Silagem ácida de carcaças de frango : otimização do processo de obtenção por metodologias de superfície de resposta e utilização na alimentação de peixes

O Brasil é o terceiro maior produtor mundial de carne de frango, com produção média de 11,42 milhões de toneladas em 2010. Estima-se que as perdas devido à mortalidade por causas naturais podem chegar a 5% do plantel. Isto representa uma grande quantidade de material biológico não aproveitado, que quando bem manejado, pode ser transformado em alimento. Com o objetivo de aproveitar essas carcaças de frangos, transformando o resíduo em fonte de proteína para alimentação de peixes, foram realizados três experimentos, como descritos a seguir. EXPERIMENTO 1: Otimização do processo de obtenção da silagem ácida de carcaças de frango por metodologia de superfície de resposta (MSR). O objetivo desse trabalho foi otimizar as melhores condições de obtenção de silagem ácida de carcaças de frango por MSR. Para o preparo da silagem, foram utilizadas carcaças inteiras de frango, moídas em moedor elétrico, homogeneizadas e colocadas em 45 recipientes de polietileno contendo 2 kg cada. Utilizou-se o delineamento fatorial incompleto 33 da MSR, com 15 tratamentos e 3 repetições no ponto central. As variáveis otimizadas foram concentração de ácidos (X1), tempo de armazenamento em dias (X2¬) e número de revolvimentos diários (X3). Os níveis das variáveis foram: X1= 3, 5 e 7% (ácido fosfórico e acético na proporção 4:6); X2= 10, 20 e 30 dias de armazenamento e X3= 0, 1 e 2 revolvimentos diários. As variáveis avaliadas foram: pH, proteína bruta, oxidação lipídica, extração de óleo e contagem de mesófilos. O pH da massa ensilada foi influenciado principalmente por X1 apresentando efeito linear negativo e quadrático positivo. O tempo de armazenamento apresentou efeito positivo sobre o pH. Para a proteína bruta foi observado efeito linear e quadrático negativo, de X1 indicando uma região de máximos valores de proteína no ponto central. Na oxidação lipídica, o modelo de predição indicou uma região de mínimos valores próximos ao ponto central. O modelo gerado para extração de óleo indicou máximos valores de extração quando a silagem é armazenada por longos períodos e com utilização de altas concentrações de ácidos. O modelo gerado para contagem de mesófilos mostrou varias interações entre as variáveis, sendo que a superfície de resposta indicou uma região com maior número de microrganismos quando se utiliza baixas concentrações de ácidos e poucos dias de armazenamento da silagem. A MSR permitiu a otimização das variáveis independentes. A concentração de ácidos que melhor representa os valores ideais de pH ficou em 5% (2% ácido fosfórico, 3% ácido acético), sendo necessário o armazenamento por pelo menos 20 dias e com apenas um revolvimento diário. EXPERIMENTO 2: Inoculação experimental de Salmonella sp em silagem ácida de carcaças de frango - Este trabalho foi realizado para avaliar a eficiência de eliminação de microrganismos patogênicos na ensilagem de carcaças de frangos. Para a ensilagem, as carcaças de frango foram moídas, homogeneizadas e adicionadas de 2% de ácido fosfórico, 3% de ácido acético, 0,1% de BHT (Hidroxibutilanisol) e 0,1% de antifúngico (ácido sórbico). Em seguida, foram acondicionadas em minissilos, com inóculo de Salmonella, sendo: T0 - controle (sem inóculo); T1 - com 102 UFC/g; T2 - com 103 UFC/g e T3 - com 104 UFC/g, revolvidos uma vez ao dia. A silagem foi monitorada por 45 dias com aferições de pH e temperatura diariamente. Foram realizadas análises químicas e microbiológicas (coliformes a 30 e 45oC e Salmonella). O pH médio das silagens foi de 4,2 ao final de 45 dias de armazenamento e temperatura média de 26,6oC. Os resultados microbiológicos demonstraram que, após 3 dias de ensilagem já não era observada presença de Salmonella. O número de coliformes a 30 e 45oC apresentaram valores inferiores a 0,3NMP/g em todos os tratamentos aos 20 dias de armazenamento. O tratamento ácido da silagem foi eficaz na inibição microbiana tornando o produto seguro para ser utilizado na alimentação animal. EXPERIMENTO 3: Silagem ácida de carcaças de frango na alimentação de tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus). O objetivo deste trabalho foi avaliar a utilização de silagem ácida de carcaças de frangos na alimentação de tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus). A silagem foi preparada utilizando-se carcaças de frango inteiras sem evisceração e com penas pela adição de ácido fosfórico (2%), ácido acético (3%), antioxidante (Hidroxibutilanisol) (0,1%) e ácido sórbico (0,1%). A massa ensilada foi revolvida uma vez ao dia e permaneceu armazenada por 30 dias sendo monitorada a temperatura e pH diariamente. Foram utilizados 120 peixes com peso médio inicial de 146,8 gramas, distribuídos em 12 caixas de 500L, em delineamento experimental inteiramente casualizado com quatro tratamentos e três repetições por tratamento. As rações experimentais foram calculadas para serem isoprotéicas (35% de proteína bruta) e isocalóricas (4600 kcal/kg) com a inclusão de 0, 10, 20 e 30% de silagem de frango (em base seca). Foram avaliadas a taxa de sobrevivência, ganho de peso, conversão alimentar, taxa de crescimento específico, rendimento de filé e porcentagem de vísceras. A qualidade da silagem foi avaliada por meio de análises microbiológicas. Os resultados mostraram que após 30 dias de armazenamento, a silagem estava isenta de microrganismos patogênicos, com contagem de coliformes a 30 e 45oC abaixo de 0,3NMP/g e ausência de Salmonella. As análises limnológicas mostraram boa qualidade da água com valores atendendo aos requeridos por tilápia do Nilo. Não houve efeito significativo dos diferentes níveis de silagem de frango nas rações, indicando que a silagem pode ser incorporada ate 30% na ração sem prejuízo ao desempenho produtivo dos animais. Brazil is the third largest producer of poultry meat in the world, with an average production of 11.42 million tons in 2010. It is estimated that losses due to natural deaths could reach 5% of total poultry. This represents a lot of untapped biological material, which when well managed, can be transformed in food. In order to take advantage of these poultry carcasses, turning the waste in a protein source for fish feeding, three experiments were carried out as described below. EXPERIMENT 1: Optimization of obtaining process of acid silage from poultry carcasses by response surface methodology (RSM). The aim of this study was to optimize the best conditions for obtaining acid silage from poultry carcasses by SRM. Whole poultry carcasses, grounds into electric grinder, homogenized, were used for silage preparation, that were placed in 45 polyethylene containers containing 2 kg each. A Incomplete factorial design 33 of SRM with 15 treatments and three repetitions at the central point, was used. The optimized variables were acid concentration (X1), storage time in days (X2) and daily number of turnings (X3). The levels of variables were X1 = 3, 5 and 7% (phosphoric acid and acetic acid in the ratio 4:6), X2 = 10, 20 and 30 storage days and X3 = 0, 1 and 2 daily turnings. The evaluated variables were: pH, crude protein, lipid oxidation, oil extraction and counting of mesophiles. The pH of ensiled mass was mainly influenced by X1 showing a negative linear effect and positive quadratic effect. The storage time had a positive effect on pH. For crude protein was observed a negative linear and quadratic effect of X1 indicating a region of maximum protein values at the midpoint. In lipid oxidation, the prediction model indicated a region of minimum values near the midpoint. The generated model for oil extraction indicated maximum values when the silage is stored for long periods and when high acids concentrations were used. The generated model for mesophilic count showed several interactions among variables, and the response surface indicated a region with highest microorganisms number when using low acids concentrations and a few storage days of silage. The RSM allowed the optimization of independent variables. The acids concentration that best represents the optimal pH was 5% (2% phosphoric acid, 3% acetic acid), requiring storage for at least 20 days and with only one turning day. EXPERIMENT 2: Experimental inoculation of Salmonella sp in acid silage from poultry carcasses. This study was carried out to evaluate the efficiency of pathogenic microorganism elimination in poultry carcasses silage. For ensilage, poultry carcasses were ground, homogenized and added 2% phosphoric acid, 3% acetic acid, 0.1% BHT (Butylated hydroxytoluene) and 0.1% antifungal (sorbic acid). They were then placed in mini-silos with Salmonella inoculum: T0 - control (without inoculum) T1 - with 102 CFU/g, T2 - with 103 CFU/g T3 - with 104 CFU/g, turned once a day. The silage was monitored for 45 days with daily measurements of pH and temperature. Chemical and microbiological analyses were carried out (total coliforms at 30 and 45oC and salmonella). The average pH of the silage was 4.2 at the end of 45 storage days and average temperature of 26.6 oC. The microbiological results showed that after 3 days of ensiling was not observed the presence of Salmonella. The coliforms number at 30oC and 45 oC showed lower values than 0.3 MPN/g in all treatments at 20 storage days. The acid treatment was effective in silage microbial inhibition making a safe product for use in animal feeding. EXPERIMENT 3: Acid-preserved poultry carcasses silage to Nile tilapia (Oreochromis niloticus) feeding. The objective of this study was to evaluate the use of acid silage of poultry carcasses to Nile tilapia (Oreochromis niloticus) feeding. The silage was prepared using whole poultry carcasses without evisceration, with feathers, by addition of phosphoric acid (2%), acetic acid (3%), antioxidant (Butylated hydroxytoluene) (0.1%) and sorbic acid (0.1 %). The ensiled mass was turned once a day and remained stored for 30 days with daily monitoring of temperature and pH. 120 fish with initial average weight of 146.8 grams, divided into 12 boxes of 500L in a completely randomized design with four treatments and three replicates per treatment, were used. The experimental diets were calculated to be isonitrogenous (35% crude protein) and isocaloric (4600 kcal/kg-) with inclusion of 0, 10, 20 and 30% of poultry silage (dry basis). The survival rate, weight gain, feed conversion, specific growth rate, fillet yield and viscera percentages were evaluated. The quality of silage was evaluated by microbiological analysis. The results showed that after 30 storage days, the silage was free from pathogenic microorganisms, with coliforms count below 0.3 MPN/g at 30 e 45oC and free of Salmonella. The limnological analysis showed good water quality meeting the required values for Nile tilapia. There was no significant effect of different levels of poultry silage in feeding, indicating that silage can be included up to 30% in diets without prejudice to the productive performance of animals.