Protein enrichment of Opuntia ficus-indica using Kluyveromyces marxianus in solid-state fermentation

Inglés. Abstract Opuntia ficus-indica is used in animal feed but has a low protein content (above 4%) in comparison to high-quality forage (above 16%). It is necessary to develop technologies that improve the nutrimental value of Opuntia ficus-indica through the process of solid-state fermentation (SSF). Therefore, the objective of this study was to evaluate the changes in the chemical composition of Opuntia ficus-indica during the SSF with the yeast Kluyveromyces marxianus ITD00262. Kluyveromyces marxianus ITD00262 was grown in glucose, peptone, yeast (GPY) broth, at 28 °C and pH 4.8 for 12 h. Opuntia ficusindica was incubated in SSF at 28 °C without inoculation (T1) or inoculated with K. marxianus ITD00262 (T2). Fermented samples of Opuntia ficus-indica were dried, and the dry matter (DM), crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF), lignin (LIGN) and in vitro dry matter digestibility (IVDMD) contents were ascertained. Data were analyzed with a completely randomized design with a factorial arrangement of 2×6. A decrease of 11% in DM was observed for T1 compared with T2 at 48 h of fermentation. A 300% increase in PC content was observed for T2 at 120 h of fermentation. The DMIVD was increased by 3%, whereas the values of NDF and ADF decreased by 18% in T2. According to our results, it is confirmed that the use of K. marxianus in the SSF of Opuntia ficus-indica has a positive effect and improves the nutrimental quality of this forage.

Español; castellano. Resumen Opuntia ficus-indica es utilizado en la alimentación animal, a pesar de su bajo contenido de proteínas (4%) comparado con forrajes de alta calidad (16%). Es necesario desarrollar tecnologías que permitan incrementar el valor nutrimental de O. ficus-indica, mediante procesos como la fermentación en estado sólido (FES). Por lo que el objetivo de este trabajo fue evaluar los cambios en la composición química de O. ficus-indica durante la FES al ser inoculado con K. marxianus ITD00262, para esto la cepa se activó en caldo de Glucosa peptona, extracto de levadura (GPY), a 28°C y pH de 4.8, el proceso de fermentación consistió de dos tratamientos, el primero sin inoculación de K. marxianus (T1), el segundo inoculando K marxianus (T2). Las muestras de O. ficus-indica fermentadas fueron secadas, y se les determinó los contenidos de materia seca (MS), proteína cruda (PC), fibra detergente neutra (FDN), fibra acido detergente (FDA), lignina (LIGN), digestibilidad in vitro de materia seca (IVDMD). Los datos fueron analizados con un arreglo factorial de 2×6. Se observó una disminución en la MS, el cual fue 11% menor para T1 comparado con T2 a las 48 h de fermentación. El contenido de PC, se incrementó 300% en T2 a las 120 h de fermentación. La DIVMS aumentó 3% mientras que los valores de FDN y FDA disminuyeron 18% en T2. De acuerdo con nuestros resultados, se confirma que el uso de K. marxianus en la FES de O. ficusindica, tiene un efecto positivo porque incrementa la calidad nutritiva de este forraje.