Los métodos de evaluación de laboratorio cuantifican los beneficios de los probióticos

La ciencia de los efectos de los cambios bacterianos no es definitiva

El estudio manejó acuarios de 120 litros que contenían agua de estanque de camarones y 10 camarones sin tratamiento probiótico o con una o dos semanas de aplicación.

El uso de modificaciones bacterianas se ha convertido en una práctica aceptada en todo el mundo para las granjas camaroneras comerciales. Los productos que contienen cepas bacterianas seleccionadas se comercializan como probióticos que, según se dice, mejoran la calidad del agua y las condiciones del fondo de los estanques al agregar patógenos a los estanques. El uso generalizado de estos productos mediante la disminución de los márgenes de beneficio es una prueba de la actitud positiva de los productores hacia el uso de mezclas probióticas en los ecosistemas de estanques.

Hay muchos productos probióticos en el mercado, que varían en precio y calidad. Algunos han seguido un estricto sistema de control de calidad y se basan en años de investigación científica. Desafortunadamente, también hay productos de baja calidad en el mercado que ofrecen poco valor a los productores. Estos productos pueden generar preocupaciones sobre el uso de microbios en la acuicultura.

Se necesitan métodos controlados

La literatura científica sobre los efectos de los cambios bacterianos en los sistemas de estanques no es exhaustiva y, por lo tanto, las opiniones de los expertos en el campo difieren. Muchos estudios han demostrado el valor de los efectos probióticos sobre la flora bacteriana y los parámetros de calidad del agua de los estanques. Este tipo de productos se utilizan ampliamente en la industria del tratamiento de aguas residuales y en tratamientos especiales.

Los principios de manipulación de las comunidades microbianas a través de la exclusión competitiva y garantizar un efecto directo sobre la degradación de los desechos son bien conocidos. Por otro lado, la variabilidad inherente de los sistemas de estanques de acuicultura, el costo y la complejidad de realizar estudios bien replicados y la dificultad de mantener un control adecuado en el entorno de producción obstaculizan la capacidad de los investigadores para demostrar un impacto claro en esta área.

Una mejor comprensión de la eficacia comparativa y los modos de acción de diferentes productos probióticos depende del desarrollo de modelos de prueba de laboratorio más controlados. Los autores desarrollaron recientemente métodos para caracterizar objetivamente y documentar la actividad del probiótico comercial MERATM Bac W de Novus International.

Evaluación preliminar de la calidad del agua

La evaluación inicial de cualquier probiótico debe centrarse en evaluaciones de laboratorio de microbiología in vitro. La Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos utilizó un manual analítico bacteriológico y procedimientos de asociación analíticos del orden de mil millones / g para controlar las poblaciones bacterianas del producto. Se utilizaron métodos de difusión en disco y ensayos de inhibición en caldo para confirmar el grado de inhibición de los patógenos de interés. Vibrio harveyii.

A continuación, se desarrolló un estudio en el Departamento de Acuicultura, Facultad de Pesca, Universidad Kasetsart, Bangkok, Tailandia. Se llenó una serie de acuarios de vidrio de 120 litros con agua de estanque de camarones para evaluar el efecto de los probióticos en las variables de calidad del agua. Se sembraron diez camarones que pesaban aproximadamente 10 g en cada acuario y se alimentaron con una dieta de 32% de proteína al 2% de peso corporal por día. Los acuarios se manejaron sin tratamiento probiótico o durante una o dos semanas. Todos los tratamientos se realizaron en cinco repeticiones.

Las tasas de aplicación se calcularon sobre la base de la dosis recomendada para estanques de 1 kg / 1600 m3. Para evaluar la actividad de conversión bacteriana, se midieron las variables de calidad del agua cada tres días. El fósforo total también se midió semanalmente. Para el experimento de dos semanas, los sistemas se mantuvieron sin intercambio de agua.

La supervivencia del camarón fue alta para todos los tratamientos. El sistema de acuario repetitivo permitió comparar el tratamiento de todos los parámetros de calidad del agua. Para cada uno de los parámetros medidos, la calidad del agua de los tratamientos probióticos mejoró en comparación con el control durante el estudio (Tabla 1).

Browdy, eficacia probiótica probada, Tabla 1

Parámetro Aplicaciones probióticas semanales Disminuye en comparación con el control no probiótico (%)
El día 3D disminuye en comparación con el control sin probióticos (%)
Día 7 Reducción en comparación con el control no probiótico (%)
Día 10 Reducción en comparación con el control no probiótico (%)
Día 14

Solidos totales 1 6,0 ± 2,6 14,5 ± 3,7 13,4 ± 2,6 13,7 ± 2,6
Solidos totales 2 9,9 ± 3,7 20,2 ± 2,5 20,1 ± 1,9 24,4 ± 3,1
Nitrógeno amoniacal 1 27,6 ± 8,6 35,3 ± 4,3 30,4 ± 5,4 37,2 ± 2,4
Nitrógeno amoniacal 2 35,9 ± 6,5 32,8 ± 3,3 40,8 ± 3,5 39,1 ± 3,6
Nitrógeno nitrógeno 1 5,7 ± 4,0 6,3 ± 4,3 5,6 ± 3,3 13,8 ± 3,0
Nitrógeno nitrógeno 2 12,3 ± 2,8 11,1 ± 2,8 11,2 ± 3,7 17,8 ± 3,8
Nitrógeno nitrógeno 1 1,5 ± 6,7 10,5 ± 2,4 14,0 ± 2,9 7,8 ± 3,0
Nitrógeno nitrógeno 2 9,4 ± 3,7 18,8 ± 3,3 26,1 ± 4,3 17,9 ± 4,8
Nitrógeno orgánico 1 13,6 ± 8,6 14,3 ± 16,4 33,2 ± 7,1 51,6 ± 23,5
Nitrógeno orgánico 2 14,9 ± 8,7 26,3 ± 6,1 33,9 ± 6,8 52,9 ± 8,7
Demanda de oxigeno bioquímico 1 2,5 ± 5,2 0,02 ± 4,2 44,3 ± 2,7 37,51
Demanda de oxigeno bioquímico 2 1,3 ± 3,5 26,5 ± 7,7 54,1 ± 3,2 57,7 ± 3,0
Fósforo 1 9,2 ± 3,4 16,7 ± 7,1
Fósforo 2 16,0 ± 2,3 30,5 ± 1,5

Tabla 1. Eficacia del probiótico probado en la reducción de desechos químicos y biológicos en el agua de cultivo de camarón marino.

Las diferencias en los valores absolutos en el día 14 documentaron disminuciones en los metabolitos a lo largo del tiempo. El tratamiento con probióticos administrados una y dos veces por semana, respectivamente, redujo el total de sólidos en suspensión en el grupo de control de 67,4 ± 1,8 mg / la 58,2 ± 1,7 y 51,0 ± 2,1 mg / l. Los valores de nitrógeno amoniacal total se redujeron de 0,95 ± 0,1 mg / l en el grupo de control a 0,59 ± 0,02 y 0,57 ± 0,03 mg / l en el grupo de control una y dos veces por semana para aplicaciones probióticas.

Las diferencias entre el nitrógeno nitrito y el nitrógeno nitrato fueron limitadas, pero hubo una clara tendencia hacia valores más bajos con el uso de probióticos. La demanda bioquímica de oxígeno en respuesta a la concentración de materia orgánica disminuyó de 40,9 ± 1,8 mg / l en el grupo de control a 25,6 ± 1,7 y 17,3 ± 2,1 mg / l en el tratamiento probiótico una y dos veces por semana.

El nitrógeno orgánico se redujo de un valor de referencia de 1,44 ± 0,14 mg / la 0,7 ± 0,34 y 0,68 ± 0,13 mg / l una y dos veces por semana, respectivamente, durante la administración de probióticos. En general, este simple estudio de acuarios mostró claras mejoras en la calidad del agua similares a las de las aplicaciones de estanques.

Impacto en la calidad del agua Vibrio harveyii

La segunda serie de estudios se realizó en el laboratorio del Departamento de Biociencias de la Universidad Estatal de Nichols, Luisiana, EE. UU. El objetivo de estos estudios fue desarrollar un sistema de banco de pruebas a pequeña escala para probar el efecto de los cambios bacterianos en la calidad del agua y la abundancia de patógenos del camarón. V. harveyii en condiciones controladas.

Se incubaron reactores carbonatados repetidos de 500 ml con 250 ml de aguas residuales que consistían en gránulos de camarón precongelados recogidos de un tanque de gránulos conectado a un sistema intensivo de producción de camarón. Se analizó la digestión de aguas residuales de camarón esterilizadas en autoclave y no esterilizadas en autoclave, así como de aguas residuales sintéticas ricas en carbono y nitrógeno con y sin impurezas bacterianas adicionales. El carbono en el efluente se analizó en forma de demanda química de oxígeno (DQO) en un rango de 2800 a 3300 mg / l.

Los resultados mostraron que la adición de bacterias aumentó significativamente la tasa de digestión de los desechos orgánicos en comparación con las bacterias naturales (Figura 1). A las concentraciones probióticas probadas, la tasa de degradación de los desechos varió. La concentración más alta de probióticos de 1 g / l digirió todo el carbono orgánico en cuatro días, mientras que la concentración más baja de 0,0001 g / l logró la eliminación en ocho días.

Figura 1: Demanda química de oxígeno del efluente del cultivo de camarón.

Estas diferencias entre diferentes concentraciones fueron estadísticamente significativas. Además, la eliminación completa de los desechos químicos de oxígeno en ocho días a las concentraciones recomendadas es una conclusión muy importante para los estanques, especialmente dado que la mayoría de los productores procesan los estanques una vez a la semana para asegurar una mejora continua en la digestión de los desechos.

De interés fue la ausencia de un cambio significativo en el tracto gastrointestinal con la adición de glucosa. Esto mostró que a pesar del alto contenido de nitrógeno de los desechos de camarón analizados, la adición de carbono lábil no cambió la velocidad de descomposición del lodo. La investigación adicional que utilice este sistema modelo puede ayudar a determinar si el uso de melaza adicional puede mejorar la actividad probiótica en los sistemas de estanques.

Vibrio harveyii impacto

Otro objetivo de este estudio fue probar el efecto de la supervivencia en el tamaño de la población de un patógeno de camarón conocido, V. harveyii, si no hay cambios bacterianos en las aguas residuales (Figura 2). Al comienzo de la prueba, 109 V. harveyii se agregó a todos los reactores de desechos.

Figura 2: Número de bacterias V. harveyii en biorreactores.

La población de supervivencia de Vibrio se controló durante todo el experimento. V. harveyii el recuento fetal disminuyó significativamente de 109 células a 102 células / ml en el reactor tratado con probióticos durante ocho días. Inspeccionado 109 V. harveyii persistió durante todo el experimento. Residuos de camarones esterilizados en autoclave juntos V. harveyii, población V. harveyii aumentado a 1012 células / ml.

Este estudio mostró que los cambios bacterianos heterótrofos adicionales tenían una ventaja competitiva V. harveyii y así reducido Vibrio. Es interesante notar esto Vibrio multiplicado en ausencia de otras bacterias heterótrofas en aguas residuales esterilizadas en autoclave. Solo las cepas bacterianas seleccionadas del probiótico seleccionado fueron efectivas Vibrio concentración en aguas residuales.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de enero / febrero de 2010 de ).

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