obtener de manera conveniente de la industria lactea, la industria agncola, la industria vitivimcola, la industria de las bebidas alcoholicas destiladas, o la industria cervecera, o sus combinaciones. Ejemplos de "productos" y "productos alimentarios para animales" adecuados comprenden uno o mas de plantas maduras y/o inmaduras y partes de las mismas, tales como cereales, por ejemplo, trigo, cebada, centeno, arroz, mafz (ensilado de mazorca de mafz (CCM) o maduro), triticale, avena; verduras (por ejemplo, patatas, judfas, guisantes, mafz, soja; suero de leche, cuajada, leche desnatada y similares.
"Subproductos" o "productos de desecho" son terminos usados para describir principalmente productos no deseados que proceden de procedimientos industriales, que pueden estar disponibles a bajo coste, o gratis. Habitualmente, no se usan directamente como alimento para animales, y el almacenamiento a largo plazo puede ser un problema debido a la descomposicion y la fermentacion y el deterioro incontrolados. Ejemplos de dichos "subproductos" y/o "productos de desecho" comprenden suero de leche, grano ya procesado (procedente de la industria de la cerveza, vitivimcola o del bioetanol), plantas o partes de las mismas, patatas, plantas, levaduras, bacterias, hongos y similares.
Las expresiones "producto fermentado" o "alimento para animales fermentado" indican cualquier producto o alimento que se haya fermentado o este en proceso de fermentarse.
"Producto lfquido fermentado" indica que el producto fermentado tiene un contenido en agua/humedad superior al 20%. En el contexto de la presente invencion, se usa como inoculo para la fermentacion. Tambien se puede dar como alimento directamente a los animales, o en combinacion con otro alimento para animales, composicion o producto fermentado o no fermentado.
"Ensilado" o "ensilaje" se utilizan indistintamente y se refieren a un producto vegetal fermentado para la alimentacion de animales, habitualmente animales rumiantes, como ganado bovino y ovino. El ensilado se fermenta y se almacena, en un procedimiento denominado ensilaje. Habitualmente, la fermentacion se produce a traves de la flora microbiana natural presente en el producto vegetal a fermentar. De esta manera, se pueden producir una diversidad de distintos productos de fermentacion, incluyendo acido acetico. El procedimiento de fermentacion puede durar dfas, semanas o meses, y el producto fermentado resultante, el ensilado o ensilaje, se puede almacenar durante muchos meses. El ensilado se prepara mas menudo a partir de cultivos herbaceos, incluyendo el mafz o el sorgo. El ensilado se hace a menudo a partir de toda la planta, habitualmente excluyendo las rafces, y no solo el grano. En general, la planta se corta en pedazos, a menudo directamente durante la cosecha. El ensilado tambien se puede hacer de muchos otros cultivos, y a veces se usa una mezcla, tal como avena y guisantes. El henolaje es un termino usado para describir forrajes ensilados, compuestos por hierba, alfalfa y mezclas de alfalfa/hierba, y similares. Se utiliza por ejemplo para alimentos para productos lacteos. En lugar de la fermentacion en un silo, el enfardaje es otra
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forma de ensilado. En este caso, por ejemplo, la planta o partes de la misma se cortan y enfarda mientras esta bastante mojada y a menudo demasiado mojada para enfardarse y almacenarse como heno. La materia seca puede ser de alrededor del 70 %.
La expresion "alimento para animales mixto fermentado" indica un producto alimentario para animales que esta en proceso de fermentarse o que se ha fermentado de acuerdo con la invencion mediante el uso de un producto fermentado lfquido como inoculo. Tambien pueden estar presentes componentes adicionales, por ejemplo, minerales, vitaminas, aminoacidos, alimentos para animales no fermentados y similares.
El termino "animal(es)" como se usa en el presente documento esta previsto que incluya mairnferos tales como cerdos, lechones, ganado vacuno y caballos, aves de corral tales como pollos, pavos, gallinas, gansos y patos, y peces como el salmon y la trucha. Los animales monogastricos, tales como los seres humanos, cerdos, caballos, perros y gatos, tienen un estomago simple con una sola camara. En cambio, los animales rumiantes o rumiantes tienen un estomago complejo de multiples camaras. Los rumiantes digieren su alimento en dos etapas, en primer lugar ingiriendo la materia prima y regurgitando una forma semidigerida conocida como bolo alimenticio, despues comiendo (masticando) el bolo alimenticio, un proceso denominado rumiar. Los rumiantes incluyen, por ejemplo, ganado bovino, cabras, ovejas y ciervos.
La expresion "promotor del crecimiento" indica un compuesto o producto que se proporciona a un animal para mejorar su crecimiento o ganancia de peso. Esto incluye la adicion de antibioticos a los alimento, prescritos por un veterinario o anadidos de forma profilactica por un productor. Por otra parte, un alimento para animales mixto fermentado proporcionado por la invencion tambien es un promotor del crecimiento, puesto que se ha demostrado que es capaz de aumentar la ganancia de peso de los animales comparada con un control.
En general, la fermentacion tiene lugar a una temperatura adecuada durante una cantidad de tiempo adecuada. La temperatura debe ser tal que asegure la actividad de las bacterias que producen acido lactico, es decir, no debe estar por debajo de 10°C o por encima de 50°C. En una realizacion, la temperatura puede ser de aproximadamente 30°C. Se debe proseguir con la fermentacion al menos hasta que el pH haya alcanzado un nivel adecuado, es decir, 4,2 o inferior, por ejemplo 3,5 o 3,8. Asf, se debe proseguir con la fermentacion hasta, por ejemplo, 24 horas o 15 horas. Algunas veces, la fermentacion se puede completar en 10, 9, 8, 5, 6, 4, 3, o 2 horas o 1 hora, o en determinados casos al cabo de 30 minutos.
En el presente documento se desvela un procedimiento de preparacion de un alimento para animales mixto fermentado, que comprende las etapas de: (a) proporcionar un producto fermentado lfquido; (b) proporcionar un producto alimentario para animales a fermentar; (c) combinar los productos de las etapas (a) y (b), y fermentar el producto alimentario para animales de la etapa (b) usando el producto fermentado lfquido de la etapa (a) como inoculo. En una realizacion de la invencion, el alimento para animales mixto fermentado tiene un pH por debajo de 4,2. En otra realizacion, el pH esta entre 4,2 y 3,5. En una realizacion adicional, el pH del alimento para animales mixto fermentado esta en torno a 3,8.
Las bacterias lacticas producen acido lactico durante la fermentacion de una fuente de carbono fermentable, que da como resultado la acidificacion del entorno. Dependiendo del cultivo iniciador o cultivos iniciadores usados, asf como de la disponibilidad de azucar(es) fermentable(s), se proporciona un alimento para animales mixto fermentado de acuerdo con la invencion, dicho alimento para animales fermentado que posee una concentracion en acido lactico por encima de 50 mM. En otra realizacion, la concentracion en acido lactico supera los 100 mM. En una realizacion adicional, la concentracion en acido lactico supera los 150 mM o 200 mM. En otra realizacion mas, se proporcionan concentraciones en acido lactico en el producto fermentado por encima de 250 mM o por encima de 300 mM.
La concentracion en acido lactico en el producto, subproducto o productos de desecho fermentados lfquidos usados como inoculo para la fermentacion de acuerdo con la invencion puede ser superior que la concentracion en acido lactico en el alimento para animales mixto fermentado. En otra realizacion de la invencion, la concentracion en acido lactico en el alimento para animales mixto fermentado es superior que en el (sub)producto fermentado lfquido. En una realizacion adicional, las concentraciones en acido lactico del inoculo y del producto fermentado son aproximadamente las mismas.
Asimismo, los pH del inoculo y del producto (mixto) fermentado pueden ser iguales, similares o distintos. En una realizacion de la invencion, el pH del producto fermentado lfquido usado como inoculo esta por debajo de 4,2. En otra realizacion, el pH esta entre 4,2 y 3,5. En una realizacion adicional, el pH esta en torno a 3,8.
De acuerdo con la invencion, un alimento para animales mixto fermentado se produce al cabo de 1 dfa, o al cabo de 12-24 h. En otra realizacion, el producto fermentado se puede producir entre 8-12 h o 6-8 h. En una realizacion adicional, la fermentacion se consigue entre 4-6 h, o por debajo de las 4 h.
La fermentacion se puede controlar anadiendo un producto lfquido fermentado o un alimento fermentado mixto como inoculo que comprende bacterias lacticas activas. La proporcion de inoculo con respecto al producto alimentario para animales a fermentar puede estar en el intervalo del 0,1-10 % en vol., o del 0,5-5 % en vol., o del 1-2,5 %, o en torno al 1-2 % en vol. El procedimiento de fermentacion puede tener lugar en un silo cerrado. En otra realizacion de la invencion, la fermentacion se produce en fardos envueltos firmemente en envolturas de plastico. En una realizacion
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particular de la invencion el ensilado se basa en mafz CCM fermentado. El ensilado resultante se puede usar para alimentar animales monogastricos. En una realizacion adicional, el ensilaje de mafz CCM es adecuado para la alimentacion de cerdos. En otra realizacion mas, el ensilaje de mafz cCm se puede usar como promotor del crecimiento para alimentar animales monogastricos, tales como cerdos. El ensilaje basado en mafz CCM puede tener un bajo contenido en acido acetico. En una realizacion de la invencion, la concentracion de acido acetico es de 20 mM o inferior, o 15 mM o inferior, o 10 mM o inferior, o 5 mM o inferior. En una realizacion adicional de la invencion, el contenido en acido lactico es de 50 mM o mas, 100 mM o mas, 150 mM o mas, 200 mM o mas, 250 mM o mas, o por encima de 300 mM.
Las fermentaciones de acuerdo con la invencion se pueden realizar a distintos intervalos de temperatura. Habitualmente, la fermentacion se realiza a una temperatura entre 5°C y 50°C, o entre 15°C y 40°C. En otra realizacion de la invencion, la temperatura de fermentacion esta entre 18 y 30°C. En una realizacion adicional de la invencion, la fermentacion se lleva a cabo a o en torno a temperatura ambiente, tal como 20-25°C, o a 22-24°C o en torno a 23°C. En aun una realizacion adicional de la invencion, la temperatura del agua anadida para proporcionar un contenido en agua apropiado del caldo de fermentacion, esencialmente esta controlando la temperatura de fermentacion. La temperatura de fermentacion puede ser constante, o puede variar.
Se pueden proporcionar fermentadores adecuados de acuerdo con la invencion con medios de mezcla, a menudo suministrados como equipo estandar por parte del fabricante. Habitualmente, se haran funcionar a 1-500 rpm aproximadamente. En una realizacion de la invencion, la velocidad de mezcla es de 10-300 rpm. En otra realizacion de la invencion, el medio de mezcla se hace funcionar entre 20 y 100 rpm. En una realizacion adicional, el dispositivo de mezcla funciona a 35 rpm aproximadamente.
De acuerdo con la invencion, un producto a fermentar se combina con un producto fermentado lfquido que comprende bacterias lacticas (activas). Este inoculo puede estar presente en un intervalo del 0,1 al 99,9 % en vol., o del 1 al 99 % en vol., o del 5 al 70 % en vol. En otra realizacion de la invencion, el inoculo esta en torno al 0,5-1, 1, 1-5, 5, 5-10, 10, 10-20, 20, 20-30, 30, 30-40, 40, 40-50 o 50 % en vol. En una realizacion adicional, el producto fermentado lfquido comprende del 25 al 35 % en vol. En otra realizacion mas, el inoculo comprende en torno al 30 % en vol.
El procedimiento de fermentacion que proporciona el cultivo iniciador de acuerdo con la invencion es esencialmente un procedimiento homofermentativo (Figura 1). "Esencialmente homofermentativo" significa que la flora bacteriana predominante genera la fermentacion es homofermentativa. En una realizacion, el 99 % o mas de las bacterias son homofermentativas. En otra realizacion de la invencion, el 95 % o mas de las bacterias son homofermentativas. En otra realizacion mas, el 90 % o mas de las bacterias son homofermentativas. "Esencialmente homofermentativo" indica tambien que el producto de fermentacion principal es el acido lactico, y los niveles de acido acetico y etanol estan por debajo del umbral del sabor, en torno al umbral del sabor o ligeramente por encima del umbral del sabor. Alternativamente, "esencialmente homofermentativo" indica una relacion de acido lactico con respecto a acido acetico o de acido lactico con respecto a etanol (mM/mM) de 10:1 o mas, 20:1 o mas, 50:1 o mas, o 100:1 o mas. De acuerdo con la invencion, ambas fermentaciones son esencialmente homofermentativas, es decir, la fermentacion del (sub)producto fermentado asf como la fermentacion del producto alimentario para animales (cebada, trigo, soja, etc.).
De acuerdo con la invencion, las fermentaciones comprenden bacterias que producen acido lactico. Las bacterias lacticas comprenden un clado de bacilos o cocos gram positivos, con un bajo contenido en GC, tolerantes a acidos, no esporulantes y que no efectuan la respiracion que estan relacionados por sus caractensticas metabolicas y fisiologicas comunes. Estas bacterias, encontradas normalmente en plantas en descomposicion y productos lacticos producen acido lactico como producto metabolico final principal de la fermentacion de carbohidratos. Este rasgo ha vinculado historicamente a las bacterias lacticas con las fermentaciones alimentarias puesto que la acidificacion inhibe el crecimiento de agentes de descomposicion. Diversas cepas de bacterias lacticas producen bacteriocinas proteinaceas y suponen un obstaculo adicional para los microorganismos descomponedores y patogenos. Ademas, el acido lactico y otros productos metabolicos contribuyen al perfil organoleptico y a la textura del artfculo alimentario. La importancia industrial de las bacterias lacticas es aun mas evidente por su condicion considerada generalmente como segura (GRAS, sigla del ingles: generally recognized as safe), debido a su aparicion ubicua en los alimentos y su contribucion a la microflora saludable de las superficies mucosas humanas. Los generos que comprenden las bacterias lacticas son Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactococcus y Streptococcus, Aerococcus, Carnobacterium, Enterococcus, Oenococcus, Teragenococcus, Vagococcus y Weisella; estos generos pertenecen al orden Lactobacillales.
En la presente invencion, las bacterias que producen acido lactico usadas para la fermentacion son principal y no exclusivamente bacterias lacticas del genero Enterococcus, Lactobacillus, Pediococcus o Lactococcus, o sus combinaciones. Un cultivo iniciador o inoculo de acuerdo con la invencion tambien puede comprender bacterias lacticas seleccionadas del grupo que consiste en una o mas Enterococcus spp., Lactobacillus spp., Lactococcus spp. y Pediococcus spp. En otra realizacion de la invencion, las bacterias lacticas se seleccionan del grupo que consiste en una o mas de una de Enterococcus faecium, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus plantarum, Pediococcus acidililactili y Pediococcus pentosaceus. En una realizacion adicional, las bacterias que producen acido lactico son del orden Lactobacillales. Las bacterias que producen acido lactico tambien se pueden seleccionar de Lactobacillus spp., Pediococcus spp., Enterococcus spp. y Lactococcus spp. o una de sus combinaciones. En otra realizacion
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mas, las bacterias que producen acido lactico comprenden Pediococcus pentosaceus, Pendiococcus addilactici y Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus y Enterococcus faecium, o una de sus combinaciones. En aun otra realizacion, las bacterias lacticas comprenden Enterococcus faecium y/o Lactobacillus rhamnosus. En una realizacion adicional, las bacterias lacticas comprenden una o mas de Enterococcus faecium MCIMB 30122, Lactobacillus rhamnosus NCIMB 30121, Pediococcus pentosaceus HTS (LMG P-22549), Pendiococcus acidilactici NCIMB 30086 y/o Lactobacillus plantarum LSI (NCIMB 30083).
De acuerdo con un aspecto de la invencion, se fermenta un producto, subproducto, o producto de desecho. Dicho producto, subproducto o producto de desecho se puede obtener de diversas industrias, que pueden o no estar relacionadas con la produccion alimentaria y/o de alimentos para animales. Las industrias adecuadas pueden comprender la industria alimentaria, la industria de produccion de alimentos para animales, la industria lactea, la industria agncola, la industria de produccion de alcohol, la industria cervecera, la industria vitivimcola, la industria de bebidas alcoholicas destiladas, la industria del bioetanol, la industria del procesamiento de carne, la industria pesquera, la industria farmaceutica, la industria petroqmmica, la industria farmaceutica y la industria minera.
Un producto, subproducto o producto de desecho puede comprender, por ejemplo, suero de leche, cuajada, grano procesado, levaduras, hongos, bacterias, mafz maduro o inmaduro, patata o sus partes o verduras. De acuerdo con un aspecto de la invencion, el producto a fermentar es un producto que no cumple con una o mas especificaciones de produccion.
Los productos alimentarios para animales de acuerdo con la invencion pueden comprender grano (maduro o inmaduro), tal como cebada, trigo, centeno, avena, mafz, arroz, judfas, guisantes, sorgo, triticale y/o soja.
Otro aspecto de la invencion se refiere a la proporcion de un alimento para animales mixto fermentado que usa el procedimiento o procedimientos presentados anteriormente. Dicha alimento para animales mixto fermentado se puede proporcionar fermentando material alimentario, tal como cereales (maduros o inmaduros), cebada madura o inmadura, trigo, centeno, avena, mafz, arroz, judfas, guisantes, sorgo, triticale y/o soja. Habitualmente, el alimento a fermentar comprende una mezcla de varios cultivos. Este alimento tambien es distinto de acuerdo con los animales a alimentar, asf como su edad. Ademas, tambien se tienen en cuenta las consideraciones economicas. Los cereales comunes carecen de niveles suficientes de aminoacidos esenciales, tales como metionina y lisina. La soja es mas rica en estos aminoacidos esenciales, pero tambien es mas cara. De acuerdo con una realizacion de la invencion, el alimento para animales a fermentar comprende una mezcla de cebada y trigo. En otra realizacion, la mezcla se comprende soja, cebada y trigo. En una realizacion adicional el alimento para animales comprende mafz y soja. En otra realizacion mas, la mezcla comprende cebada y guisantes.
En el presente documento se desvela un alimento fermentado lfquido, proporcionado como se ha descrito anteriormente, para la alimentacion de animales. De acuerdo con una realizacion de la invencion, el animal es un animal monogastrico. De acuerdo con una realizacion adicional, el animal es un cerdo.
En el presente documento se desvela el uso de un alimento para animales fermentado lfquido como promotor del crecimiento. En el presente documento tambien se desvela que el animal es un cerdo.
En el presente documento se desvela el uso de un producto fermentado como se describe en el presente documento directamente como alimento para animales lfquido o en una mezcla con otros componentes tales como productos alimentarios para animales y fluidos para preparar un alimento lfquido.
En el presente documento se desvela un procedimiento para la preparacion de un producto fermentado que comprende
(a) proporcionar un producto fluido,
(b) proporcionar bacterias que producen acido lactico, capaces de producir acido lactico suficiente para disminuir el pH hasta al menos 4,2 al cabo de 24 horas,
(c) reunir (a) y (b); y
(d) permitir que tenga lugar la fermentacion en condiciones adecuadas.
En una realizacion de tal procedimiento, el pH esta entre 4,2 y 3,5. En otra realizacion, el pH es de 3,8.
En una realizacion del presente procedimiento, el producto fluido se obtiene de la industria lactea, la industria agncola, la industria vitivimcola, la industria de bebidas alcoholicas destiladas o la industria cervecera, o sus combinaciones. En una realizacion, el producto fluido es suero de leche, mafz, CCM (ensilaje de mazorcas de mafz) y mafz inmaduro, y sus combinaciones.
En una realizacion del procedimiento de la presente invencion, las bacterias que producen acido lactico se seleccionan de Lactobacillus spp., Pediococcus spp. y Lactococci spp. y sus combinaciones.
En una realizacion especial del procedimiento de la invencion, el procedimiento comprende adicionalmente la adicion de otro producto alimentario para animales, y posteriormente se deja que la fermentacion tenga lugar en condiciones adecuadas.
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En una realizacion del procedimiento, el producto Uquido esta presente (o se anade) a una concentracion del 1 % en vol. o mas, tal como por ejemplo el 1-2 % en vol. o el 1-5 % en vol. En otra realizacion, el producto lfquido se anade en mas del 5 % en vol. En una realizacion del procedimiento de la presente invencion, el producto alimentario para animales se selecciona de la industria lactea, la industria agncola, la industria vitivimcola, la industria de bebidas alcoholicas destiladas o la industria cervecera, o sus combinaciones. Los ejemplos son el cereal, el mafz, las judfas, la soja y sus mezclas.
De manera sorprendente se ha encontrado que la invencion da como resultado una serie de ventajas, incluyendo una mejor conservacion del alimento, la mejora en la salud de los animales que de como resultado la menor necesidad de promotores del crecimiento basados en antibioticos y de medicamentos, la palatabilidad mejorada del alimento lfquido, la posibilidad de uso de otros tipos de alimento lfquido, un alimento mas barato y una influencia positiva sobre el entorno de los animales.
De acuerdo con la presente invencion, el producto fermentado se puede dar como alimento directamente a los animales (con o sin procesamiento previo adicional), o se puede usar para la fermentacion adicional del alimento lfquido. En este ultimo caso, el producto fermentado debena constituir el 1 % en vol. o mas con respecto a la cantidad total de alimento. En otra realizacion, el producto fermentado constituye el 5 % en vol.
La presente invencion es a base del reconocimiento de que las bacterias que producen acido lactico deben ser capaces de producir acido lactico suficientemente rapido y en suficiente cantidad para excluir la fermentacion natural que tendra lugar debido a la presencia natural de bacterias, incluyendo bacterias patogenas y bacterias, levaduras y mohos que producen acido lactico. Se reconoce que, a pesar de que muchas bacterias patogenas no son capaces de crecer a un pH inferior a 4, esto no sucede si la produccion de acido lactico por parte de las bacterias que producen acido lactico tiene lugar rapida y eficazmente. Ademas, aunque la mayona de levaduras y mohos de hecho son capaces de crecer en condiciones muy aceticas, se ha identificado que la produccion rapida y eficaz de acido lactico por parte de las bacterias que producen acido lactico provoca un crecimiento muy reducido o incluso nulo de dichas levaduras y mohos.
Se cree que el producto fermentado de acuerdo con la presente invencion se puede preparar a partir de cualquier tipo de producto fluido, puesto que la fermentacion esta enormemente influenciada por la eleccion de las bacterias que producen acido lactico. Asimismo, el producto fermentado de la invencion se puede usar para la fermentacion adicional de cualquier otro tipo de producto alimentario para animales. Debido a las propiedades ventajosas del producto fermentado de la invencion, la fermentacion adicional dara como resultado una fermentacion adicional bien controlada, que conduce un producto seguro y sabroso, que ademas tiene un mayor valor nutritivo y un mayor contenido en vitaminas. Ademas, la alimentacion de animales con productos de la presente invencion puede reducir el riesgo de infeccion con Campylobacter y Salmonella spp. y asf, la presente invencion supone un valor anadido para la seguridad alimentaria de los seres humanos.
Cuando se anada agua u otro fluido como, por ejemplo, suero de leche o leche desnatada durante el procedimiento de fermentacion, puede tratarse de manera ventajosa a fin de eliminar o al menos reducir los componentes del agua que tienen capacidad tamponante. En particular, se puede reducir o eliminar el contenido en calcio, cinc, manganeso y/o hierro. Se cree que esto, en algunos casos, facilita la produccion eficaz de acido lactico por parte de las bacterias que producen acido lactico debido a la capacidad tamponante reducida.
Como se ha mencionado anteriormente, las bacterias patogenas son un habitante natural de los alrededores de los animales, y crecen en el entorno, y se suman a la asf llamada "presion bacteriana" o "presion microbiana". Ambas expresiones se usan indistintamente, e incluyen cualquier microorganismo, tales como bacterias, levaduras, hongos, amebas, esporas, fagos, organismos unicelulares y similares. De acuerdo con la presente invencion, sorprendentemente se ha observado que la alimentacion de los animales con el producto fermentado de la presente invencion modifica de forma positiva el entorno de los animales.
A veces se desea iniciar la fermentacion en condiciones esteriles. Esto puede ser el caso, por ejemplo, cuando la presion bacteriana del entorno es elevada.
Sin embargo, normalmente las bacterias que producen acido lactico, el medio de cultivo y el fluido se proporcionan juntos como una solucion premezclada. Un serio inconveniente de este sistema es que la fermentacion ya esta teniendo lugar, y asf las bacterias del entorno pueden excluir a las bacterias que producen acido lactico de la solucion premezclada casi inmediatamente. Ademas, tal solucion premezclada es diffcil de enviar al cliente, y se debe usar en un periodo de tiempo limitado despues de que haya sido enviado, ya que de otra forma los cultivos bacterianos moriran cuando el medio de cultivo se haya consumido.
Mediante la presente invencion, se han resuelto los problemas de iniciar una fermentacion esteril.
En el presente documento de desvela un sistema de empaquetado cerrado esteril que comprende un recipiente con bacterias inactivas esteriles que producen acido lactico, un recipiente con un medio de cultivo esteril para las bacterias que producen acido lactico y un envase con un fluido esteril. En una realizacion del sistema de empaquetado, las bacterias que producen acido lactico se han liofilizado. En otra realizacion, el medio de cultivo comprende vitaminas, maltodextrina y dextrosa anhidrosa. En otra realizacion, pueden incluirse recipientes
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En el presente documento desvela un procedimiento de iniciacion de la homofermentacion por bacterias que producen acido lactico deseadas que comprende
(a) proporcionar un sistema de empaquetado cerrado esteril que comprende un recipiente con bacterias inactivas esteriles que producen acido lactico, un recipiente con un medio de cultivo esteril para las bacterias que producen acido lactico y un recipiente con un fluido esteril en un recipiente,
(b) poner en contacto a las bacterias, el medio de cultivo y el fluido entre sf dentro del sistema de empaquetado cerrado esteril, con lo que se inicia la fermentacion, y
(c) poner en contacto el contenido de dicho sistema de empaquetado esteril con el producto alimentario para animales a fermentar.
En el presente documento tambien se desvela que las bacterias que producen acido lactico se han liofilizado.
En el presente documento se desvela un sistema de empaquetado cerrado esteril como se describe en el presente documento para iniciar la homofermentacion.
El sistema de empaquetado cerrado se puede enviar al lugar de uso. Una vez allf, los recipientes individuales se abren (por ejemplo, rompiendolos, haciendo un agujero, disolviendo uno o mas de los recipientes, abriendo valvulas, fundiendolos o apretandolos) dejando que los componentes entren en contacto entre sf en condiciones esteriles.
Las ventajas del procedimiento anterior son que se puede iniciar un procedimiento de homofermentacion sin preocuparse por la interferencia de otras bacterias.
Los recipientes pueden estar fabricados de, por ejemplo, un material polimerico, por ejemplo, plasticos y metal. Posteriormente, los recipientes se pueden colocar uno al lado del otro en un paquete cerrado, y sellar el paquete.
La Figura 6 es un diagrama de flujo que muestra las etapas de proporcionar un alimento para animales que comprende un producto o subproducto fermentado procedente de un procedimiento industrial de acuerdo con una realizacion de la invencion. A menudo, en o durante un procedimiento industrial (1) se produce un subproducto, producto de desecho, o producto que no cumple las especificaciones. Este producto, llamado subproducto en el presente documento, se puede convertir (2) en un producto fermentado, tambien denominado alimento para animales lfquido fermentado, mediante la adicion de bacterias lacticas. Si es necesario, se pueden anadir azucares, carbohidratos o una composicion que contiene carbohidratos para promover el crecimiento de las bacterias lacticas. Ademas, se puede anadir agua para proporcionar un contenido en agua adecuado. Si es necesario, tambien se pueden anadir factores adicionales que proporcionen unas condiciones de fermentacion adecuadas, tales como sales, tampones y similares. La fermentacion (2) puede comprender la mezcla, agitacion y el control de la temperatura. Tras la fermentacion (2), se obtiene un producto alimentario para animales lfquido fermentado. Este producto alimentario para animales lfquido fermentado se puede proporcionar a los animales en forma de alimento (3), ya sea solo, o como complemento junto con alimentos para animales convencionales, o complementado con alimentos para animales convencionales.
En otra realizacion de la invencion, el producto, subproducto o producto de desecho a fermentar comprenden suero de leche, grano procesado, patatas (o partes de patatas (por ejemplo, peladuras de patata)), levaduras, bacterias, u hongos, bien solos o en cualquier combinacion. Si es adecuado, el producto a fermentar de acuerdo con la invencion se puede modificar qmmica y/o ffsicamente, comprendiendo, por ejemplo, tratamientos con calor, fno, pH, adicion de compuestos y/o composiciones qmmicas, solos o en cualquier combinacion. La composicion del producto a fermentar se puede modificar con la adicion de un producto adicional, por ejemplo, que mejore el valor nutritivo, la fermentabilidad y/o la capacidad de almacenamiento del producto fermentado. En una realizacion adicional de la invencion, un producto que no es un subproducto o producto de desecho de un procedimiento industrial se convierte en un producto fermentado. Los procedimientos industriales de acuerdo con la invencion comprenden la produccion de etanol (por ejemplo, cerveza, vino, bioetanol, bebidas alcoholicas destiladas y similares), la industria farmaceutica (produccion de composiciones farmaceuticas), la industria qmmica, la industria agncola y alimentaria (por ejemplo, procesamiento de lacteos, de pesca, agncola, carnico) y similares.
El diagrama de flujo mostrado en la Figura 7 ilustra las etapas para la proporcion de un alimento para animales lfquido fermentado de acuerdo con una realizacion de la invencion. Similar al Ejemplo 4, en la Figura 6, se obtiene un producto alimentario para animales lfquido fermentado. Sin embargo, en lugar de proporcionar como alimento directamente el producto alimentario para animales lfquido fermentado a uno o mas animales como en la Figura 6, el producto alimentario para animales lfquido fermentado se usa para fermentar (4) el alimento para proporcionar un producto alimentario para animales fermentado ("alimento para animales mixto fermentado"). Este producto alimentario para animales fermentado se proporciona (5) a los animales como alimento, ya sea solo, o como complemento junto con alimentos para animales convencionales, o complementado con alimentos para animales convencionales.
La Figura 8 ilustra los componentes y etapas importantes de acuerdo con una realizacion de la invencion. A indica uno o mas recipientes que comprenden el alimento. El/los recipiente(s) puede(n) comprender distintos alimentos,
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componentes del alimento o mezclas del alimento. Ademas, el/los recipiente(s) puede(n) comprender agua o una composicion con base acuosa. B indica un recipiente o fermentador que comprende el producto fermentado. C ilustra un fermentador, en el que se suministra el alimento procedente de A, mezclado con el producto fermentado procedente de B. D ilustra el mismo fermentador que C, despues de la fermentacion, o un fermentador distinto, en el que se produce al menos una parte de la fermentacion del alimento para animales. Las flechas 1 y 2 indican la proporcion al fermentador C del alimento procedente de A y el producto fermentado procedente de B, respectivamente. La flecha 3 indica que se produce la fermentacion del producto B, y/o la transferencia del contenido o parte del contenido de C a otro fermentador o recipiente. La flecha 4 indica la proporcion del alimento fermentado D a los animales. Se pueden proporcionar medios para la mezcla de los productos en A, B, C y/o D.
En una realizacion, a los animales se les proporciona unica o predominantemente el alimento para animales fermentado D. En otra realizacion, a los animales se les proporciona una mezcla de D y otro alimento para animales, componente alimentario o mezcla de alimento procedente de A. Esto puede desearse, por ejemplo, para compensar el impacto negativo de la fermentacion sobre algunos ingredientes de la alimentacion, tales como aminoacidos. Es sabido que el nivel de aminoacidos puede reducirse a traves de la fermentacion, lo cual puede no ser deseable.
La Figura 9 muestra un procedimiento "continuo" de produccion de alimento para animales fermentado. "A" indica uno o mas recipientes que comprenden el alimento para animales. El/los recipiente(s) puede(n) comprender distintos alimentos, componentes alimentarios o mezclas de alimento. Se proporciona al fermentador B el alimento procedente del recipiente(s) A, y se produce la fermentacion. Esta fermentacion se puede producir espontaneamente, dirigida por los microorganismos presentes en el producto alimentario para animales a fermentar, o proporcionando un cultivo iniciador para controlar la fermentacion. C indica B durante o despues de la fermentacion, u otro fermentador, en el que tiene lugar al menos una parte de la fermentacion. La flecha en el fondo de C indica la proporcion del producto alimentario para animales fermentado a los animales. D indica el fermentador C despues de que se haya retirado una parte del producto alimentario para animales fermentado, normalmente como resultado de la alimentacion de animales. E indica que el fermentador D se ha rellenado con el alimento procedente de A, y F indica E durante o despues de la fermentacion, u otro fermentador, en el que tiene lugar al menos una parte de la fermentacion. La flecha en el fondo de F indica la proporcion a animales de una parte del producto alimentario para animales fermentado. Se repiten los ciclos D, E, F. Estas repeticiones, o fermentacion "continua", no son conveniente, puesto que se sabe que la calidad del producto alimentario para animales fermentado vana con el tiempo, al igual que variara gradualmente la composicion del cultivo iniciador en la etapa D. Esto es debido, por ejemplo, a la presion microbiana, es decir, las bacterias, levaduras y hongos, incluyendo esporas, presentes en o proximas al establo, los animales, trabajadores, la cocina para la preparacion del alimento, recipientes, tubenas, maquinaria, agua y similares; la flora microbiana que proporciona la fermentacion puede variar con el tiempo. Ademas, se sabe que las levaduras, por ejemplo levaduras tolerantes a acidos, son un problema en las fermentaciones de tipo "continuo". Aunque las levaduras crecen lentamente, los niveles de levadura pueden aumentar de un lote a otro. Generalmente, las levaduras no son deseables, puesto que pueden producir sabores que, por ejemplo, desagraden a los cerdos. La infeccion por levaduras tambien es un problema muy habitual en las tubenas de alimentacion, que son muy diffciles, si no virtualmente imposibles de limpiar. Un problema potencial adicional asociado a la fermentacion de tipo "continuo" es el riesgo de infecciones con bacteriofagos. Este problema es conocido en la industria lactea. Otro problema potencial es la presencia de mutaciones naturales, que tambien pueden reducir la calidad del producto fermentado.
La invencion, incluyendo sus beneficios, se ilustra adicionalmente con los siguientes ejemplos no limitantes.
Ejemplos
Ejemplo 1
Preparacion de un producto fermentado de acuerdo con la presente invencion
La presente invencion se ejemplifica mezclando el 80 % de trigo y el 20 % de cebada en un tanque de fermentacion. En la mezcla, el grano constituyo el 28 % y agua el 72 % restante. Ademas, se anadieron 100 partes de estabilizador Pig Stabilizer 317 (Medipharm) por cada 10 toneladas de caldo de alimento lfquido. El Pig Stabilizer 317 ademas comprendfa vitaminas, maltodextrina, dextrosa anhidrosa y una combinacion de las bacterias que producen acido lactico Pediococcus pentosaceus, Pediococcus acidilactici y Lactobacillus plantarum. La toma de aire del tanque de fermentacion se tomo directamente del aire de la sala en la que se encontraba el tanque de fermentacion. Las muestras se enviaron a un laboratorio analftico comercial, y los analisis para el contenido en vinagre y etanol indicaban que el entorno era casi esteril puesto que el analisis solo revelo 3 mM de vinagre y nada de etanol en la mezcla. Ademas, el nivel de acido lactico era de aproximadamente 140 Mm despues de 20 horas de fermentacion. Asf, esta mezcla se podna considerar casi el 100 % homofermentativa.
En conclusion, es posible preparar un producto fermentado usando bacterias que producen acido lactico. Ademas, se ha demostrado que la fermentacion esta controlada y tiene lugar de una manera homofermentativa.
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Ejemplo 2
Preparacion de productos alimentarios de acuerdo con la presente invencion
Se tomaron muestras del producto fermentado del Ejemplo 1 y se llevaron a una cocina para la preparacion de alimento para animales lfquido donde previamente no se habfa conseguido producir alimento lfquido para animales debido a la elevada presion bacteriana de los alrededores.
Experimento 1
Se mezclo 1 litro de la mezcla con 100 litros del producto alimentario para animales en el tanque de fermentacion en la cocina para la preparacion del alimento para animales. El procedimiento de fermentacion se completo despues de 9 horas y el pH de la mezcla era de 3,8.
Experimento 2
En otro ejemplo, se mezclaron 50 litros de la mezcla con 200 litros del producto alimentario para animales en el tanque de fermentacion en la cocina para la preparacion del alimento para animales. El procedimiento de fermentacion se completo despues de 5 horas y el pH de la mezcla era de 3,8.
Experimento 3
En un tercer ejemplo se mezclaron 50 litros de la mezcla con 5000 litros del producto alimentario para animales en el tanque de fermentacion en la cocina para la preparacion del alimento para animales. El procedimiento de fermentacion se completo despues de 9 horas y el pH de la mezcla era de 3,8.
Resultados
En todos los casos, el alimento lfquido obtenido fue casi homofermentado. Asf, se ha demostrado que el procedimiento de fermentacion de la presente invencion tiene ventajas superiores puesto que previamente habfa resultado imposible obtener un alimento lfquido para animales homofermentado. De hecho es posible controlar la fermentacion incluso cuando la presion bacteriana de los alrededores es extremadamente elevada.
Ejemplo 3
Preparacion del alimento liquido para animales en cocinas para la preparacion del alimento que tengan una presion bacteriana inferior
Se prepararon alimentos lfquidos similares a los descritos en el Ejemplo 2 en otras cocinas para la preparacion del alimento con una presion bacteriana de los alrededores inferior. El tiempo de fermentacion comparado con el tiempo de fermentacion del Ejemplo 2 vario al cabo de 1 hora.
Por consiguiente, se ha demostrado que la fermentacion de acuerdo con la presente invencion tiene lugar tan rapida y tan eficazmente que la presion bacteriana no influye sustancialmente en el resultado de la fermentacion.
Ejemplo 4
Distintas configuraciones de sistemas de alimento de mezcla domesticos (sistemas 1-3)
Las Figuras 10-12 ilustran 3 sistemas de alimentacion de mezcla domesticos distintos, adecuados para proporcionar un producto alimentario para animales mixto fermentado. De forma rutinaria, la fermentacion del producto alimentario para animales a fermentar finalizara despues de 6 h a aproximadamente entre 20-25°C, preferentemente en torno a 23°C aproximadamente. Un sistema de alimentacion de mezcla domestico puede comprender varios de los siguientes componentes:
A) Tanque de fermentacion A que pesara mezcla molida de cualquier producto fermentado, alimento y agua procedente de C, F y E. Normalmente, allf se tomaran del 5-70 % del producto fermentado procedente de F. Despues de aproximadamente 6 horas a ± 23°C, la fermentacion habra finalizado. Sin embargo, temperaturas que vanen de 15°C a 45°C tambien proporcionaran fermentacion. Normalmente, el tamano del tanque de fermentacion A es de a partir de 1000 kg, hacia arriba.
B) Alimentacion de mezcla y tanque de fermentacion B, que mezcla el contenido procedente de A (si estuviese instalado), C, D y E. Normalmente, el tamano del tanque de mezcla B vana entre 500 kg y 12.000 kg. Es mejor usar fresca el alimento para animales mixto fermentado, o al cabo de 24 horas. Si el grano fermentado permanece en reposo demasiado tiempo despues de la fermentacion (por ejemplo, dos o mas dfas), el producto alimentario para animales fermentado puede volverse amargo, presumiblemente debido a los elevados niveles de minerales en el grano y otras reacciones qmmicas.
C) Uno o mas tanques C que contienen el producto alimentario para animales a fermentar. Normalmente, contienen grano, tal como trigo y cebada, asf como soja. A menudo, el producto alimentario para animales a
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fermentar no esta tratado por calor y no es esteril.
D) Recipientes D de vitaminas y minerales. Estos componentes se pueden proporcionar como una o mas mezclas, o individualmente. Se pueden proporcionar a granel o en sacos grandes. Mayoritariamente, se usan componentes secos (polvos, granulos y similares), pero tambien puede ser Kquidos. Normalmente, los aminoacidos se anaden despues del procedimiento de fermentacion, para evitar la degradacion, descomposicion y/o destruccion de los aminoacidos.
E) Tanque E de agua limpia y blanda, que proporciona agua a 20-25°C, preferentemente en torno a 23°C. La temperatura del agua tambien puede ser distinta de la temperatura ambiente, por ejemplo, inferior o en torno a la temperatura del suelo. Esto no es raro, si el agua procedente del tanque E se anade al tanque de fermentacion B. Se comprueba el contenido en minerales del agua, y si fuera necesario, se ajusta y/o se limpia para obtener el mejor crecimiento de las bacterias lacticas. El tanque de agua E puede tener cualquier capacidad, que vana de muy pequeno a muy grande. Como alternativa, el agua se proporciona directamente desde un grifo. Si fuera necesario se puede instalar un intercambiador de calor para calentar el agua.
F) Tanque para el producto fermentado con bacterias lacticas. A menudo, la capacidad del tanque del producto fermentado F es de a partir de 1000 kg, hacia arriba. Normalmente, el producto fermentado permanece activo y usable durante un tiempo de almacenamiento de hasta 2 semanas. Normalmente, el tanque se vada y se limpia antes de llenarlo con un nuevo lote de producto fermentado. El tanque se puede proporcionar con un sistema de cierre para facilitar el vaciado y la limpieza. Como alternativa, el tanque se vada y se limpia por medios convencionales.
G) Tubenas de alimentacion G que llevan el alimento para animales a las distintas secciones del corral de los cerdos. La tubena de alimentacion G puede tener varios cientos de metros de longitud, y puede alcanzar una longitud de 1 km o mas. Dependiendo de la edad de los cerdos, necesitan distintos niveles de energfa y de minerales en el alimento. Por lo tanto, puede haber varias lmeas de tubenas distintas, por ejemplo, una para cada seccion, o una tubena principal donde el alimento se mezcla en la tubena con el nuevo alimento mezclado, para que asf todos los cerdos reciban el mismo tipo de alimento. Tambien puede ser una tubena donde el alimento se vada con agua. La tubena de alimentacion G puede ser una tubena de retorno, donde una fraccion del alimento se devuelve al tanque de fermentacion B. Tambien puede ser una tubena de un solo sentido. Distintas secciones de los establos pueden tener tubenas de alimentacion individuales.
Sistema 1
La Figura 10 muestra una forma de realizacion de la presente invencion con un sistema de alimentacion lfquido que comprende un tanque de fermentacion A y un tanque de fermentacion/mezcla B. La tubena de alimentacion G puede devolver el alimento para animales mixto fermentado lfquido al fermentador B.
Sistema 2
La Figura 11 muestra otra realizacion de la presente invencion con un sistema de alimentacion lfquido que comprende un tanque de fermentacion/mezcla B, pero sin el tanque de fermentacion A. La tubena de alimentacion G puede devolver el alimento para animales mixto fermentado lfquido al fermentador B; alternativamente, el alimento para animales mixto se transporta solo en un sentido. Todos los componentes del alimento se mezclan en el tanque B. En general, los aminoacidos procedentes del tanque D se anaden hacia el final de la fermentacion, preferentemente antes de la alimentacion. Ademas se puede anadir agua (preferentemente a 23°C, pero tambien aguas subterraneas fnas) al fermentador B.
Sistema 3
La Figura 12 muestra una realizacion alternativa de la presente invencion. El sistema de alimentacion lfquido comprende varios tanques de fermentacion A, donde el agua procedente de E, el alimento lfquido fermentado procedente de F y el producto alimentario para animales a fermentar (C) se pueden proporcionar individualmente a varios fermentadores A en paralelo.
Ejemplo 5
Ensayos de alimentacion con diferentes relaciones de producto fermentado liquido: producto alimentario para animales a fermentar
A continuacion se presentan los resultados de los ensayos de alimentacion usando distintos productos fermentados lfquidos y distintos sistemas de alimentacion de mezcla domesticos. Los resultados se basan en experimentos realizados en 19 granjas de cerdos distintas en Europa.
15 productores usaron patatas fermentadas como inoculo para la fermentacion de los productos alimentarios para la produccion porcina. 14 emplazamientos estaban en Jutland, Dinamarca, y un emplazamiento estaba localizado en Wasa, Finlandia. Tres emplazamientos teman un sistema 1 de alimentacion de mezcla domestico (Figura 10), 11
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emplazamientos teman un sistema 2 de alimentacion de mezcla domestico (Figura 11), y un emplazamiento tema un sistema 3 de alimentacion de mezcla domestico (Figura 12).
Los ensayos de alimentacion se realizaron en cerdas, cochinillos destetados y cerdos criados, y normalmente, el peso de los cerdos variaba entre ~7 kg y ~200 kg.
En general, las granjas eran comparativamente grandes, y teman mas de 250 unidades de animales por granja o mas (1 unidad de animal equivale aproximadamente a 32 cerdos criados al ano, un peso vivo de entre 30 y 107 kg).
En tres granjas se probo suero de leche fermentado. Las localizaciones se encontraban en el sur del Reino Unido; Wasa, Finlandia; y Jutland, Dinamarca, respectivamente. Las tres granjas posefan un sistema 2 de alimentacion de mezcla domestico sin tanque de fermentacion A (Figura 11).
En una localizacion en Zealand, Dinamarca (sistema 1 de alimentacion de mezcla domestico, Figura 10) se probo la alimentacion de los cerdos con grano procesado fermentado procedente de la produccion de cerveza y melazas fermentadas. Este ensayo solo se realizo con cerdos criados.
El producto lfquido fermentado usado fue peladuras frescas de patata procedentes de una fabrica de patatas. Se anadieron cultivos iniciadores de bacterias lacticas disponibles comercialmente, "PIG stabiliser 317" (Medipharm, Suecia) o "Pig Stabiliser 400" (Lactosan, Austria) en la fabrica despues de la maquina de pelar, donde la temperatura era de aproximadamente 38°C. Se anadieron aproximadamente 3 g de bacterias lacticas por 1000 kg de peladuras de patata. El contenido en materia seca era aproximadamente del 12,5 al 16 %. Las peladuras de patata se bombearon a un tanque de almacenamiento/fermentacion fabricado en fibra de vidrio, con una capacidad de en torno a 50 m3 sin agitacion. En la fabrica, donde las bacterias lacticas se pulverizaron sobre las peladuras de patata, la temperatura era de 38°C. Cuando las peladuras llegaron al tanque de almacenamiento, la temperatura se redujo a aproximadamente 35°C y se mantuvo durante 24 horas. Despues de la fermentacion en el tanque de almacenamiento, la solanina procedente de las patatas se destruyo. Ademas, se aumento la capacidad de digestion de las peladuras de patata en comparacion con peladuras de patata no fermentadas (datos no mostrados). Las peladuras de patata fermentadas (= producto fermentado lfquido) se transporto a las localizaciones en un camion cisterna, y se transfirio/bombeo al tanque F en las diferentes emplazamientos de prueba.
El alimento para animales mixto fermentado se fermento reciente y se uso a las 24 horas tras la fermentacion. En general, estaba consistio en granos y soja. Todas las raciones de alimentacion comprendfan principalmente trigo, cebada y soja. El maximo contenido en soja era del 23 % sobre el total. En 14 raciones el trigo era el ingrediente dominante usado del 40 % al 75 % sobre el total. En 1 racion, la cebada era el ingrediente dominante.
En el tanque de fermentacion (tanque A), el contenido en materia seca era del 29 al 32 % puesto que la distancia para bombearlo al tanque B era siempre inferior a 10 m. El contenido en materia seca en el tanque B era del 24 % al 27 % dependiendo de la distancia para bombear el alimento al corral de los cerdos.
En general, los ensayos de alimentacion con el alimento para animales mixto fermentado se realizaron sobre el conjunto del ganado porcino. Los resultados presentados a continuacion son a base de una comparacion de los datos de desempeno antes de la instalacion de los sistemas de alimentacion de mezcla domesticos, y despues de la instalacion y alimentacion con el alimento para animales mixto fermentado.
Resultados
Los resultados del ensayo de alimentacion se resumen en la Tabla I a continuacion:
Tabla I: Resultados de los ensayos de alimentacion
Mezcla
Condicion 1 Condicion 2
% de inoculo(producto tfquido fermentado)
baja presion microbiana (no se hab^an mantenido cerdos en establos antes del experimento de alimentacion) alta presion microbiana (los cerdos se hab^an mantenido en establos antes del experimento de alimentacion)
5 %
2 ensayos fueron perfectos (*) 1 ensayo fue negativo (**) 1 ensayo fue perfecto 2 ensayos fueron negativos
10 %
3 ensayos fueron perfectos 2 ensayos fueron perfectos 2 ensayos fueron negativos
30 %
3 ensayos fueron perfectos 3 ensayos fueron perfectos 1 ensayo fue negativo
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3 ensayos fueron perfectos 3 ensayos fueron perfectos
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(continuacion)
Mezcla
Condicion 1
Condicion 2
% de
inoculo(producto liquido fermentado)
baja presion microbiana (no se haMan mantenido cerdos en establos antes del experimento de alimentacion)________
alta presion microbiana (los cerdos se hab^an mantenido en establos antes del experimento de alimentacion)
(*) "Perfecto" indica que los cerdos comieron muy rapidamente, y que comieron esencialmente todo el alimento que les fue proporcionado, y mas rapido que anteriormente (es decir, alimentacion convencional sin el suministro de un alimento mixto fermentado Kquido). La ganancia diaria de peso fue como anteriormente o mayor, por ejemplo, de 0-50 g por dfa. Si antes de comenzar los ensayos de alimentacion se habfa conseguido una ganancia diaria de 900 g, la ganancia diaria de peso se aumento de 900-950 g al dfa. Se observo poca o nada de diarrea, sin necesidad de medicinas/antibioticos. Ademas, la relacion de conversion del alimento (RCA) se redujo en aproximadamente 0,2 comparado con antes del ensayo de alimentacion. La RCA, tambien denominada eficacia de conversion del alimento (ECA), es una medida de la eficacia por parte de los animales en la conversion de la masa del alimento en aumento de la masa corporal. Espedficamente, la RCA es la masa de alimento ingerida dividida por la ganancia de masa corporal, a lo largo de un penodo de tiempo especificado. La RCA es adimensional. Los animales que presentan una RCA baja se consideran unos usuarios del alimento eficaces.
(**) "Negativo" indica que los cerdos no quenan comer la cantidad de alimento estimada que les fue administrada. Por inspeccion visual se podfa observar que los cerdos padedan diarrea (mas del 20 %), y que los cerdos no crecieron bien (aumento de perdida de peso estimado de 20 a 60 g al dfa). Si antes de la alimentacion con el alimento para animales mixto fermentado se hada conseguido una ganancia diaria de peso de 900 g, la ganancia diaria de peso cayo hasta 840-880 gramos al dfa. Como consecuencia, se tuvo que utilizar antibioticos para el tratamiento de los problemas de estomago. Por lo tanto, se pudieron restablecer ganancias de peso aceptables.__________________________________
Esta claro que el tipo y la presion microbiana de los alrededores (casa, granja, etc.) donde se realiza la fermentacion tiene una gran influencia sobre la cantidad de producto fermentado lfquido que es necesario anadir al producto alimentario para animales a fermentar, para proporcionar una fermentacion satisfactoria y fiable. Presiones microbianas mas altas necesitan inoculos mas altos del producto fermentado lfquido.
Es un problema conocido que la lmea de alimentacion G no se puede limpiar adecuadamente. La lmea de alimentacion comprende, por ejemplo, gran cantidad de valvulas de goma, que son de diffcil acceso y que no se pueden limpiar, y que a menudo dan como resultado la infeccion y el crecimiento de levaduras. Este riesgo aumenta en la lmeas de alimentacion, donde el alimento procedente de la tubena de alimentacion G se devuelve al fermentador, que puede comprender levaduras tolerantes (y no deseadas) a acidos. Sin embargo, cuando se usa el 30 % o mas de producto fermentado lfquido como inoculo, se puede evitar este problema, puesto que la alimentacion con el producto mixto fermentado de acuerdo con la invencion ha demostrado ser satisfactorio. En general, en corrales/establos nuevos no se ha observado la formacion de levaduras y los ensayos de alimentacion fueron satisfactorios.
Los cerdos mas pequenos eran mas sensibles frente al sabor del alimento (datos no mostrados).
El tanque de fermentacion tiene poca influencia sobre la fermentacion. No se observaron diferencias entre los distintos sistemas de alimentacion lfquidos o sus marcas.
Se usaron con exito sistemas fermentadores suministrados por Funky (Hammerum cerca de Herning, Dinamarca) Skiold (Ikast, Dinamarca) y Big Dutchman (Vejen, Dinamarca). Los tanques Funky y Big Dutchman estan fabricados de fibra de vidrio. Dos de los tanques de Skiold estan fabricados de acero inoxidable, y uno de fibra de vidrio. Todos los tanques de alimentacion (B) estaban fabricados de fibra de vidrio y los tamanos variaban de 5 a 8000 litros.
Asimismo, se encontro que las velocidades de rotacion de los medios de mezcla usados durante la fermentacion no eran cnticas. Los sistemas de mezcla/agitacion usados fueron los proporcionados con los tanques de fermentacion. Se usaron distintas velocidades de rotacion, que variaban de aproximadamente 35 rpm a aproximadamente 250 rpm, sin observar diferencias en los resultados finales.
Los cultivos iniciadores "PIG stabiliser 317" y "Pig Stabiliser 400" comprendfan cepas de bacterias lacticas homofermentativas rapidamente acidificantes (Pediococcus pentosaceus HTS (LMG P-22549), Pendiococcus acidilactici NCIMB 30086 y Lactobacillus plantarum LSI (NCIMB 30083); Enterococcus f&cium NCIMB 30122, Lactobacillus rhamnosus NCIMB 30121) que fueron capaces de producir gran cantidad de acido lactico al cabo de un corto periodo de tiempo. Previamente se ha demostrado que el inoculo puede producir cantidades de acido lactico que superan los 160 mM. Tambien es importante usar una cepa con una buena palatabilidad para los cerdos. En general, era importante el uso de la cepa de acido lactico correcta, para obtener una rapida cafda en el pH por debajo de 4,0. De este modo se obtuvo la conservacion del alimento para animales y se redujo la destruccion de aminoacidos. No hubo diferencias apreciables entre los dos cultivos iniciadores usados.
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Se encontro que el producto alimentario para animales fermentado y su composicion no es de gran importancia. No hubo diferencias en los resultados observados, independientemente de si los ingredientes dominantes eran cebada o trigo. No obstante, la cantidad de soja en el producto alimentario para animales tuvo una influencia sobre el pH y el acido lactico. A mayor cantidad de soja usada, mas acido lactico. Curiosamente, se observo un aumento del 15 % en la capacidad de digestion de la soja, cuando se uso como alimento un alimento para animales mixto fermentado que comprendfa soja.
En conclusion, la alimentacion de cerdos con un alimento para animales mixto fermentado proporciona los siguientes beneficios (esta lista no se debe interpretar como una limitacion de la invencion):
• mayor ingesta de alimento por parte de los cerdos
• mejor palatabilidad del alimento
• mayores tasas de crecimiento de los cerdos
• valor nutricional mejorado del alimento - el valor nutricional del alimento para animales mixto fermentado es superior a los valores nutricionales del producto fermentado lfquido y el producto alimentario para animales a fermentar (sin fermentacion).
• control/conservacion de los aminoacidos, evitando la degradacion de los aminoacidos libres. Esto solo se obtuvo cuando se anadio el 10 % o mas de productos fermentados al alimento.
• la capacidad de digestion de la protema de soja se aumento aproximadamente el 15 %.
• uso como promotor del crecimiento - una salud del estomago mejorada o perfecta redujo o elimino la necesidad de medicinas frente a E. coli, Salmonella y/o Lawsonia diarrhoea.
• una salud mejorada del estomago a traves del alimento para animales mixto fermentado - esto permite la seleccion y el uso de grano/alimento para animales que es mas barato.
• cerdos robustos - los cerdos son menos sensibles a un cambio en el alimento
• beneficios economicos - reduccion de gastos medicos, reduccion de gastos para la alimentacion, aumento en la ganancia de peso de los cerdos.
• sistema de alimentacion lfquido robusto y fiable - la alimentacion de los animales con un alimento mixto fermentado ahora es factible, donde algunas veces o a menudo han fallado sistemas previos. El sistema es sencillo para el productor y manejable en un entorno con una elevada presion microbiana y/o bacteriana. Se puede evitar el crecimiento no deseado de levaduras en, por ejemplo, la tubena de alimentacion G. En contraste con los sistemas de fermentacion natural, se puede controlar la flora microbiana. Ademas, el sistema no necesita condiciones esteriles o casi esteriles, anadiendose a su fiabilidad y robustez. Debido al uso del producto lfquido fermentado como inoculo, que comprende un gran numero de bacterias activas, las bacterias activas se anaden al producto alimentario para animales a fermentar. Esto reduce la fase de demora de la fermentacion, que da como resultado una rapida produccion de acido lactico y la reduccion del pH.

Claims (8)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento para la preparacion de un lote unico de alimento para animales mixto fermentado, en el que dicho procedimiento comprende las etapas de:
    (a) proporcionar un subproducto industrial fermentado lfquido o producto de desecho de plantas o partes de las mismas con un pH de 4,2 o menor, obtenido esencialmente mediante una fermentacion homofermentativa y que comprende bacterias que producen acido lactico;
    (b) proporcionar un producto alimentario para animales a fermentar que comprende una o mas de plantas maduras o inmaduras;
    (c) combinar los productos de las etapas (a) y (b), y fermentar el producto alimentario para animales de la etapa (b) esencialmente mediante una fermentacion homofermentativa usando el producto fermentado lfquido de la etapa (a) como inoculo; y
    (d) proporcionar un alimento para animales mixto fermentado
    en el que dicho alimento para animales mixto fermentado se proporciona con un pH de 4,2 o menor al cabo de 24 horas, y
    en el que dicho procedimiento se lleva a cabo en un entorno con alta presion microbiana y/o bacteriana
  2. 2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que dicho procedimiento no es una fermentacion de tipo continuo.
  3. 3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que un alimento para animales mixto fermentado se proporciona con un pH de entre 4,2 y 3,5, o aproximadamente 3,8 y/o en el que el pH del producto fermentado ifquido proporcionado en la etapa (a) entre 4,2 y 3,5, o aproximadamente 3,8 y/o en el que dicho alimento para animales mixto fermentado tiene una concentracion de acido lactico en el intervalo de 50-100 mM, 100-150 mM, 150-200 mM, 200-250 mM, 250-300 mM o 300 mM o superior.
  4. 4. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho alimento para animales mixto fermentado se prepara al cabo de 12-24 h, 8-12 h, 6-8 h, 4-6 h o menos de 4 h y/o en el que la etapa de fermentacion (c) se realiza a una temperatura de entre 10-50 °C, 15-40 °C, 18-30 °C, 20-25 °C o 22-24 °C o aproximadamente 23 °C.
  5. 5. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que en el producto combinado proporcionado en la etapa (c), la proporcion de producto fermentado lfquido esta en el intervalo de 0,1 a 99,9 % en vol., 1 a 99 % en vol., 5 a 70 % en vol., 10 a 50 % en vol. o 25 a 35 % en vol.
  6. 6. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las bacterias que producen acido lactico comprenden bacterias lacticas seleccionadas del grupo que consiste en una o mas de Enterococcus spp., Lactobacillus spp., Lactococcus spp. y Pediococcus spp.; en el que opcionalmente el producto fermentado lfquido proporcionado en (a) se ha obtenido mediante fermentacion con un inoculo que comprende bacterias lacticas seleccionadas del grupo que consiste en uno o mas de Enterococcus spp., Lactobacillus spp., Lactococcus spp. y Pediococcus spp.; tal como las bacterias lacticas se seleccionan del grupo que consiste en uno o mas de Enterococcus faecium, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus plantarum, Pediococcus acidililactili y Pediococcus pentosaceus.
  7. 7. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el producto alimentario para animales proporcionado en la etapa (b) comprende uno o mas de cebada, trigo, centeno, avena, mafz, arroz, judfas, guisantes, sorgo, triticale y soja.
  8. 8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el producto alimentario para animales a fermentar son mazorcas de mafz.
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