Ensilaje: Proceso de Fermentación

Cuando una planta de maíz es cortada y colocada en un silo, ya de sea de tipo bunker, bolsa o torta, las células vegetales de la planta de maíz continúan su actividad. La respiración de estas células y los microorganismos presentes en el silaje producen dióxido de carbono y calor. Este fase es denominada respiración aeróbica debido a que el oxigeno es utilizado por las células vegetales y los microorganismos. A medida que la concentración de dióxido de carbono se incrementa y el oxigeno disminuye, esta respiración ira disminuyendo y finalmente se detendrá y una fase anaeróbica (sin oxigeno) de fermentación se inicia. En esta fase, las bacterias deseadas en el silaje utilizarán los carbohidratos solubles en las células para producir principalmente ácido láctico. El ácido láctico producirá una disminución en el pH. El proceso de fermentación continuará hasta tanto la concentración de ácido láctico sea la suficiente para lograr un pH de aproximadamente 4.2, nivel en el cual toda la actividad bacteriana se detendrá. Esto ocurre generalmente 3 semanas después de que el silo ha sido confeccionado (Figura 1). Si los niveles de ácido láctico no son los adecuados, entonces, se producirá ácido butírico (olor rancio) y el silaje se habrá perdido.

Existen algunos parámetros organolépticos que permiten estimar la calidad del silaje según como haya sido su confección y cual haya sido la duración de cada una de las fases del proceso de fermentación (Figura 2).

* Se puede hablar más en detalle de c/u.

Fase I: la fase aeróbica comienza con el picado y continúa hasta que el oxígeno es desplazado del silo, posteriormente a la compactación. Durante este estado, los azucares de la planta recién picada se descomponen en dióxido de carbono y agua liberando calor en el proceso conocido como respiración.

Microorganismos aeróbicos como los hongos, levaduras y bacterias presentes en el forraje picado, utilizan también los carbohidratos durante esta fase como principal fuente de energía para la respiración.

Esta primera fase es indeseable. Se debe tratar que sea lo más corta posible debido a que las bacterias aeróbicas, al respirar, consumen carbohidratos solubles que contienen energía altamente digestible que -de otra manera- deberían estar disponibles para las bacterias benéficas productoras de ácido láctico y para el consumo animal.

Bajo condiciones normales de ensilado, las temperaturas pueden subir de 4 a 6ºC por encima de la temperatura ambiente en el momento de ensilado. Si las temperaturas superan este nivel, pueden ser un indicador de que los procesos de respiración son excesivos.

Otro cambio químico de importacia que ocurre durante la fase aeróbica, es la posible degradación de las proteínas vegetales cuando se superan los 34ºC en nitrógeno no proteico, péptidos, aminoácidos y amonio producidos por las proteasas de las células vegetales. La duración de la proteólisis dependerá de la tasa de decrecimiento del pH, debido a que en un hambiente ácido reduce la actividad de las enzimas proteolíticas. El exceso de N no proteico soluble resulta en una pobre eficiencia en la utilización del N y baja producción de leche, además de un incremento en la demanda energética por la necesidad de los animales de metabolizar el exceso de nitrógeno no proteico.

La fase I finaliza cuando el oxígeno ha sido eliminado en su totalidad de la masa del silo.

Fase II: una vez que comienza, ocurre una fermentación anaeróbica y se produce el crecimiento y desarrollo de las bacterias productoras de ácido acético.

Estas bacterias fermentan carbohidratos solubles generando ácido acético como producto final. Lo cual, a pesar de ser un proceso indeseable, resulta importante ya que éste es utilizado por los rumiantes como un catalizador para obtener el pH necesario para el proceso de digestión.

Cuando el pH de la masa ensilada cae por debajo de 5, la población de las bacterias acéticas disminuye, ya que este nivel de acidez inhibe su crecimiento. esto señala la finalización de la fase, que en condiciones normales ocurre dentro de las 24 a 72 hs. de iniciado el proceso.

Un claro indicador de la fermentación acética prolongada, es un olor avinagrado fuerte y un color amarronado oscuro.

Fase III: es una fase de transición donde las bacterias acéticas dan lugar a las productoras del ácido láctico, las que aumentan su población debido al continuo descenso del pH.

La tasa de fermentación depende de la cantidad y tipo de bacterias ácido lácticas presentes en el cultivo a ensilar, y del contenido de humedad del silaje.

Si la cantidad de hidratos de carbono en la planta es bajo, se produce una escasa cantidad de ácido láctico, lo que atenta contra la calidad del forraje conservado.

En silajes bien conservados, por lo menos el 70% de los ácidos presentes es el láctico, necesitando este tipo de bacterias de los azúcares para multiplicarse.

Durante la fermentación, el contenido de los azúcares disminuye; llegando al extremo de que si se agotan, el descenso del pH se detiene y puede llegar a no existir suficiente ácido que logre estabilizar el forraje.

Fase IV: es la fase final en la que el silo se estabiliza, principalmente en el pH.

Cuando se trabaja con materiales de alto contenido proteico, como las pasturas, se dificulta el descenso del pH por el efecto buffer ejercido por el nitrógeno, pudiendo alcanzar un pH final de alrededor de 4,5, mientras que en el maíz ese valor puede llegar a 3,8-4.

Forrajes ensilados con niveles de humedad superiores al 70% pueden sufrir una versión diferente de la fase III descripta, y en lugar de desarrollarse bacterias lácticas, crecerán grandes poblaciones del genero clostridium presentes en la tierra, que producen ácido dando como resultado final un silaje de color oscuro y olor rancio, con un pH superior a 5.

La fase IV es más larga, ya que continua hasta que el pH del forraje es lo suficientemente bajo como para inhibir el crecimiento de todas las bacterias, llegando al punto de conservación y estabilización.

El principal factor que afecta la calidad del silaje durante el almacenamiento es la entrada de oxígeno al silo, el cual incrementa el desarrollo de hongos y levaduras, que provocan pérdidas de materia seca y calentamiento del material ensilado.

El peor de los casos es cuando existe un silo destapado, demasiado seco y sin compactación. Las pérdidas aeróbicas bajo estas circunstancias puede superar el 30%.

Fase V: comprende los procesos respiratorios y de degradación que ocurren durante la extracción y suministro, ya sea en las superficies expuestas del silo o en los comederos.

Una vez que el silaje es re-expuesto al oxígeno, los hongos y levaduras comienzan a activarse nuevamente, convirtiendo el azúcar residual, los ácidos de la fermentación y otros nutrientes solubles en dióxido de carbono, agua y calor.

Cerca del 40% del total de pérdidas de la materia seca ocurren por descomposición aeróbica secundaria, durante la extracción y suministro. Generalmente, el primer signo de deterioro aeróbico es la presencia de calor y olor fuerte, seguido por desarrollo de hongos en la superficie y/o interior del silo. Aparte de los nutrientes perdidos, algunos hongos pueden producir micotoxinas que causan enfermedades o disminuyen la respuesta animal.

El nivel de micro organismos aeróbicos presentes en el silo, está determinado por la cantidad presente en el cultivo antes del picado y el grado de desarrollo en la primera fase aeróbica del proceso.

Silajes producidos sobre maíces inmaduros contendrán generalmente niveles más altos de azúcares residuales y serán más propensos a sufrir en la fase de extracción.

La temperatura ambiente también tiene influencia hasta aproximadamente los 50ºC.

Figura 1

Figura 2

Caracterización de los silajes según sus aspectos organolépticos

Indicadores de problemas de confección de los silajes

FUENTE:  http://www.maicesduo.com/