ICIVET-LITORAL   24728
INSTITUTO DE CIENCIAS VETERINARIAS DEL LITORAL
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Supervivencia y viabilidad, rasgos claves para el éxito de un probiótico destinado a la suplementación de cerdos.
Autor/es:
MARTÍ, L.E.; WERNING, M.L.; FUSARI, M.L.; SEQUEIRA, G.J.; SOTO, L.P.; ACOSTA, F.; SIRINI, N.E.
Lugar:
Esperanza
Reunión:
Jornada; IX Jornada de Difusión de la Investigación y extensión. FCV-UNL; 2021
Institución organizadora:
Facultad de Ciencias Veterinarias. UNL
Resumen:
La elaboración de un suplemento probiótico supone la selección de cepas capaces de generar una biomasa cuya concentración celular le permita obtener buenos rendimientos a gran escala, sobrevivir luego de ser sometidas a procesos de conservación y permanecer viables durante su almacenamiento. La liofilización en una de las tecnologías más extendida a nivel industrial para la preservación de biomasa seca de cultivos probióticos. Este proceso consiste en tres etapas: la congelación, el secado principal y el secado secundario. Sin embargo, las bajas temperaturas a la que son sometidos los microorganismos durante la congelación, resultan críticas para la viabilidad de los mismos, ya que ocasiona la formación de cristales que producen daño mecánico sobre la membrana de la célula bacteriana ocasionando su muerte. Una forma de mitigar estos efectos es mediante el uso de agentes crioprotectores, siendo la leche descremada uno de los más utilizados. Esta matriz, presenta azúcares y sustancias proteicas que forma una capa protectora en la superficie celular, otorgando estabilidad a la membrana. Además, la lactosa presente en la leche aumentaría la criotolerancia al formar enlaces de hidrógeno con las proteínas y grupos polares de las membranas de los microorganismos evitando su desnaturalización. Por otro lado, el permeado de suero de queso es un subproducto de la industria láctea rico en lactosa y por lo tanto podría ser aprovechado como matriz para preservar los microorganismos mediante la liofilización. Sin embargo, una matriz óptima para liofilizar puede no ser el mejor medio de protección de las bacterias durante su almacenamiento, que asegure una concentración óptima de biomasa al momento de suministrar el producto a los animales. La cepa L. reuteri DSPV002, aislada de intestinos de cerdos sanos de acuerdo a sus propiedades probióticas in vitro ha demostrado además, efectos beneficiosos al ser suministrada en cerdos. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue estudiar la supervivencia de la cepa probiótica L. reuteri DSPV 002C en diferentes matrices y su viabilidad en distintas condiciones de almacenamiento. La producción de biomasa de la cepa L. reuteri DSPV 002C se realizó en 4 L de un medio compuesto por permeado de suero de queso 60 g/L, suplementado con MnSO4 (0,003g/L), extracto de levadura (8 g/L) y dextrosa (20g/L) inoculado al 2% (V/V) con un caldo de crecimiento de la cepa en Man Rogosa and Sharpe (MRS) obtenido de dos cultivos consecutivos a 37°C durante 18 h. Las condiciones de fermentación fueron agitación continua (120 rpm) a 37°C y pH constante de 6 ± 0,1 por titulación automática con una solución estéril de hidróxido de sodio 6 N durante 20 h (BIOSTAT® A Sartorius). La totalidad del cultivo obtenido en el biorreactor fue sometido a centrifugación refrigerada a 17°C durante períodos de 10 min a 5.000xg. El sobrenadante era descartado y el pellet obtenido resuspendido en solución salina amortiguada por fosfatos (PBS) (NaCl 138 mM, KCl 3 mM, Na2HPO4 8,1 mM, KH2PO4 1,5 mM) para lavar las células. Este procedimiento se repitió dos veces consecutivas. El pellet lavado se pesó y se dividió en partes iguales. Una mitad se disolvió en 80 mL de solución de leche en polvo descremada estéril (Corlasa, Esperanza, Argentina) reconstituida al 6% (P/V) (LE) en agua destilada. La otra mitad del pellet se disolvió en 80 mL de una solución de permeado de suero de queso estéril resuspendido en agua destilada al 6% (P/V) (PSQ). Una alícuota de cada suspensión celular fue utilizada para determinar el recuento de L. reuteri DSPV002C mediante diluciones decimales en Ringer ¼ y siembra en placas de MRS. Las placas sembradas se incubaron a 37ºC durante 72 h en anaerobiosis. Ambas suspensiones celulares se congelaron a -80º C durante 24 h y posteriormente se liofilizaron a 0,044 mbar durante 48 h a -54 °C (CHRIST® Alpha 1-4 LSCplus). Finalizada la liofilización se tomaron muestras de ambas matrices para realizar recuentos mediante diluciones decimales en Ringer ¼ y siembra en placas de MRS. Posteriormente los productos liofilizados se distribuyeron en frascos de vidrio estériles, que fueron almacenados a -20ºC, 4ºC y 21ºC para su conservación. La evaluación de la viabilidad de la cepa en distintas matrices y a distintas temperaturas fue realizada mediante recuento en placa previo a colocarlas en las diferentes temperaturas (tiempo 0) y a los 15, 20, 45, 50, 75 y 105 d posteriores. La metodología de recuento fue similar a la realizada al finalizar la liofilización. Todo el proceso se realizó por triplicado. La supervivencia al proceso de liofilización en diferentes matrices se analizó mediante ANOVA de una vía. La viabilidad de la cepa entre las diferentes matrices, almacenada a distintas temperaturas fue analizada mediante ANOVA factorial de medidas repetidas y test de Duncan. El nivel de significación de todas las pruebas fue de p < 0,05 entre las matrices. En el ensayo de viabilidad, el recuento inicial de las muestras, antes de colocarlas a distintas Tº de almacenamiento (tiempo 0) fue de 9,5±0,2 Log UFC/g en LE y 9,9±0,5 Log UFC/g en PSQ resultando estos estadísticamente iguales (p>0,05). Al evaluar la viabilidad de los inóculos a lo largo del tiempo, el PSQ (6% p/v) tuvo un efecto positivo (p < 0,05) a lo largo del ensayo. A los 105 días de almacenamiento los recuentos en estas muestras fueron de 8,45 ± 0,35 Log UFC/g para a 4ºC y de 8,75 ± 0,26 para las que se encontraban en -20ºC. En cuanto a las muestras almacenadas a T.A, el recuento obtenido a los 105 fue de 7,74 ± 0,73 Log UFC/g, resultando este último dato menor (p < 0,05) entre las distintas temperaturas de almacenamiento, ni a lo largo del tiempo. Los recuentos obtenidos a los 105 días fueron 9,01±0,13 Log UFC/g en las muestras almacenadas a 21ºC, 9,33±0,3 Log UFC/g en aquellas que se encontraban a 4ºC y 9,48±0,19 Log UFC/g para las de -20ºC. Este ensayo demostró que el PSQ resultó una matriz adecuada para que la cepa probiótica L. reuteri DSPV002 soporte el proceso de liofilización, al igual que la LE. Sin embargo, el PSQ permitió la generación de un polvo seco estable para su almacenamiento durante 105 días a distintas Tº, incluso sin refrigeración, lo cual facilitaría su transporte y su uso como aditivo en el alimento o el agua de bebida de los porcinos. Finalmente, utilizar PSQ como matriz crioprotectora a escala industrial causaría dos efectos importantes. Por un lado, generaría un impacto ambiental positivo al ser aprovechado en la manufacturación de aditivos para cerdos y por otro disminuirían los costos de producción del inóculo al suplantar un matriz compleja como la leche por un subproducto de la misma.