Por: Oliver Decamp & David Moriarty
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INVE

Traducción: Aquahoy


La acuicultura se esta desarrollando e intensificando en muchas regiones del mundo en respuesta al incremento en la demanda por alimentos de origen acuático (FAO, 2006). Esta intensificación ha conducido a un incremento en el uso y abuso de medicamentos y químicos en acuicultura, resultando en problemas con la seguridad de los alimentos. Varias estrategias alternativas al uso profiláctico de antibióticos en el control de enfermedades vienen siendo propuestas: gestión de la bioseguridad, vacunación efectiva, estimulación de los mecanismos de defensa no específicos del huésped (solo o en combinación con vacunas), así como microorganismos (probióticos).

 

Definir a los probióticos es un desafío, aun más para sus aplicaciones acuícolas. Históricamente, los probióticos fueron definidos de acuerdo a los beneficios esperados o la mejora en el balance intestinal del huésped. Siendo utilizados en los humanos y animales terrestres, los probióticos fueron generalmente Gram-positivos obligados o anaerobios facultativos, mayormente la bacteria láctica.

Los peces son diferentes

Los animales acuáticos difieren de los animales terrestres en el nivel de interacción entre la microbiota intestinal y el ambiente que los rodea. Las bacterias presentes en el ambiente acuático influyen la composición de la microflora del intestino y viceversa. Esta influencia ambiental es mucho mayor para el camarón y otros invertebrados, que para los peces. La composición de la comunidad bacteriana del tracto intestinal de los animales acuáticos es diferente a lo que se encuentra en los animales terrestres. Las anaerobias facultativas Gram-negativa generalmente se encuentran en el tracto digestivo de peces y mariscos; la anaerobias obligadas o facultativas Gram-positiva dominan el tracto de los humanos y animales terrestres (Gatesoupe, 1999). Los animales acuáticos son poiquilotermos y su microbiota asociada puede variar con los cambios de temperatura; cambios en la salinidad del ambiente de crianza también afectan a la microbiota. Una consecuencia importante es que la mayoría de probióticos eficientes usados por la acuicultura diferirán de los usados en especies terrestres.

Probióticos usados en acuicultura

Moriarty (1998) y Verschueren et al (2000) definieron a los probióticos acuáticos como organismos vivos que tienen un efecto benéfico en el huésped mediante la modificación de la comunidad microbiana asociada con el huésped, a través de una mejora en el uso del alimento o el incremento de su valor nutricional, mediante el incremento de la respuesta del huésped a las enfermedades, o a través del mejoramiento de la calidad de su ambiente. Esto implica que un amplio rango de organismos pueden ser empleados como probióticos para los animales acuícolas, a diferencia de los animales terrestres. El desarrollo de probióticos adecuados no es una tarea simple. Esto requiere de investigación empírica y fundamental, pruebas a gran escala y el desarrollo de instrumentos apropiados de monitoreo y la producción bajo un estricto control de calidad. Los probióticos comúnmente usados en acuicultura incluyen un amplio rango de taxas, desde la bacteria láctica (Lactobacccillus, Lactococcus, Bifidobacterium, Pediococcus, Carnobacterium), a Bacillales (Bacillus, Paenibacillus, Brevibacillus), genero (Flavobacterium, Cytophaga, Pseudomonas, Alteromonas, Roseobacter, Aeromonas, Nitrosomonas, Nitrobacter, Vibrio) y levaduras (Debaryomyces, Saccharomyces). Esta lista no es exhaustiva. El razonamiento detrás de estos productos microbianos varía:

- Disponibilidad de la cepa que ha sido generalmente seleccionados de animales terrestres y humanos

- Disponibilidad de productos microbianos baratos. En este caso, la performance del producto es menor a una adición que los costos de los productos deseados

- Disponibilidad de cepas que vienen siendo usadas en el tratamiento de aguas residuales. Esto es interesante para el control de la calidad del agua, iniciar un biofiltro, etc

- Investigaciones de universidades y empresas privadas que conducen a la selección de cepas especificas para la acuicultura.
Dentro de esta categoría, solo las cepas que pueden ser producidas en grandes volúmenes y en una forma rentable, con control de la calidad y evaluación de la seguridad puede alcanzar el mercado.

Los productos comercialmente disponibles incluyen a cepas puras, mezclas definidas de cepas específicas, pero también un consorcio de diez cepas y mezclas indefinidas. Los productos son proveídos como líquidos, congelados o polvo. Algunos de ellos requieren preparación (así como fermentación por 1 a 3 días previo a la aplicación), mientras que otros son proveídos en altas concentraciones y no requieren de ningún paso previo. Los productos en polvo que son proveídos para su uso inmediato tienen beneficios adicionales, como seguridad, como una performance consistente y una vida útil mayor. Las cepas son proveídas en una tasa definida y el riesgo de contaminación es eliminado por la ausencia de manipulaciones, como se da en el caso de la fermentación.

Los beneficios difieren

Los principales beneficios esperados de estos probióticos difieren con las especies (peces o crustáceos de agua dulce, salobre o marina),  el estado del cultivo (larva, juvenil, reproductores) y el sistema de crianza (flujo continuo o recirculación, tanques, estanques o jaulas). La forma de aplicación y la gestión de las instalaciones (apropiadas medidas de bioseguridad, renovación del agua, químicos, etc) podrían afectar la performance, pero también la supervivencia o permanencia de los microorganismos en el ambiente de crianza y/o el huésped.

Alegación

A pesar de la duda acerca de los probióticos, debido a reclamos no realistas, pobre calidad de los productos o forma de aplicación, estos vienen trabajando en la producción acuícola, tal como se puede revisar en la literatura. Los beneficios vienen siendo informados; sin embargo, ellos frecuentemente están restringidos a estudios académicos. Ellos proveen información útil sobre el modo de acción de las cepas y la ecología microbiana de estos ambientes “hechos por el hombre”. Los beneficios bien documentados incluyen la inhibición directa de patógenos en camarón (Vaseeharan and Ramasamy, 2003; Jayaprakash et al., 2005) y peces (Nikoskelainen et al., 2001; Decamp et al., 2006); crecimiento rápido (Ziaei-Nejad et al., 2005), estimulación del sistema inmunológico en camarón Rengpipat et al., 2000; Gullian et al., 2004) y peces (Nikoskelainen et al., 2004; Brunt and Austin, 2005; Taoka et al., 2006), mejora en la calidad del agua y, muy particularmente, del amonio en peces (Taoka et al., 2006), camarón (Rengpipat, 1999) o en la producción de alimento vivo (Rombaut et al., 2003).
 
La capacidad de las cepas de probióticos para afectar la flora bacteriana del alimento vivo, e incrementar la microflora larval que se establece, ha sido bien documentada (Gatesoupe, 1991; Harzevili et al., 1998; Rombaut et al., 1999; Makridis et al., 2000). La performance de estos productos bajo condiciones comerciales ha sido rara vez informada.  Las razones incluyen cepas de estudios académicos que no pueden se producidas en cantidad suficiente para demostrar el valor a escala comercial repetidamente, o la dificultad en mejorar la performance a nivel de granja. Solo algunas empresas han tomado los pasos necesarios para desarrollar productos específicos para la acuicultura, que puedan ser explotados comercialmente al mismo tiempo.

Pruebas en camarón

La cepa Sanolife Bacillus, cuando se aplica a través del alimento (a nivel de granja o en la planta de alimentos), viene siendo evaluada en el engorde de camarón (Litopenaeus vannamei, L. stylirostris y Penaeus monodon) en Asía, la región Pacífico y Latinoamérica. La aplicación de estas bacterias (concentración de 1 x 107 a 1.5 x 108 cfu/g de alimento según las condiciones de crianza) en asociación con una adecuada gestión de estanques, ha conducido a beneficios marcados para los productores:

1. Crecimiento más rápido: Científicos de  IFREMER mostraron que, en experimentos controlados con replicas, hubo un significativo incremento en la tasa de crecimiento cuando la cepa Sanolife Bacillus fue mezclada con el alimento, antes de ser proporcionado al camarón (Moriarty et al., 2006). Similares mejoras en las tasas de crecimiento fueron registradas con L. vannamei bajo condiciones comercial en Ecuador y Brasil.

2. Alta supervivencia: La aplicación de Sanolife Bacillus conduce a un incremento en la tasa de supervivencia en todas las especies estudiadas. En una prueba realizada con L. vannamei en Ecuador (7 estanques con un área total de 96 ha), la tasa de supervivencia se incrementó en 62%. En Vietnam (Vinh Hau Aquaculture Co., Ltd., Vinh Loi - Bac Lieu), la misma combinación de probióticos Sanolife PRO-1 y PRO-2 en el alimento y PRO-W en el agua, junto con una adecuada gestión de la calidad del agua y un seguimiento del nivel de salud de los animales, condujo a una cosecha de biomasa 100% mayor y a una tasa de supervivencia 10% mayor en comparación con los estanques control.

3. Mejor tasa de conversión del alimento: Para las tres especies evaluadas en las tres regiones, se registró una marcada disminución en el FCR.

4. Animales grandes en la cosecha: En una prueba realizada con P. monodon en India (Andrah Pradesh, tratamiento triplicado y estanques control), la aplicación de Sanolife Bacillus condujo a animales con una talla promedio mayor durante la cosecha (23 g). En los estanques tratados, el 25% de la biomasa fueron animales grandes (34 g) que obtienen un mayor precio, sin embargo, ninguno de los controles alcanzó esta talla. Una combinación de una mayor supervivencia con animales más grandes conduce a una mayor biomasa y, más importante, junto con un eficiente uso del alimento, a mayores ingresos para los productores. En todas estas pruebas, la ganancia neta fue mayor cuando se usaron los probióticos.


Pruebas en peces

Las pruebas en peces se realizaron en sistemas de recirculación (Tianjin Haifa Seafood Industrial Development Co., Ltd., Tianjin, China). Lenguados (60 a 80 gr) fueron sembrados en estanques de concreto y recibieron 2 mezclas separadas de Bacillus. Una fue mezclada dentro del alimento y la segunda fue aplicada en el agua (una vez cada dos semanas). Los peces fueron alimentados con pellets (30% de la dieta) y restos de pescado (70% de la dieta). La supervivencia y el FCR fueron buenos en todos los tanques. Un resultado notable fue la marcada mejora en el peso ganado cada mes debido a la combinación de agua y alimentos con probióticos. Esto condujo a que el pez alcance la talla comercial mucho más rápido. La performance de esta cepa de Bacillus en larvicultura de camarón y peces también ha sido reportada (Decamp et al., 2006, Decamp et al., en prensa).

Seguridad de las cepas

Un tema importante es la seguridad de estas cepas para las especies objetivo, el ambiente y los humanos. Las cepas podrían ser probadas por su sensibilidad a los antibióticos. Para algunas cepas, las herramientas están disponibles para explorar toxinas específicas, o genes asociados con la producción de toxina, pero esto no es el caso de las especies menos comunes. Por lo tanto, los productos probióticos no deberían incluir el Vibrio (riesgo de transferencia de genes virulentos) o coliformes. Dentro de los Bacillus y sus generos relacionados Paenibacillus and Brevibacillus, el grupo B. anthracis es patogénico para los animales.  Las especies dentro de este grupo (B. anthracis, B. cereus, B. mycoides y B. thuringiensis) no deben estar presentes en ningún probiótico, además, el probióticos de Bacillus en otros grupos generalmente seguros, como el grupo B. subtilis, debe ser evaluado para asegurar que ellos no contengan genes para toxinas del grupo del ántrax. La cepa también podría ser evaluada en pruebas de desafío y de crianza con la finalidad de confirmar su falta de toxicidad en los huéspedes y otros animales encontrados en las instalaciones de producción, a dosis de 10 o 100x mayores que las dosis recomendadas (Makridis et al., 2005). Para algunas cepas, la segura esta basada en su uso histórico; ellos vienen siendo usados en la alimentación humana por largos periodos de tiempo y por lo tanto son considerados como seguros. Sin embargo, su seguridad en los organismos acuícolas debería ser investigada. Una vez que el posible efectos probiótico se demuestre in vivo, se debe demostrar la capacidad de la cepa de permanecer activa en los ambientes acuícolas y de realizar la función prevista. La capacidad de las especies de Bacillus para colonizar los tractos intestinales de camarón, además de la flora transitoria existente durante la alimentación, esta sujeta a investigación en un proyecto del Centre for Marine Studies, University of Queensland. Los resultados preliminares presentados en la conferencia de la WAS en el 2006 indican que B. subtilis, o especies relacionadas; colonizar el intestino medio de P. monodon (Hill et al.). Existen dificultades técnicas mayores, sin embargo, métodos como DGGE, RT-PCR o FISH podrían darnos mejores señales sobre la dinámica de la microflora asociada con los animales acuáticos de crianza.

Conclusión

El potencial para el uso de probióticos en acuicultura es inmenso debido a que los productores podrían evitar el uso profiláctico de los antibióticos, no obstante, las bacterias y hongos patógenos siempre estarán presentes. El uso de bacterias (probióticos) seguras y naturales para modificar las comunidades microbianas en animales acuáticos y su ambiente, además del control de los patógenos, es por consiguiente una alternativa sostenible al uso de químicos antimicrobianos. Sin embargo, no se debe considerar a ellos como un producto milagroso que resuelva los problemas relacionados con la salud.

Fuente: Feed Mix Vol.15 no.1
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