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El uso de probióticos en la producción de larvas de camarón blanco (Litopenaeus vannamei): Un análisis marginal de la viabilidad bioeconómica

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Por: Daniel Peñalosa-Martinell, Marcelo Araneda-Padilla, Silvie Dumas, Sergio Martínez-Díaz y Miguel Vela-Magaña

La cría de larvas es clave para producir grandes volúmenes de camarones, donde los probotióticos han contribuido a aumentar su supervivencia. Este estudio evalúa los aspectos biológicos, tecnológicos y económicos de la producción sostenible, con el uso de probióticos comerciales y caseros, detallando los beneficios económicos para el laboratorio analizado.

Los probióticos son complementos alimenticios con un efecto positivo en el equilibrio intestinal del huésped. A efectos de este estudio, el término probiótico se abordará desde un punto de vista industrial y se define como la preparación de microorganismos vivos añadidos a los alimentos o al agua y que tienen un efecto positivo, tanto en la calidad del agua como en la salud de los organismos producidos.

Los probióticos reducen la proliferación de bacterias patógenas mediante la exclusión competitiva. Las bacterias también son capaces de colonizar la microbiota intestinal e inducir una mejora en la respuesta inmunitaria.

Como beneficio tecnológico, los probióticos mejoran la calidad del agua al reducir el amonio, lo que a su vez disminuye las demandas de energía asociadas a la producción. Además, ofrecen beneficios medioambientales, como la reducción de las emisiones de CO2, los efluentes vertidos al medio natural y el uso de antibióticos.

“Este estudio demostró que los costes de producción de los probióticos se justifican por el aumento significativo de la supervivencia que, a su vez, se tradujo en una reducción de los costes unitarios de producción.”

Los costos asociados a la adición de probióticos, en los sistemas de cultivo, son significativamente mayores que los asociados al ahorro energético. Por lo tanto, el objetivo de este estudio es responder a las siguientes preguntas de investigación:

¿Es rentable el uso de probióticos en la producción de larvas de camarón pata blanca? Si es así, ¿cuál es la dosis de probióticos que maximiza los beneficios económicos?

“El uso de probióticos redujo los costes unitarios medios de producción en un 44% cuando se aplicaron probióticos caseros, y en un 35% cuando se utilizaron probióticos comerciales.”

Materiales y métodos

Las preguntas de la investigación se abordaron en cuatro pasos. En primer lugar, se desarrolló un modelo bioeconómico para simular el efecto continuo acumulativo de los probióticos y evaluar diferentes decisiones de gestión.

En segundo lugar, se realizaron simulaciones para evaluar el efecto continuo de los probióticos en una producción hipotética, para aplicar un análisis marginal que pudiera identificar la dosis y optimizar el rendimiento económico del laboratorio.

En tercer lugar, se estimó un análisis presupuestario parcial para evaluar la viabilidad económica del uso de probióticos y comparar los cambios en los costes e ingresos bajo tres escenarios hipotéticos: el uso óptimo de probióticos caseros, el uso óptimo de probióticos comerciales y la ausencia de probióticos.

Por último, se realizó un análisis de sensibilidad para identificar los parámetros con mayor influencia en el rendimiento económico del Laboratorio Gran Mar, una instalación de producción de camarones larvarios situada en el noroeste de México.

Instalaciones y datos del laboratorio

La producción consistió en ocho lotes o ciclos al año. En este análisis, solo se consideraron los lotes mantenidos durante 15 días, ya que es el tiempo medio necesario para obtener larvas de camarón L. vannamei, en la fase PL5, cuando pasan a la siguiente fase de producción.

Los probióticos comerciales utilizados incluían los siguientes géneros y cepas de bacterias y hongos Lactobacilus sp., Bacillus sp., Saccharomyces cerevisiae, Nitrobacter sp., Nitrosomonas sp., Rhodobacter capsulatus, Lactobacillus sporogenes, Saccharomyces fragilis y Bacillus brevis, entre otros.

La composición del probiótico casero inóculo está protegida por Gran Mar, pero también incluye los géneros Lactobacillus, Bacillus y Nitrobacter, entre otros.

“Aunque las altas concentraciones de probióticos pueden dar lugar a altas tasas de supervivencia, el efecto económico puede ser contrario al esperado cuando se utilizan probióticos comerciales.”

Descripción del modelo bioeconómico

A partir de los datos mencionados, se construyó un modelo bioeconómico para observar el efecto de las diferentes concentraciones de probióticos durante la producción. El modelo del sistema de producción se compuso de tres submodelos: biológico, tecnológico y económico. El precio de las larvas se consideró fijo en 2.89 USD mil-1 PL-1; el precio no depende del peso del PL.

Submodelo biológico

Los principales objetivos del uso de probióticos en la producción de camarones larvarios son mejorar la calidad del agua y reducir la presencia de patógenos y compuestos nitrogenados tóxicos.

Además, para potenciar su efecto, se debe mantener una temperatura del agua elevada y constante, que favorezca el crecimiento bacteriano y la supervivencia de las larvas.

Según los resultados obtenidos, la supervivencia y la dosis mostraron una relación logarítmica. Así, las dosis bajas, tendrán un alto impacto en la supervivencia y este efecto disminuirá marginalmente junto con la dosis aplicada.

Submodelo económico

Dado que las dosis de alimentos son las mismas con o sin el uso de probióticos y constantes durante la producción, no se mostraron en el análisis del presupuesto parcial.

No obstante, sus costes se tuvieron en cuenta al estimar los costes totales y unitarios. Se consideró un uso óptimo de la potencia de bombeo e invariable a lo largo de los 15 días de cría.

Se aplicó un análisis marginal para identificar la concentración de probióticos que optimiza el rendimiento económico de este laboratorio de PL de camarón.

Según la teoría, se considera que la dosis óptima, de probióticos, es aquella para la cual el ingreso
marginal es igual a los costos marginales.

Resultados

Con el uso de los probióticos caseros se logró una reducción de los costos unitarios de producción en relación con el uso de probióticos comerciales, excepto en las primeras etapas de producción (de S1 a S2), en las que se requiere adquirir equipos.

Debido a las características inherentes a la producción de microorganismos, el comportamiento del coste unitario de los probióticos caseros se describió mediante una curva exponencial negativa. El menor costo unitario de producción se alcanza cuando se obtiene la mayor cantidad de probióticos. Con este protocolo, se puede esperar una supervivencia del 76% al 87%.

Los costos de implementación de los probióticos se optimizarían, obteniendo beneficios de hasta 387 403.26 ± 1 562.54 USD ciclo-1 (Figura 1).
“La dosis de probiótico que optimiza el rendimiento económico se ve afectada por el precio de mercado del camarón larvario.”

Cuanto mayor es el precio, mayor es la concentración que optimiza el rendimiento económico. En ausencia de probióticos, se pueden esperar tasas de supervivencia del 47% al 52%, con unos beneficios asociados de 285 494.84 ± 9 338.78 USD ciclo-1. Es decir, un 7% menor al observado con el uso óptimo de probióticos comerciales y un 26% menor que con el uso de probióticos caseros.

El uso de probióticos redujo los costos unitarios medios de producción en un 44% cuando se aplicaron probióticos caseros, y en un 35% cuando se utilizaron probióticos comerciales. El modelo fue sensible a los cambios en los precios de mercado de las larvas de camarón, donde un aumento del 1% podía tener un impacto del 1.5% en los beneficios obtenidos.

El efecto de la densidad celular de los probióticos tuvo un impacto menor en la viabilidad económica que los cambios en los precios de los insumos (los principales impulsores de los costos unitarios de los probióticos).

Discusión

Este estudio demostró que los costes de producción de los probióticos se justifican por el aumento significativo de la supervivencia que, a su vez, se tradujo en una reducción de los costes unitarios
de producción.

Desde el punto de vista económico, si los precios de mercado caen por debajo de 1.01 USD mil-1 larvas-1, no es conveniente utilizar probióticos, debido a que los costos de producción se reducirían significativamente, pero a cambio de una importante reducción de la supervivencia.

“Los resultados de este estudio revelaron un aumento significativo de la supervivencia atribuido al uso de probióticos, demostrando que debe administrarse una dosis adecuada para que esta tecnología sea rentable para la producción de camarones larvarios.”

A medida que aumenta el precio de mercado del camarón larvario, también lo hace la dosis óptima de probióticos. Dadas las características del mercado larvario, en el cual no se tiene en cuenta el peso de la PL, la supervivencia es directamente proporcional a los ingresos.

“Aunque los probióticos se han descrito como una tecnología sostenible, sólo se han evaluado los factores ambientales sin considerar los impactos económicos y sociales.”

El efecto contraproducente de utilizar probióticos de forma inadecuada se traduce en pérdidas económicas que no son fáciles de observar. Si se aplicaran los probióticos de forma incorrecta a pesar de observar una elevada supervivencia los resultados económicos serían iguales o peores que los observados sin el uso de esta tecnología, pero con un procedimiento mucho más complejo.

Otra decisión importante es el uso de probióticos caseros o comerciales. El uso de probióticos comerciales es una mejor opción para la producción a pequeña escala utilizando una dosis de probióticos de 80 L ciclo-1 o menos.

“El menor coste unitario medio de producción de los probióticos caseros en comparación con los comerciales facilitó la aplicación de una dosis más alta, lo que se tradujo en una mayor supervivencia y, por tanto, en un mejor rendimiento económico.”

De hecho, aunque las altas concentraciones de probióticos pueden dar lugar a altas tasas de supervivencia, el efecto económico puede ser contrario al esperado cuando se utilizan probióticos comerciales. El efecto positivo de los probióticos se debió al aumento sustancial de la supervivencia y, por tanto, de los ingresos.

Sin embargo, el uso de probióticos se asoció a un aumento del 6% en los costes totales de producción; por consiguiente, la rentabilidad también dependió de la capacidad del laboratorio para mantener la inversión en esta tecnología (Tabla 1).

“El desarrollo de probióticos adecuados no es una tarea sencilla y requiere experimentos a gran escala, así como el diseño de herramientas adecuadas de seguimiento y una producción controlada.”

Los modelos utilizados para evaluar el rendimiento económico de los probióticos deben construirse en torno a la cepa bacteriana, las instalaciones y los objetivos específicos de la aplicación de los probióticos; así, la dosis óptima de probióticos es particular para cada laboratorio.

Aunque los probióticos se han descrito como una tecnología sostenible, sólo se han evaluado los factores ambientales sin considerar los impactos económicos y sociales.

Esta es una versión resumida desarrollada por el equipo editorial de Panorama Acuícola Magazine del artículo “THE USE OF PROBIOTICS IN LARVAL WHITELEG SHRIMP (LITOPENAEUS VANNAMEI) PRODUCTION: A MARGINAL ANALYSIS OF BIOECONOMIC FEASIBILITY” escrito por DANIEL PEÑALOSA-MARTINELL, MARCELO ARANEDA-PADILLA, SILVIE DUMAS, SERGIO MARTINEZ-DÍAZ, MIGUEL VELA-MAGAÑA.
La versión original fue publicada en OCTUBRE de 2020 a través WILEY ONLINE LIBRARY. Se puede acceder a la versión completa a través de
https://doi.org/10.1111/are.14949.

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