YUCA AMARGA (Manihot esculenta Crantz), PARA LA ALIMENTACIÓN ANIMAL
N O 1
por Jorge Morales G. y Edgar Aguilar B.
En memoria de Edgar Aguilar
Instituto Nacional de Innovación y Transferencia en Tecnología Agropecuaria
MAG -Costa Rica
Junio de 2023
La yuca amarga en la alimentación animal. 2023. J. Morales G. y E. Aguilar B.I NTA. CR.
Yuca Amarga (Manihot esculenta Krantz), para la alimentación animal en Costa Rica.
Resumen
La yuca amarga es una raíz rica en carbohidratos complejos (almidón 80 %), por tanto, una fuente alta en energía (3,4 Mcal de ED en bovinos) para la suplementación animal. La pueden consumir bovinos, porcinos, aves y otro tipo de animales. La yuca es uno de los cultivos más eficientes en la producción de carbohidratos y energía de todos los cultivos alimenticios disponibles. Su raíz constituye uno de los cultivos de reserva de almidón más grande del mundo (USDA 2005).
La yuca amarga, al igual que la yuca dulce, es una raíz tropical originaria de América, sur y centro América. Su nombre científico es Manihot esculenta Crantz. Se diferencia de la yuca dulce en su contenido de ácido cianhídrico HCN (500 vs 100 ppm). También se diferencian en los niveles de producción, 40 o más toneladas de yuca fresca versus 15 toneladas, para la yuca amarga vs la yuca dulce, respectivamente. En parte la denominación de yuca amarga se origina en su alto contenido de HCN, que puede andar en el rango de 400 a 550, o´hasta más ppm.
Desde el punto de vista nutricional, tanto para humanos como para animales, la yuca es fuente de energía (86 % NDT) para los procesos vitales y la producción, debido a su alto contenido de carbohidratos no estructurales de cadena larga, el almidón. Su contenido de proteína es bajo (2,1 %), por lo que el suministro de yuca en la alimentación debe compensarse con otros alimentos ricos en proteína, particularmente en el caso de sistemas estabulados de producción animal. El principal objetivo del presente documento es sobre el procesamiento y uso de la yuca amarga para la alimentación animal.
Su transformación en harina bajo las presentes condiciones del país y de costos, no compite con los precios del maíz amarillo importado. Su transformación y suministro a los animales en forma de ensilaje es de más bajo costo y se puede utilizar de inmediato en bovinos; en cerdos se requiere hacer unas ligeras modificaciones a los sistemas de producción. Debe ensilarse al menos durante 60 días, para que su alto contenido de ácido cianhídrico baje de aproximadamente 500 ppm a alrededor de 50 ppm para que la fisiología del animal puede manejarlo sin ningún problema. Los bovinos pueden consumir de 5 a 6 kg/día máximo, los cerdos 2 a 3 kg; cuando se adiciona algún inoculo tipo Lactobacillus, el proceso de optimización generado puede permitir acortar el tiempo a 30 días y hasta menos y mayores consumos, particularmente en rumiantes, sin ninguna afectación. Es una materia prima nacional que puede sustituir concentrado para bajar costos de producción.
La yuca es un producto similar al maíz, por su alto contenido y digestibilidad de almidón. Ambos cultivos son originarios de los trópicos y son utilizados, tanto en la alimentación humana como en la alimentación animal. En el caso del maíz, básicamente se utiliza el maíz blanco para el consumo humano y el amarillo en el consumo animal. En el caso de la yuca, la dulce para el consumo humano y la marga para el consumo animal. El maíz recibió mucha atención por los países de clima templado invirtiendo en ciencia y tecnología en él y logrando implementar híbridos de gran producción en esos sitios. Actualmente se alcanzan producciones de 8 a más toneladas por hectárea de maíz amarillo, en esos lugares particularmente en USA nuestro principal proveedor de esta materia prima para la producción animal. El contenido de energía de la yuca amarga, factor nutricional de más alta demanda en nutrición animal, es similar a la del maíz amarillo, con la salvedad de que la yuca amarga produce mínimo en promedio, 11,2
ton almidón/ha (40 ton raíz/h, - con 35 % materia seca y 80 % almidón) y el maíz 1,4 ton/h, en CR (2 ton grano/ha) y 6,1 ton/ha de almidón en USA (10 ton grano/h, - con 85 % materia seca y 72 % almidón), lo cual le da una clara ventaja, en eficiencia de producción de almidón, a Costa Rica sobre USA.
Summary
Bitter cassava is a root rich in complex carbohydrates (80% starch), therefore, a high source of energy (3.4 Mcal ED in bovines) for animal supplementation. It can be consumed by cattle, pigs, poultry, and other kind of animals. Cassava is one of the most efficient carbohydrate and energy producing crops of all available food crops. Its root constitutes one of the largest starch reserve crops in the world (USDA 2005).
Its transformation into flour under the current conditions of the country and costs does not compete with the prices of yellow corn. Its transformation and supply to animals in the form of silage is lower cost and can be used immediately in cattle; in pigs it is necessary to make some slight modifications to the production systems. It must be ensiled for at least 60 days, so that its high content of hydrocyanic acid drops from about 500 ppm to around 50 ppm so that the physiology of the animal can handle it without any problem. Cattle can consume 5 to 6 kg/day maximum, pigs 2 to 3 kg; when some Lactobacillus type inoculum is added, the optimization process generated can allow shortening the time to 30 days and even less and higher consumption, particularly in ruminants, without any affectation. It is a national raw material that can replace concentrate to lower production costs.
Cassava is a product like corn, due to its high starch content and digestibility. Both crops originate from the tropics and are used both in human food and in animal feed. In the case of corn, basically white corn is used for human consumption and yellow for animal consumption. In the case of cassava, the sweet one for human consumption and the bitter one for animal consumption. Maize received a lot of attention from countries with a temperate climate, investing in science and technology in it and managing to implement high-yielding hybrids in those places. Currently, productions of 8 or more tons per hectare of yellow corn are reached, in those places, particularly in the USA, our main supplier of this raw material for animal production. The energy content of bitter cassava, nutritional factor with the highest demand in animal nutrition, is like that of yellow corn. Bitter cassava produces a minimum average of 11.2 tons of starch/ha (40 tons of root/ha, - with 35% dry matter and 80% starch) and corn 1.4 tons/ha, in CR (2 tons of grain/ ha) and 6.1 ton/ha of starch in the USA (10-ton grain/ha, - with 85% dry matter and 72% starch), which gives Costa Rica a clear advantage in starch production efficiency about USA.
La yuca amarga en la alimentación animal. 2023. J. Morales G. y E. Aguilar B.I NTA. CR.
I. ANTECEDENTES
Relevancia de la yuca amarga para la alimentación animal y para Costa Rica.
Desde el punto de vista nutricional, tanto para humanos como para animales, la yuca es fuente de energía (86 % NDT) para los procesos vitales y la producción, debido a su alto contenido de carbohidratos no estructurales de cadena larga, el almidón. La yuca amarga es una raíz rica en carbohidratos complejos (almidón 80 %), por tanto, una fuente alta en energía (3,4 Mcal de ED en bovinos) para la suplementación animal. La pueden consumir bovinos, porcinos, aves y otro tipo de animales. La yuca es uno de los cultivos más eficientes en la producción de carbohidratos y energía de todos los cultivos alimenticios disponibles. Su raíz constituye uno de los cultivos de reserva de almidón más grande del mundo (USDA 2005).
La yuca es un producto similar al maíz, por su alto contenido y digestibilidad de almidón. Ambos cultivos son originarios de los trópicos y son utilizados, tanto en la alimentación humana como en la alimentación animal.
A las variedades de yuca amarga se les llaman también yuca de alta producción. Amarga, por su alto contenido de ácido cianhídrico (HCN) con respecto a las yucas dulces (+ de 150 ppm) y de alta producción por su rendimiento por hectárea, más de 40 toneladas de raíz fresca, comparada con las 15 toneladas promedio de la yuca dulce.
Los sistemas de producción animal en Costa Rica son altamente dependientes del maíz amarillo, principal y a la vez excelente fuente de energía, para esos animales. Todo el maíz utilizado en el país es importado (cerca del millón de toneladas), con una cuota anual de los $200 a los $300 millones o más dependiendo, de los efectos, principalmente de la oferta y la demanda, factor crítico del sistema de comercio en que participamos; lo cual no es problema si su disponibilidad y precio permiten operar nuestras granjas en términos económicos, biológicos y particularmente, con sostenibilidad competitiva en el largo plazo. Esto ha sido así desde los años 70’s – 80’s del siglo pasado, aunque el factor competitividad ha estado encubierto por protección arancelaria, mecanismo originado a partir de los acuerdos internacionales de libre comercio para equiparar las economías menos desarrolladas y que estas pudieran beneficiarse de dichos acuerdos, ya estamos saliendo de esos acuerdos de protección, lo que significa entrar al libre juego de la competitividad de las mercancías incluidas en los acuerdos, tales como leche y carne de bovino, cerdos y aves, i.e. todo el sector pecuario de Costa Rica. La pregunta es ¿pudimos alistarnos para competir nacional e internacionalmente? ¿Estamos listos? ¡La respuesta la tiene cada subsector!
A partir del presente siglo han ocurrido eventos que han traído preocupación y alertas al sector productivo pecuario, directa o indirectamente, por el cambio climático, guerras y posicionamiento y demandas por las mismas mercancías, de sectores igual o más relevantes en algunos casos y momentos. Ejemplos, el foco de atención en biocombustibles (etanol, biodiesel, etc), sequias en zonas productoras como la del maíz, pandemia y guerra en Ucrania, todas las mencionadas donde ha estado inmerso el maíz amarillo, principal fuente de energía del sector pecuario nacional. Precios y desbasto acabarían de un plumazo la actividad productiva de aves, cerdos y leche, en ese orden, lo que crearía un caos en la economía particular de los cientos de personas y familias que participan en ella y a nivel país un caos de magnitud impredecible, incluidos los consumidores, la seguridad alimentaria de Costa Rica. Podemos concluir que
La yuca amarga en la alimentación animal. 2023. J. Morales G. y E. Aguilar B.I
comprar el maíz amarillo ha sido bueno por precio y disponibilidad, hasta la fecha. Sin embarro ya desde hace casi dos décadas nuestros productores y el sector económico, han venido sintiendo los incrementos en los costos de estos sistemas productivos, justo cuando debíamos estar casi listos para competir en los mercados internacionales.
Con gran lógica, las baterías se han dirigido a los compontes en la estructura de costos de la producción, que tienen mayor peso sobre ellos, cayéndose inequívocamente en el componente “alimentación” que representa del 40 al 80 % de los costos dependiendo de la actividad y la fase productiva de los animales. La gran pregunta contra la lógica es, si el maíz es el componente de las dietas de mayor volumen y este producto prácticamente, que quizá podría decirse de otra manera no tan peyorativa, ha sido regalado a nuestros países, ¿Cómo pretendemos bajar costos en el componente alimentación?
Otra pregunta salta de inmediato; bajo las condiciones actuales de producción, son vulnerables o no nuestros sistemas pecuarios debido a su dependencia en el maíz amarillo, ¡la respuesta la tienen los subsectores! Ni siquiera consideremos que prácticamente ya no se cuenta con protección arancelaria y que hay que salir dentro y fuera de nuestras fronteras, con productos competitivos. Que en materia de productos agropecuarios se le pueden agregar todos los sellos que se quiera, que igual se los va a poner el competidor de afuera, básicamente la competitividad esta en los costos.
Como Costa Rica afortunadamente tiene una escala de salarios buena para los colaboradores de las actividades pecuarias y en general para la toda la mano de obra nacional, las baterías se deben dirigir a la eficiencia en el uso de los recursos para la producción, en la modificación que haya que hacerles a los sistemas de producción, para que estén más alineados con nuestros propios recursos. Y finalmente buscar, ubicar, utilizar un sustituto del maíz amarillo importado de producción nacional y que no es exactamente un maíz nacional, como piensan algunos. Las inmensas cantidades importadas anualmente de maíz, utilizado en las dietas de animales, es consecuencia de la baja competitividad de Costa Rica para producirlo (promedio 2 ton/ha vs 10 ton/ha, en USA), además de los altos subsidios aplicados a este grano, por nuestro principal proveedor. Lo que necesitamos es un producto como la yuca amarga por las siguientes razones.
Una comparación apropiada de competitividad, debe ser por producción de almidón, independientemente de la materia prima per se. La yuca amarga produce mínimo 10,8 ton almidón/ha (40 ton raíz/h, - con 33,8 % materia seca y 80 % almidón) y el maíz 1,2 ton/h, en CR (2 ton grano/ha) y 6,2 ton/h de almidón en USA (10 ton grano/h, - con 85 % materia seca y 72 % almidón), lo cual le da una clara ventaja, en eficiencia de producción de almidón, a Costa Rica sobre USA.
El siguiente cuadro presenta como ejemplo el análisis de la producción de almidón en la finca La Quina, en Montelimar de Jaco, donde se obtuvieron producciones de 12,6 a 17,23 toneladas de almidón por hectárea, de dos a tres veces superior a la producción de almidón del maíz amarillo en USA. En otros sitios como Cañas, Guanacaste, se han obtenido hasta 28 toneladas de almidón.
CUADRO 1
Ensayo variedades cosechado MAG-MCSUR/INTA. 11-13 marzo, 2020 Finca La Quina. Montelimar/Turrubares. Jose R.
Contenido (%) de materia seca determinado por el método gravimétrico en finca: 36,94; 28,24; 33,82 y 32,30 en el orden de arriba hacia abajo en el cuadro. Se utilizo el contenido estándar de almidón utilizado por ese mismo método de 87,5 %. Para el maíz se utilizó 85 % de MS y 72 % de almidón usual en el maíz amarillo No 2 importado.
Ampliando un poco más sobre el componente energético y su papel critico en la nutrición por su alta demanda y baja disponibilidad en los sistemas de producción en general, observemos la información del cuadro siguiente. Una de las limitaciones más grandes que hay en las pasturas y forrajeras en general es la energía. La vaca, particularmente en la etapa inicial de lactación, tiene una gran demanda de energía; aunque hay algunas materias primas altas en energía de lactación, el ensilaje de yuca sobresale por su alto contenido. La yuca es factible producirla en la
CUADRO 2. Datos comparativos del contenido de energía del ensilaje de yuca amarga
finca lechera, procesarla en forma de ensilaje de una manera simple y tenerla siempre disponible, reduciendo su dependencia en el producto importado. Es evidente que la yuca tiene muy bajo tenor de proteína, sin embargo, en un manejo de pasturas rotacional es factible que
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el animal pueda satisfacer sus necesidades para producciones de leche promedio cerca de los 12 kg diarios y aprovechar al máximo la energía de esa materia prima originada en la finca a base de ensilaje de yuca.
Mudgal y Sampath (1971) citados por Devendra 1977, reportaron que el valor nutricional de la raíz de yuca es de 83,3 kg de NDT/100 kg MS. Devendra 1977 reporta los siguientes parámetros nutricionales (%) de la raíz de yuca (incluye cáscara): 1,7 PC; fibra cruda 3,2; extracto etéreo 0,8; cenizas 2,2; ELN 92,1; Ca 0,091; P 0,121; Mg 0,012; EB 15,6 MJ/kg (1 MJ/4,184= Mcalorías=3,728).
Solo un ejemplo es suficiente, para demostrar el potencial de la yuca amarga para producir energía en Costa Rica. En orden de importancia por su producción de raíz, algunas variedades de yuca amarga probadas en la finca de don Marvin Rojas en Rio Cuarto, 2017, arrojaron los siguientes datos.
Cuadro 3. Produccion de las variedadeszx de yuca amarga en rio Cuarto de Alajuela. Costa Rica
*Referencia ton almidón/ha maíz producido en CR =2000*0,72 (contenido de almidón en el maíz) =1,44 ton/ha Contenido de MS % determinado por método gravimétrico de campo: 23,9; 31,0; 33,7; y 33,5 en el orden de las variedades de yuca del cuadro y aplicación del 87,5 % de almidón utilizado por el método mencionado a la raíz de yuca amarga.
Como se puede observar en el cuadro anterior, en promedio estas variedades producen el doble por hectárea de almidón que una hectárea de maíz en USA. De todas maneras, aún en este caso, la producción de raíz fresca debe ser lo suficiente para que su costo sea lo más bajo posible el cual debe ser más bajo al maíz amarillo comparativamente con base al contenido de almidón. Mas adelante en el presente documento se atiende el tema de costos.
Objetivo del proyecto.
El proyecto base del desarrollo de la yuca amarga en Costa Rica, tuvo como objetivo general buscar la soberanía alimentaria de Costa Rica, mediante la confirmación de su potencial de como sustituto parcial del maíz amarillo en la alimentación animal. A mediados de la primera década del presente siglo y particularmente en el 2007, la transformación del maíz amarillo en etanol para biocombustible en los Estados Unidos, principal proveedor de Costa Rica de esta materia prima, de la cual dependen en su totalidad, las aves y los cerdos y en un menor proporción la actividad lechera en nuestro país, generó incertidumbre no solo por la tendencia en el aumento de precio observado, sino también inquietudes por la posibilidad de un desabasto del maíz.
Como consecuencia, la Cámara Nacional de Productores de Leche, solicito al INTA investigar la posibilidad de sustituir total o parcialmente el maíz amarillo con materias primas nacionales. Fue así como la comisión ad-hoc INTA-Cámaras, conformada con el propósito de identificar las posibles opciones, determinó a finales del 2007 que el candidato más fuerte era la yuca. A partir de aquí nace todo el desarrollo y esfuerzo que ha realizado el INTA, desde la importación de
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variedades de yuca amarga de alta producción, las evaluaciones agronómicas e identificación de los materiales más promisorios, la implementación de una planta procesadora de harina de yuca, los estudios de procesamiento y costos, pruebas con animales, y últimamente la transformación de la raíz de la yuca amarga en ensilaje, el cual ha resultado la manera más simple y económica para sustituir maíz amarillo, de alta palatabilidad para animales (cerdos y rumiantes) y que el productor podría producir directamente en su finca bajando la dependencia en el maíz amarillo (Morales 2016, 2019). El ensilaje de raíz de yuca es de muy fácil confección, es de bajo costo y quizá entre sus características importantes es que tiene un contenido energético similar al maíz, por ejemplo en rumiantes su valor es de 3,4 Mcal ED/kg MS (Morales comunicación personal). Y justamente la energía es el mayor limitante en nuestros sistemas de producción animal. Además comparativamente y para tener claridad en el significado del aporte que puede hacer esta materia prima al sector pecuario nacional, es que la producción por hectárea de almidón, carbohidrato complejo responsable de ese valor energético, está en el rango de 6 - 25 ton con yuca amarga en Costa Rica, versus 6 ton el maíz amarillo en USA, es decir, con yuca amarga competimos favorablemente con el maíz (Morales 2020, datos sin publicar).
A las variedades de yuca amarga se les llaman también yuca de alta producción. Amarga, por su alto contenido de ácido cianhídrico (HCN) con respecto a las yucas dulces (+ de 150 ppm) y de alta producción por su rendimiento por hectárea, más de 40 toneladas de raíz fresca, comparada con las 15 toneladas promedio de la yuca dulce.
En enero del 2008 a partir de la solicitud del INTA, a Clayuca Colombia, ingresaron al país 25 variedades de yucas de alta producción, entre las cuales venían 9 variedades de yucas amargas. Estos materiales ingresaron en forma de plántulas en tubos de ensayo en triplicado. En el traslado desde Colombia hasta el Laboratorio de Tejidos del INTA, ubicado en el Centro Experimental Carlos Durán no lograron sobrevivir siete de las variedades, por lo que la multiplicación se dio en las 18 variedades restantes. En los anexos se incluye la lista de estas variedades. Una vez hubo una cantidad suficiente de plantas replicadas, se envió un set de estas, al Laboratorio de Cultivo de Tejidos del INTA ubicado en la Estación Experimental Los Diamantes en Guápiles. Entre la multiplicación inicial en La Carlos Durán y la multiplicación en Guápiles se perdieron otras 5 variedades, quedando al final un set de 630 plantas de 14 variedades que se multiplicaría y culminarían los procesos de evaluación de variedades que inicio en el 2010.