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VIII CONFERENCIA CIENTIFICA
"Incentivando la Ciencia y la Tecnología para el Desarrollo en
Tiempos de Cambio”
Título: Desarrollo del proceso de obtención a Escala
de Banco de un prebiótico derivado de pared celular
de levadura (PCL) adecuado a las condiciones
actuales de Nicaragua
Ponente: Dr. Raúl E. Piad Barreras
Centro de Estudios Biotecnológicos-UPOLI
El mejoramiento de la alimentación animal a
través de una mejor disponibilidad de nutrientes
y el empleo de diferentes aditivos alimentarios
para contribuir a una utilización más eficiente de
los mismos ha sido uno de los factores que más
han influenciado en el incremento productivo en
la producción animal a nivel mundial por lo que
resulta imprescindible en todo momento la
inclusión de estos aditivos para poder mantener
adecuados niveles de producción a través de la
alimentación (Morales, 2007).
Dentro de los aditivos que más se han estado utilizando
en la producción animal moderna se encuentran los
llamados antibióticos promotores del crecimiento (APC).
Su empleo en gran escala ha permitido mejorar
notablemente el crecimiento, la ganancia de peso, la
conversión alimenticia, la prevención de enfermedades y
en sentido general, la salud de los rebaños y parvadas.
A nivel mundial existe una gran necesidad de
sustituir los antibióticos promotores del crecimiento
(APC) utilizados como aditivos alimentarios en la
producción animal por otros aditivos alternativos
mas amigables con el medio ambiente y que no
perjudiquen a la salud humana.
Esta actividad no ha sido suficientemente estudiada
en Nicaragua hasta el momento, no existe cultura con
respecto al empleo de estos aditivos alternativos en la
producción animal y su elevado precio en los
mercados internacionales lo hace poco asequible a lo
productores nicaragüenses.
Se realizó un estudio del Estado del Arte sobre la temática, se
pudo comprobar que a pesar del éxito obtenido con el empleo
de los APC, esta práctica ha sido cuestionada debido a la
comprobación del surgimiento de bacterias con genes de
resistencia a estos productos. La Unión Europea prohibió
desde el año 2006 el uso de los APC en la producción animal,
destinándose solo al empleo terapéutico en la medicina
veterinaria y humana. (Castanon, 2007).
Aditivos alternativos sustitutos de
los APC
Prebióticos: Ingredientes no digeribles que al ser consumido
por el animal pueden ser utilizados como sustratos por
bacterias específicas digestivas, provocando una estimulación
del crecimiento y actividad de grupos bacterianos en los
órganos digestivos (Gibson y Roberfroid, 1995).
 Un tipo de prebiótico muy utilizado actualmente son los
derivados de las Paredes Celulares de Levaduras (PCL),
como los Manano-oligo-sacáridos (MOS), complementados
en ocasiones por Beta-glucanos, que brindan propiedades
inmunoestimulantes.
 Existen en el mercado internacional varios productos basados
en MOS, entre los que se destacan: BIO–MOS, ActiveMOS
y Saf Mannan.
El Centro de Estudios Biotecnológicos de la UPOLI (CEBiot –
UPOLI) ha realizado varias investigaciones para contribuir a la
obtención de algunos de estos productos aditivos alternativos
en sustitución de los APC para su empleo en la producción
animal, dándole de esta forma una respuesta a esta
problemática. Estas investigaciones se han desarrollado a
escala de laboratorio, obteniéndose con éxito algunos de estos
productos.
Objetivo General de las
investigaciones realizadas
Sustituir los Antibióticos Promotores de Crecimiento (APC)
utilizados en la producción animal, actualmente prohibidos por
la UE y otros países desarrollados, pero ampliamente
utilizados en Nicaragua y muchos otros países en desarrollo,
por productos amigables con el ambiente y a un costo que
permita su generalización en las condiciones actuales de
Nicaragua.
Antecedentes de la Investigación
Se trabajó en un inicio de
conjunto con la empresa
GENERIFAR S.A. y posteriormente
de forma independiente por el
CEBiot para desarrollar, a escala
de laboratorio, un producto
prebiótico PCL a partir de una
hidrólisis enzimática de la pared
celular de la levadura
Saccharomyces cerevisiae, con el
empleo de una mezcla de enzimas
proteolíticas de una cepa de
Bacillus subtilis.
¿Por qué un nuevo proceso?
La hidrólisis enzimática de la levadura Saccharomyces
cerevisiae (obtenida de la crema residual de cervecería)
dio como resultado un proceso muy eficiente a nivel de
laboratorio, sin embargo no resulta factible producirlo a
escala industrial en las condiciones actuales de
Nicaragua. Esto hizo necesario desarrollar un proceso
basado en las hidrólisis no enzimáticas.
Proyecto en Ejecución
Desarrollo del proceso de
obtención a Escala de Banco
de un prebiótico derivado de
Pared Celular de Levadura (PCL
-CEBiot) más adecuado para
las condiciones actuales de
Nicaragua.
• Se probaron otros métodos
de hidrólisis de levadura,
para buscar el que brindara
los mejores resultados, con
el menor costo posible y
con el equipamiento
disponible actualmente en
la industria nicaragüense.
¿Cómo se diseñó el experimento?
Se elaboraron tres diseños experimentales
para probar la autólisis y los métodos
químicos con condiciones controladas de
temperatura y agitación.
1. Autólisis: se utilizó cloruro de sodio y
temperatura de 55oC.
2. Hidrólisis ácida: se utilizó ácido acético,
cloruro de sodio y pH ácido.
3. Hidrólisis básica: se utilizó cloruro de
sodio, agentes tensoactivos y variaciones
de pH.
Proceso
Materia prima
(crema de levadura)
25% sal
3% detergente
pH 8
Temp. 55 C
Lavado y
decantación
Agua
residual
Hidrólisis básica
Lavado y
decantación
Secado
Molienda
Agua
residual
Resultados
Se obtuvo mejor resultado con la
hidrólisis básica: mejores
características organolépticas, fácil
purificación, mayor grado de
hidrólisis y requiere de menor
cantidad de reactivos.
Con estos resultados se procedió a
la producción a Escala de Banco de
una cantidad de 1,3 kg de este PCLCEBiot para desarrollar un
experimento de campo y probar los
efectos del producto en indicadores
productivos de pollos de engorde.
Se desarrolló un experimento con pollos de ceba para estudiar
los efectos del PCL –CEBiot producido a escala de banco.
Estirpe: Cobb – Vantres.
Fecha de inicio: 19 /11/2010
Fecha de terminación: 31/12/2010
Duración : 42 días
Estas aves se distribuyeron en un diseño completamente
aleatorizado a razón de 7 replicas por tratamiento con 10 aves
cada una.
Los tratamientos consistieron en:
T-1: Grupo testigo.
T-2: Grupo consumiendo concentrado con una dosis de 0,05%
de PCL-CEBiot (500 mg / kg de alimento concentrado).
T-3: Grupo consumiendo concentrado con una dosis de 0,1%
de PCL-CEBiot (1000 mg / kg de alimento concentrado).
Tabla 1. Comportamiento de indicadores productivos en pollos de
engorde con el empleo de tres dosis del producto prebiótico PCL CEBiot
Indicadores
Testigo
Dosis de 500
mg / kg
Dosis de 1000
mg / kg
ES±
Peso Vivo (g)
1617c
1648b
2013a
219.98
Incremento de peso (g)
1576c
1607b
1972a
178.88
Conversión alimenticia
2,36b
2,26b
1,89a
0,28
Peso de la canal (g)
1262c
1345b
1651a
192.75
Rendimiento de la canal (%)
78b
81a
82a
8,20
Mortalidad
1
2
1
-
a,b,c Valores
con letras diferentes d entro de la misma fila difieren significativamente a P<0.05 (Tukey)
Otros experimentos a desarrollarse para el 2011:
De acuerdo a los resultados obtenidos en este primer ensayo
de campo con pollos de engorde, se procederá con otros
experimentos para probar el PCL-CEBiot producido a Escala de
Banco con otras variantes de dosis.
Al finalizar estos experimentos concluye este Proyecto para dar
inicio al siguiente.
Proyecto para Producción a Escala Piloto:
Se realizarán los ajustes tecnológicos necesarios para pasar la
producción del PCL-CEBiot de Escala de Banco a Escala Piloto.
Para esto será necesario contar con una Planta Piloto que
produzca, con igual calidad que una industria, la cantidad
suficiente de producto para realizar los Ensayos de Campo que
permitan validar la tecnología y poder pasar entonces a la Escala
Industrial que es donde se comercializará el producto. El CEBiot
se encuentra en proceso de búsqueda de financiamiento para
esta Planta Piloto, para esto se presentará al BID un Proyecto con
ese fin, con el apoyo de la Red Regional de Centros de Desarrollo
Tecnológico de Centro América, Panamá y República Dominicana
(RCDTs) recién creada y en la que participan 20 centros de la
región, entre ellos el CEBiot. Este Proyecto se encontrará listo
para su ejecución a partir del año 2012.
Proyecto para la construcción de una
Planta Piloto.
 Construir, equipar y poner en marcha una Planta Piloto
Multipropósito para la producción de prebióticos para la
producción animal en Nicaragua, comenzando con la
elaboración del prebiótico PCL – CEBiot.
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1. La suspensión de la utilización de los APC en la producción
animal es una demanda del mercado moderno de la producción
animal y los productores nicaragüenses deben de estar
preparados para enfrentar este desafío.
2. De acuerdo a investigaciones realizadas en el CEBiot –
UPOLI, es posible desarrollar en las condiciones actuales de
Nicaragua, productos alternativos a los APC con el empleo de
materias primas nacionales.
3. Se cuenta con un producto prebiótico obtenido por proceso
de hidrólisis básica de la levadura Saccharomyces cerevisiae a
partir del uso de la crema residual de cervecería, este producto
se encuentra desarrollado a Escala de Banco y el mismo ha
demostrado ser efectivo para mejorar indicadores productivos
en pollos de engorde.
4. Se iniciará un nuevo Proyecto para construir y poner en
marcha una Planta Piloto Multipropósito para la producción de
prebióticos para la producción animal en Nicaragua,
comenzando con la elaboración y pruebas de campo del
prebiótico PCL – CEBiot.