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Aditivos microbianos en la alimentación animal. Experiencias del Instituto de Ciencia Animal

Publicado: 5 de abril de 2016
Por: Yoandra Marrero, Areadne Sosa y Yaneisy García Instituto de Ciencia Animal (ICA), Cuba
Resumen

El empleo de aditivos microbianos en la alimentación de especies de interés económico es una alternativa al uso de antibióticos promotores del crecimiento. En Cuba, el Instituto de Ciencia Animal ha desarrollado investigaciones encaminadas a obtener y evaluar aditivos microbianos en especies monogástricas y rumiantes. Los principales resultados se describen en el presente trabajo. Para la obtención de probióticos destinados a monogástricos, se realizó una secuencia experimental donde se aislaron cepas de origen porcino (n=4) y aviar (n=18). Posteriormente, se caracterizaron in vitro, donde Lactobacillus pentosus LB-31 mostró las mejores características como candidata y su actividad probiótica se evaluó en pollos de ceba, truchas arco iris y cerdos. Resultados que permiten incrementar la diversidad de cepas cubanas con actividad probiótica. En el caso de aditivos para rumiantes, se realizaron investigaciones con levaduras y Aspergillus oryzae. Los estudios con levaduras comprendieron una serie de experimentos para evaluar su inclusión en dietas con alto contenido de fibra. Primero, se evaluó la cepa Saccharomyces cerevisiae L25/7/13 y se demostró que ejerce efecto estimulador de las poblaciones de bacterias ruminales y la producción de leche. Posteriormente, se caracterizaron e identificaron cepas de levaduras aisladas del ecosistema ruminal y se evaluaron in vitro e in vivo diferentes factores que afectan su uso como aditivos.Se demostró quetodos estos aislados son más promisorios que S. cerevisiae, empleada tradicionalmente en los productos comerciales. En la evaluación in vitro de A. oryzae,como activador de la fermentación ruminal de alimentos fibrosos, se demostró su inocuidad y capacidad para permanecer viable en las condiciones del rumen durante 24 horas, así como se logró estimular la fermentación ruminal. Los resultados anteriores permiten afirmar que se cuenta con una cepa de A. oryzae y cepas de levaduras caracterizadas en función de su eficiencia como aditivo activador de la fermentación ruminal.

Palabras clave: probiótico, activadores, Lactobacillus, Aspergillus, levaduras 

Introducción
En la alimentación animal, el empleo de aditivos microbianos como los probióticos y los activadores de la fermentación ruminal contribuye a la mejora de la salud y mayor aprovechamiento de los alimentos, lo que permite incrementar los rendimientos productivos y consecuentemente, la disponibilidad de leche, carne y huevo destinados a la población. Los cultivos de bacterias ácido lácticas, levaduras y bifidobacterias, puros o mixtos, son los más utilizados como probióticos.

De forma general, estos aditivos microbianos pueden adherirse y colonizar el tracto gastrointestinal de los animales. Consecuentemente, pueden contribuir a la estabilidad de este ecosistema e influir en los procesos digestivos y absortivos, lo que determina buen funcionamiento del tracto y por tanto, buen estado de salud del animal que puede reflejarse en incremento de los rendimientos productivos. Sin embargo, los efectos y la eficacia de estos preparados pueden variar según la especie o cepa que se utilice para estos fines. Por eso, cada candidato a probiótico debe cumplir con una serie de requisitos, entre los que se incluyen: aislamiento desde hábitats adecuados; ser microorganismos reconocidos como seguros (GRAS); capaces de adherirse a la mucosa intestinal y de inhibir microorganismos patógenos; así como comprobar la respuesta biológica de los animales a los microorganismos candidatos (FAO/WHO, 2002).

Por su parte, dentro de las especies microbianas que se incorporan a las dietas de rumiantes como aditivos, se encuentran la levadura Saccharomyces cerevisiae y el hongo Aspergillus oryzae.

La adición de estos microorganismos a la dieta ejerce efectos favorables en las poblaciones microbianas ruminales y en los indicadores fermentativos del rumen y como consecuencia, mejora la salud y la productividad de los animales. A pesar de las ventajas que ofrecen los aditivos microbianos en la producción animal, en Cuba no se producen a nivel industrial y sus altos precios en el mercado internacional los hacen incosteables para su empleo en la ganadería cubana.  Principales resultados: No obstante, el Instituto de Ciencia Animal, durante más de 10 años, ha desarrollado un grupo de proyectos de investigación para la obtención de aditivos a partir de bacterias, levaduras y hongos para su uso como aditivos microbianos en la alimentación animal.
A continuación se detallan los resultados principales de algunos de los proyectos:
 
Cepas de levaduras  
  • Se evaluó la cepa Saccharomyces cerevisiae L 25/7/13 y se demostró que ejerce efecto estimulador de las poblaciones de bacterias ruminales y la producción de leche. Dicha cepa constituyó un patrón para el resto de los estudios.  
  • Se aislaron, caracterizaron e identificaron cepas de levaduras procedentes del ecosistema ruminal y se evaluaron in vitro e in vivo diferentes factores que afectan su uso como aditivos. Como resultados se estableció una metodología para el aislamiento y caracterización de levaduras presentes en el rumen. 
  •  Se conformó el primer cepario cubano de levaduras con potencialidad de uso en la obtención de productos biológicos activadores de la fermentación ruminal y se registró en el World Data Centre for Microorganisms. Se cuenta con los depósitos de las secuenciasobtenidas de la región D1/D2 del gen ADNr 26S de las cepas que conforman la colección, en las bases de datos del Genbank.  
  • Se demostró quetodas estas cepas son más promisorias que Saccharomyces cerevisiae, empleada tradicionalmente en los productos comerciales cuando se utilizan dietas con pasto estrella (Cynodon nlemfuensis). 
  • Se formuló un medio para el cultivo de levaduras a escala de laboratorio y banco que resultó una opción adecuada que permite utilizar fuentes nacionales para la optimización del  crecimiento microbiano.

Hongo Aspergillus oryzae
  • Se determinaron las condiciones de cultivo de la cepa de A. oryzae y se realizó el estudio micotoxicológico. 
  • Se evaluó la cepa de A. oryzae bajo condiciones in vitro y se demostró que ejerce efecto estimulador en las poblaciones microbianas y los ácidos grasos de cadena corta. 

Cepas de bacterias ácido lácticas y levaduras de origen aviar y porcino  
  • Se aislaron, caracterizaron e identificaron microorganismos, de origen porcino, con potencialidad probiótica (Lactobacillus casei). 
  • Se aislaron, caracterizaron e identificaron microorganismos, de origen aviar, con actividad probiótica (Lactobacillus pentosus LB-31 y Wickerhamomyces anomalus LV6).  
  • Se cuenta con quince cepas registradas en el GenBank, de ellas seis candidatas a probiótico de las especies Pediococcus pentosaceus (LB-12 y LB-25), Weisella cibaria (LB-13), Lactobacillus crispatus (LB-29), Pichia kudriavzevii (LV-8)y Kodamaea ohmeri (LV-9).
  • Se dispone de una colección de bacterias ácido lácticas (LB-ICA) con potencialidad de uso en la obtención de bio-productos registrada en el World Data Centre for Microorganisms con el número de registro 999. 
  • Se dispone de una colección de levaduras (LV-ICA) con potencialidad de uso en la obtención de bio-productos registrada en el World Data Centre for Microorganisms con el número de registro 1002. 
  • Se obtuvo una mezcla probiótica con cepas de Lactobacillus pentosus y Wickerhamomyces anomalus, de origen aviar. 
  • Se evaluó la respuesta probiótica de cepas de L. pentosus, W. anomalus y su mezcla en pollos de ceba. 
  • Se evaluó la respuesta probiótica de la cepa de L. pentosus LB-31 y su mezcla con W. anomalus LV-6 en truchas arco iris. 
  • Se evaluó la respuesta probiótica de la cepa de L. pentosus LB-31 en cerdos en crecimiento.
Los resultados anteriores poseen alto valor como material de consulta para los especialistas del tema de aditivos microbianos para la producción animal. Además de que son resultados de gran actualidad e importancia para el país ya que se obtienen cepas con acciones específicas y se demuestra la posibilidad de utilizarlas solas o mezcladas en la alimentación de diferentes especies de animales, así como incrementa la diversidad de cepas que existen en el país.
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Autores:
Yaneisy García Hernández
ICA - Instituto de Ciencia Animal- Cuba
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Yoandra Marrero Rodríguez
ICA - Instituto de Ciencia Animal- Cuba
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