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Uso de sueros de leche y soya fermentada para prevención de enfermedades

Uso de sueros de leche y soya fermentada para prevención de enfermedades

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Por: David Celdrán*

Según la organización mundial de la salud animal, en el año 2023 las enfermedades bacterianas fueron la causa de la reducción de hasta un 20% del potencial productivo mundial. Por ello, se está trabajando intensamente en una acción planificada e integrada, que incluye protocolos de bioseguridad, selección de genética resistente a patógenos comunes, alimento de alta calidad y alimentos funcionales inmunoestimuladores.

Las enfermedades bacterianas han sido uno de los problemas más importantes en la industria acuícola, provocando grandes pérdidas económicas. Según la organización mundial de la salud animal, en el año 2023 fueron la causa de la reducción de hasta un 20% del potencial productivo mundial. Por ello, se está trabajando intensamente en una acción planificada e integrada, que incluye protocolos de bioseguridad, selección de genética resistente a patógenos comunes, alimento de alta calidad y alimentos funcionales inmunoestimuladores.

Respecto a estos últimos, se ha reportado que los péptidos bioactivos tienen un impacto positivo sobre el rendimiento y la salud animal (Carrasco y Guerra, 2010).

Se trata de fragmentos específicos de proteínas de origen animal o vegetal (de 2 a 9 aminoácidos), liberados generalmente durante procesos de fermentación y enzimáticos (Reddy et al 2004). Investigaciones documentan que, dependiendo de la secuencia de aminoácidos que conforma el péptido, puede influir de manera positiva en el sistema gastrointestinal e inmune del animal (Blanch, 2014).

En el presente artículo, se expone la revisión sobre el uso de suero de leche y suero de soya, obtenidos tras la fermentación de estos insumos, como fuente natural de péptidos bioactivos, dos técnicas que pueden ayudar a la prevención de enfermedades causadas principalmente por Streptococcus, Pseudomonas, Aeromonas y Edwardsiella.

Uso del suero de leche en tecnología simbiótica

El suero de leche es un subproducto natural derivado principalmente del proceso de elaboración del queso o de la fabricación de cualquier lácteo. Se compone de proteínas, lactosa, ingredientes bioactivos, minerales (en esencia, fósforo y calcio), vitaminas, aminoácidos, lactoglobulina, lactoalbúmina, inmunoglobulina y lactoferrina (Madureira et al., 2007).

Su alto contenido proteico está siendo estudiado como sustituto de la harina de pescado e insumos vegetales (Hanson et al., 2020; Sallam et al., 2021; Yardimci et al., 2022;); sin embargo, lo más interesante de su composición son los ingredientes bioactivos, los cuales cumplen funciones tan importantes como una acción antioxidante y antimicrobiana (Carrasco y Guerra, 2010).

Por ejemplo, el alto contenido de cisteína presente en el suero contribuye a la síntesis de glutatión, la cual ayuda a la actividad de células del sistema inmune, principalmente linfocitos y células T (Blanch, 2014). Así mismo, el alto contenido de otras proteínas, como lactoferrina (10%), albúminas (75%), globulinas (10-12%) intervienen en calidad de antimicrobianos, a partir de la generación de péptidos bioactivos (Carrasco y Guerra, 2010).

“Otras investigaciones han demostrado que, a partir del suero o lactosuero fresco de bovino, se pueden encontrar bacterias ácido lácticas representativas (87.18% de las bacterias totales), que interfieren positivamente en la generación de compuestos antimicrobianos y, por ende, en la aumento del rendimiento del cultivo (Caballero et al., 2015).”

Entre las bacterias más representativas que encontramos en los sueros se encuentran: Lactobacillus rhamnosus, L. paracasei, L. acidophilus, L. casei y L. fermentum, L. helveticus, L. zeae y L. hilgardii con (Caballero et al., 2015). Dawood et al. (2020) y Akter et al. (2020) reportan un efecto sinérgico de L. plantarum y L. acidophilus con tilapia (Oreochromis niloticus) generando capacidad de resistencia o inhibición de Aeromona hydrophila.

Pirarat et al. (2006) informan un incremento y supervivencia de individuos de tilapia afectados por Edwardsiella tarda a través de la inclusión en el alimento de L. rhamnosus. Xia et al. (2018) reportan que concentraciones de inóculo de L. rhamnosus y Lactococcus lactis, en 108 UFC/g de alimento, mejoran la supervivencia y la resistencia a enfermedades por Streptococcus agalactiae.

“A partir de estos hallazgos científicos y junto a los ensayos realizados en campo por la compañía Bioaquafloc, se propuso como técnica simbiótica la fermentación del suero de leche con bacterias ácido lácticas. Este suero se ha venido usando para su inclusión junto al alimento balanceado en una relación 1-2:10 (1 a 2 L por cada 10 kg de alimento).”

El proceso fermentativo, en el que actúan las bacterias ácido lácticas, no solo hidroliza el contenido proteico presente en el suero a través de la acción enzimática, dejando de manera libre péptidos bioactivos, sino que también ayuda a dos aspectos fundamentales (Hernández et al., 2024; Adegbehingbe & Bello, 2014):

1. Generar un ambiente más ácido a nivel gastrointestinal, lo que beneficia la inhibición de algunas bacterias patógenas, debido al antagonismo a patógenos del ácido láctico.

2. Producción de bacteriocinas durante el proceso fermentativo, que actúan principalmente en la membrana de las células patógenas, creando poros y causando la lisis o muerte celular.

Uso del suero de soya fermentada en tecnología simbiótica

En acuicultura, producción agropecuaria y nutrición humana, la fermentación de la harina de soya generada con bacterias probióticas (Bacillus subtilis, Lactobacillus subtilis y/o Aspergillus oryzae) ha contribuido con importantes beneficios. Estos han sido relacionados con el incremento de la digestibilidad, la aportación de compuestos antimicrobianos, compuesto antioxidantes y la eliminación de factores antinutricionales como inhibidores de tripsina, ácido fítico, saponina, fitoestrógenos, entre otros (Yang et al., 2011).

“Diversos estudios han demostrado que, durante la fermentación, la actividad enzimática de microorganismos reduce los factores antinutricionales y descompone macromoléculas como proteínas, lípidos y carbohidratos en moléculas más pequeñas. Este proceso genera péptidos bioactivos, aminoácidos (ácido glutámico, aspártico, glicina, arginina, lisina, treonina), ácidos grasos, azúcares e isoflavonoides que mejoran la calidad y nutrición de la soya (Yang et al., 2011).”

Adicionalmente, durante la fermentación los microorganismos generan metabolitos (por ejemplo, bacteriocinas), ácidos orgánicos (ácido acético, propiónico y butanoico) y enzimas, como proteasas, amilasas, lipasas y fosfatasa, que influyen positivamente sobre el sistema inmune y rendimiento de los animales (Yang et al., 2011).

Estas propiedades benéficas se están convirtiendo en una solución importante como sustituto de gran parte de la harina de pescado para diversas especies acuícolas (Zhuo et al., 2014; Oliveira et al., 2022; El-Dakar et al., 2023).

El suero líquido de la soya, subproducto generado durante el proceso fermentativo, reporta tener similar composición y propiedades a la soya fermentada. No obstante, se ha evidenciado que la fermentación del suero líquido, con bacterias probióticas como Bacillus spp, Lactobacillus spp, Sacharomyces cereviciae, potencia su composición nutricional y sus propiedades antimicrobianas (Tabla 1) (Mukjerjee et al., 2016; Yigit & Dermir, 2020; Dai et al., 2021; Han et al., 2022; Oliveira et al., 2022; El-Dakar et al., 2023).

Tabla 1. Porcentajes de proteína, aminoácidos, oligosacáridos e isoflavonas de soya y suero de soya fermentado y sin fermentar.
Tabla 1. Porcentajes de proteína, aminoácidos, oligosacáridos e isoflavonas de soya y suero de soya fermentado y sin fermentar.

El proceso fermentativo que da lugar al suero de la soya con bacterias probióticas genera:

1. Incremento de ácidos orgánicos que causa una reducción del pH y la acidificación gastrointestinal, inhibiendo el crecimiento de algunas bacterias patógenas;

2. Incremento de isoflavonas que actúan como agentes antioxidantes;

3. Estimulación del crecimiento de las bacterias probióticas inoculadas, lo que favorece la producción de compuestos antimicrobianos como bacteriocinas, e

4. Incremento de péptidos bioactivos que ejercen una función antimicrobiana (Mukjerjee et al., 2016; Hanson et al.,2020; Sallam et al., 2021; Yardimci et al., 2022).

En Bioquafloc hemos venido implementando una técnica simbiótica basada en la fermentación de suero para la generación de suero. Generamos la fermentación durante 24 horas con Sacharomyces cereviciae.

La inclusión la realizamos en el alimento balanceado, en una relación de 1-2:10 (1 a 2 L por cada 10 kg de alimento) y ha tenido un impacto muy positivo en la disminución de enfermedades.

Realizamos ensayos in vitro en laboratorios con muestras de agua de cultivo de tilapia para ver el efecto de estos sueros contra patógenos de esta especie, mediante la técnica de generación de halos de inhibición.

Los resultados fueron muy positivos, obteniéndose halos de inhibición de 20, 23 y 18 mm para Aeromonas, Edwardciella y Pseudomonas respectivamente (Figura 1). También, se evidenciaron resultados positivos en la supervivencia y crecimiento de la tilapia en etapa de precría y engorda con la aplicación de estos sueros.

Figura 1. Pruebas in vitro. Efecto de microorganismos y suero de péptidos bioactivos frente al crecimiento microbiano de Aeromonas, Edwardsiella y Pseudomonas. 1. Lactobacillus spp. 2. Bacillus coagulans. 3. Sacharomyces boulardii. 4. Pediococcus acidilactici. 5. Péptidos bioactivos.
Figura 1. Pruebas in vitro. Efecto de microorganismos y suero de péptidos bioactivos frente al crecimiento microbiano de Aeromonas, Edwardsiella y Pseudomonas. 1. Lactobacillus spp. 2. Bacillus coagulans. 3. Sacharomyces boulardii. 4. Pediococcus acidilactici. 5. Péptidos bioactivos.

En conclusión, la implementación del suero de soya fermentada en el alimento es una técnica de tecnología simbiótica, con alto potencial que puede ayudar a mejorar la salud animal y aumentar la resistencia a enfermedades. Este suero ofrece una solución sostenible y eficaz para la prevención de pérdidas económicas durante el ciclo productivo, de manera sostenible y ambientalmente amigable.

Dr. David Celdrán Sabater

Este artículo ha sido elaborado con la participación de la bióloga Edna Riaño.
Las referencias y fuentes consultadas por el autor en la elaboración de este artículo están disponibles bajo petición previa a nuestra redacción.
David Celdrán es doctor en Ecología Marina, máster en Acuicultura y licenciado en Ciencias Ambientales por la Universidad de Murcia.
Colaborador de investigación en laboratorios en Francia, Corea del Sur, Australia y México.
Fue investigador nacional SNI1 en México.
Consultor de Conservation International Foundation en Costa Rica y asesor internacional de empresas productivas en tecnologías acuícolas simbióticas.
Revisor de la Revista Ingeniantes CITT.
Tutor académico de tesis de doctorado en tecnologías simbióticas.
Fundador y gerente de la web de acuicultura simbiótica www. bioaquafloc.com

 

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