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Tecnología Simbiótica: ácidos orgánicos generados en fermentos

junio 8, 2020

Nos encontramos en uno de los momentos más interesantes en la historia de la acuicultura moderna. En plena pandemia de COVID19, con la estimación según la FAO de llegar a los cerca de 10.000 millones de habitantes en 2050 y sumidos en una crisis ambiental y alimentaria son muchos los retos a los que la acuicultura se enfrenta. Los ácidos orgánicos tienen un importante rol que jugar con respecto al aumento en la producción acuícola actual.

La acuicultura debe ser responsable en proveer alimento sano

Conociendo los retos que la humanidad debe encarar, la acuicultura tiene así mismo retos y debilidades propias  y que son principalmente: la búsqueda de fuentes de alimento no basadas en  harinas de pescado y la disminución de enfermedades.

Con respecto a la afección por enfermedades, los avances en los últimos años han sido enromes, nuevos antibióticos, vacunas, alevines y larvas resistentes a enfermedades etcétera. Sin embargo, la afección por enfermedades sigue estando en el top de las causas de baja productividad y quiebra de granjas en todo el mundo. Las vacunas para peces se han comprobado efectivas, sin embargo no ha sido así para camarones. Esto es debido principalmente al rudimentario sistema inmunológico que poseen. Los antibióticos han sido una solución en parte, sin embargo, su uso conlleva graves consecuencias. Según la FAO  cerca de 700.000 personas mueren por año relacionadas con resistencia antimicrobiana y aun no sabemos los efectos que pueden estar ocasionando en los ecosistemas y la vida salvaje.

Por  ello tenemos el deber y responsabilidad con las generaciones futuras de producir alimentos sanos, en abundancia mientras se preserva el medio ambiente. En este sentido entran en juego todas aquellas nuevas tecnologías. Estas producen de manera amigable con el medio natural, usan menos suelo, menos agua, menos harina de pescado y producen a altas densidades de cultivo. La web www.bioaquafloc.com es una web donde se exploran y desarrollan estas tecnologías.

La clave de los ácidos orgánicos está en los fermentos y el alimento pre-digerido.

Fermento con ácidos orgánicos. Imagen Bioaquafloc. Todos los derechos reservados

Las tecnologías simbióticas usan fermentos de cereales y leguminosas tanto en la mejora de la calidad de agua como en la generación de  alimento pre-digerido para la alimentación de los organismos de cultivo. En el proceso de elaboración de los fermentos se usa un amplio espectro de bacterias probióticas que tienen amplios beneficios en la salud del organismo. 

Entre las bacterias más usadas en los fermentos están las bacterias ácido lácticas tal como Pediococcus, Bifidobacterium , Lactobacillus, Streptococcus o Lactococcus. Estas son las responsables mediante el proceso de fermentación de generar un amplio espectro de ácidos orgánicos tal como el ácido láctico, propiónico, acético, fórmico y butírico (Rattanachaikunsopon & Phumkhachorn, 2010). Cuando los fermentos se vierten al agua del estanque estos ácidos entran directamente al sistema y pueden ejercer su acción beneficiosa. Sin embargo, la acción más directa y efectiva es cuando llegan directamente al tracto digestivo de peces o camarones vía alimento pre-digerido generado básicamente con fermento de soya.

Cada vez más países están elaborando fermentos que aplican en sus cultivos y con los que generan alimento pre-digerido. Lamentablemente pocos productores conocen como realizar estos  fermentos correctamente  de manera que pueden obtener un  producto no deseado o al menos no tan beneficioso, sin generación de ácidos orgánicos. Partiendo de este principio, en Bioaquafloc.com mostramos la ciencia que hay detrás de las técnicas simbióticas para tener todas las herramientas y generar el mejor producto fermentado posible.

Sin entrar en protocolos determinados se ha de aclarar, como aspecto básico en la elaboración de fermentos,  que en el mundo bioquímico, las células (donde se incluyen las bacterias) pueden realizar dos procesos metabólicos principalmente, la respiración (en presencia de oxígeno) y la fermentación (en ausencia de oxígeno). El proceso fermentativo es el que genera dichos ácidos orgánicos, de manera que si el supuesto fermento lo generamos con aireación, las bacterias probióticas se reproducirán pero no generarán ácidos orgánicos y tendremos la mitad del beneficio que podría darnos esta técnica.

Beneficios de los ácidos orgánicos en los organismos de cultivo

Contenido intestinal L. vannamei. Imagen: Bioaquafloc. Todos los derechos reservados

Los beneficios en el uso de ácidos orgánicos en animales de cultivo son muy amplios y existe una variada  literatura científica al respecto. En resumen podemos describir dos grandes bloques de beneficios que los ácidos orgánicos tienen en los organismos. Los estudios de  Su X et al 2014, Romano et al 2015, NG et al 2015, Da Silva et al 2013 entre otros determinaron experimentalmente estos efectos.

El primer gran bloque de beneficios está relacionado con el aumento del rendimiento en el crecimiento de camarones y peces. En este sentido, experimentos donde se incluyeron ácidos orgánicos en las dietas mostraron una mayor ganancia de peso y mejor Factor de Conversión del Alimento (FCA). Así mismo, aumentan la digestibilidad del alimento balanceado y la biodisponibilidad sales minerales, absorción de fósforo y aumento de la digestibilidad de proteínas. Las últimas investigaciones demuestran que incluso algunos ácidos orgánicos sirven como potentes atractantes.

El segundo grupo de beneficios tiene que ver con la protección contra agentes patógenos. Como ejemplo, el uso de ácido cítrico en L. vannamei  aumenta la inmunidad y la resistencia contra V. alginolyticus (X Su et al 2014). El uso de mezclas de ácidos orgánicos  mejora sustancialmente la  productividad y resistencia a bacterias patógenas y la protección hepatopancreática contra la vibriosis en camarones (Romano et al 2015). La reducción de Vibrio en el intestino de camarón en presencia de ácidos orgánicos ha sido pues una constante al introducir ácidos orgánicos en la dieta de peces y camarones.

¿Cómo actúan los ácidos orgánicos en el animal de cultivo?

La primera acción antimicrobiana que ejercen los ácidos orgánicos tiene que ver con la reducción del pH del citoplasma de las bacterias, disminuyendo así pues la población de bacterias dañinas en el intestino huésped (Booth y Stratford, 2003). Por otra parte, la presencia de ácidos orgánicos genera una mayor actividad de las enzimas Profenol oxidasa, Súper  óxido dismutasa y Lisozima. La Profenol oxidasa estimula actividades inmunológicas que incluyen la fagocitosis y encapsulación de cuerpos extraños (Johansson et al., 2000).

Esta ha demostrado ser una importante respuesta protectora en Penaeus monodon (Amparyup et al., 2009) y L. vannamei (Huang et al., 2013) cuando fueron retados con V. harveyi.  La Súper óxido dismutasa por su parte, elimina los radicales libres que deja la Profenol oxidasa y previene el daño molecular. La Lisozima, hidroliza acetil polisacáridos de bacterias patógenas lo que genera su muerte (Su, X et al 2014).

Con respecto al los beneficios en el crecimiento, los ácidos orgánicos actúan de varias maneras. Los efectos acidificantes en la dieta y en el intestino,  pueden quelar o solubilizar minerales haciéndolos más biodisponibles así como mejorar la actividad de la enzimas digestivas (Romano el al 2015). Estas enzimas serían las responsables de una mayor absorción de nutrientes. Por otra parte, como producto intermedio del ciclo del ácido tricarboxílico, el ácido cítrico forma energía más rápidamente que la glucosa y puede usarse en la síntesis de emergencia de ATP.

El uso pues de ácidos orgánicos es altamente recomendable y  puede realizarse de manera barata y masiva mediante la elaboración de fermentos con tecnologías simbióticas.

Literatura citada

Amparyup, P., Charoensapsri, W., Tassanakajon, A., 2009. Two prophenoloxidases are important for the survival of Vibrio harveyi challenged shrimp Penaeus monodon. Develop. Comp. Immunol. 33, 247-256.

Booth, I.R., Stratford, M., 2003. Acidulants and low pH, in: Russel, N.J., Gould, G.W. (Eds.), Food Preservatives. Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, pp. 25-47.

Da Silva, B. C., do Nascimento Vieira, F., Mouriño, J. L. P., Ferreira, G. S., & Seiffert, W. Q. (2013). Salts of organic acids selection by multiple characteristics for marine shrimp nutrition. Aquaculture, 384, 104-110.

Huang, H.H., Liu, X.L., Xiang, J.H., Wang, P., 2013. Immune response of Litopenaeus vannamei after infection with Vibrio harveyi. Aquaculture 406-407, 115-120.

Ng, W. K., Koh, C. B., Teoh, C. Y., & Romano, N. (2015). Farm-raised tiger shrimp, Penaeus monodon, fed commercial feeds with added organic acids showed enhanced nutrient utilization, immune response and resistance to Vibrio harveyi challenge. Aquaculture, 449, 69-77.

Rattanachaikunsopon, P., & Phumkhachorn, P. (2010). Lactic acid bacteria: Their antimicrobial compounds and their uses in food production. Annals of Biological Research, 1, 218e228.

Romano, N., Koh, C. B., & Ng, W. K. (2015). Dietary microencapsulated organic acids blend enhances growth, phosphorus utilization, immune response, hepatopancreatic integrity and resistance against Vibrio harveyi in white shrimp, Litopenaeus vannamei. Aquaculture, 435, 228-236.

Su, X., Li, X., Leng, X., Tan, C., Liu, B., Chai, X., & Guo, T. (2014). The improvement of growth, digestive enzyme activity and disease resistance of white shrimp by the dietary citric acid. Aquaculture international, 22(6), 1823-1835.

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Tecnología Simbiótica: ácidos orgánicos generados en fermentos
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Los ácidos orgánicos se han revelado como unas potentes substancias capaces de mejorar el crecimiento de animales acuáticos y mejorar su respuesta inmune.
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