Efecto de una levadura hidrolizada sobre el comportamiento y estado inmunológico de pollos de ceba

M Pérez¹, G Milian², R Bocourt³ y W Caicedo^1,4

¹ Departamento de Ciencias de la Tierra, Universidad Estatal Amazónica, Puyo, Pastaza, Ecuador
mperez@uea.edu.ec
² Centro de Estudios Biotecnológicos, Universidad de Matanzas “Camilo Cienfuegos”, Autopista a Varadero, km 3 ½, Matanzas, Cuba
³ Departamento de Fisiología, Instituto de Ciencia Animal, Apartado Postal 24, San José de Las Lajas, Mayabeque, Cuba
⁴ Granja Agropecuaria Caicedo, Puyo, Pastaza, Ecuador

Resumen

Este trabajo tuvo como objetivo evaluar el efecto de un hidrolizado enzimático de levadura residual (Saccharomyces cerevisiae) sobre el comportamiento e indicadores de la actividad inmune en pollos de ceba. Se utilizaron 200 pollos machos de un híbrido comercial, los cuales se distribuyeron según un diseño completamente aleatorizado, en cuatro tratamientos: (0, 50, 75 y 100 mL de levadura hidrolizada por kg de MS en la dieta, durante 43 días. Se determinó el peso de la bolsa de Fabricio (BF), peso del bazo (B), relación BF/peso vivo (PV), relación B/PV, los títulos HI de la vacuna Newcastle, consumo de alimento, peso vivo, conversión alimentaria y peso de la canal.

La suplementación con levadura hidrolizada no afectó el consumo de alimento pero mostró un incremento lineal en el peso vivo y el peso de la canal a los 43 días con un mejoramiento similar en la conversión alimenticia. Hubo incrementos lineales en el peso de la bolsa de Fabricio, en el peso del bazo, relación BF/PV, relación B/PV y en los títulos HI para vacuna Newcastle, indicando el impacto positivo de la levadura hidrolizada sobre el estado inmunológico de los pollos.

Palabras claves: levadura residual, destilería, pollos broiler, prebiótico

Effect of a hydrolysate of residual distillers’ yeast on growth and immunological status of broiler chickens

Abstract

The objective of this research was to evaluate the effect of a residual yeast enzymatic hydrolyzate (Saccharomyces cerevisiae) on the growth performance and indicators of immune activity in fattening chickens. 200 male chickens from a commercial hybrid were used, which were distributed according to a completely randomized design, in four treatments: 0, 50, 75 and 100 mL of hydrolyzed yeast per kg of DM in the diet, during 43 days. Measurements were made of the weights of the Bag of Fabricius (FW), spleen weight (SW), FW/LW ratio, SW/LW ratio, HI titres of Newcastle vaccine, feed intake, feed conversion and and final live weight and carcass weight.

Supplementation with hydrolyzed yeast did not affect feed intake but invoked a linear increase in live weight and carcass weight at 43 days with a similar improvement in feed conversion. There were linear increases in the weight pf the Bag of Fabricius and of the spleen, in FW/LW ratio, SW/LW ratio and HI titres for Newcastle vaccine, indicating the positive impact of hydrolyzed yeast on the immune status of the chickens.

Key words: alcohol distillery, broiler chickens, prebiotic

Introducción

La producción de etanol genera una levadura residual que puede convertirse en un elemento contaminante. Por otro lado, la posibilidad de usar este residual como un prebiótico mediante un proceso biotecnológico para la alimentación animal, puede reducir su efecto nocivo sobre el medio ambiente (Adebiyi et al 2012; Medina et al 2015; Stephanie et al 2015). Entre los componentes con efecto prebiótico más estudiado están las paredes celulares de Saccharomyces cerevisiae dentro de los cuales se encuentran los polisacáridos mananos y glucanos. Los glucanos y sus productos de hidrólisis han contribuido a la prevención de enfermedades infecciosas y consecuentemente, a la mejor expresión de los caracteres productivos en los animales de granja. Estos componentes se han empleado como promotores del crecimiento en pollos de ceba, mejorando la respuesta inmune y con un incremento en el peso vivo de los aves (Gómez et al 2012; Corrigan et al 2015).

Los efectos de los mananos, así como los componentes de su hidrólisis, también se han estudiado en pollos de ceba. Los oligosacáridos de manosa han mostrado, además, ser capaces de prevenir la colonización de microorganismos patógenos, permitir una mejor utilización del alimento y ser promotor del crecimiento en estos animales (Corzo et al 2015). Una de las funciones del manano en el sistema inmune es su participación como molécula que interviene en la expresión de los receptores de los macrófagos y ello, a su vez, está relacionado con el papel de estas células en la presentación de antígenos para la producción de anticuerpos (Alfaro et al 2013).

El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de un hidrolizado enzimático de levadura residual (Saccharomyces cerevisiae) en pollos de ceba sobre indicadores relacionados con la actividad inmune y los rasgos productivos.

Materiales y métodos

Ubicación

El experimento se realizó en el año 2016, en el Instituto de Ciencia Animal (ICA), Mayabeque, Cuba. El centro se encuentra situado en el km 47 ½ de la carretera central, a 22º 53' de latitud norte y los 82º 02' de longitud oeste y 92 m.s.n.m, en el municipio San José de las Lajas, provincia Mayabeque, República de Cuba.

Obtención del hidrolizado de levadura

Para la obtención del hidrolizado enzimático se empleó la metodología desarrollada por Pérez et al (2016). Se utilizó una crema de levadura resultante de la producción de bioetanol a partir del jugo y la melaza de la caña de azúcar utilizando Saccharomyces cerevisiae procedente de una planta de alcohol Se eliminó el exceso de humedad por sedimentación y se lavó tres veces con agua destilada para eliminar impurezas. La crema final presentó 60% de humedad. En lo posterior, se recolectaron las células de levaduras por centrifugación a 1000 rpm durante 20 min, se lavaron tres veces con solución amortiguadora 10 mM tris-HCL, pH 7.4, contenido 1 mM de fluoruro de fenilmetilsulfonilo (PMSF). Se suspendieron 0.1 g de masa celular fresca en 1 ml de tris-HCL, pH 7.4, conteniendo 1 mM-PMSF y se agitaron en agitador vortex con perlas de vidrio a 0°C por 1 min. Las paredes celulares fueron centrifugadas y lavadas tres veces con 1 mol/L de NaCL, conteniendo 1 mM-PMSF y tres veces con 1 mM-PMSF y conservadas a 4 °C hasta la hidrólisis. La hidrólisis enzimática de la levadura fue producida por un crudo de la cepa de Bacillus subtilis E-44, por 32 h, a 45 °C, pH = 6.0, y posterior tratamiento térmico de la levadura a 95 °C, durante 30 min y auto hidrólisis. El producto final presentó un color marrón.

Manejo de animales e instalaciones

Se emplearon 200 pollos de ceba machos de un híbrido comercial de 1 hasta 42 d de edad, alojados en jaulas metálicas, en grupos de 10 pollos en cada una Cada tratamiento contó con 5 repeticiones de 10 pollos cada una, distribuidos de forma aleatoria. Se empleó el esquema de vacunación siguiente: primer día se suministró Marek (vía subcutánea), bronquitis infecciosa (vía aerosol), viruela aviar (vía punción del ala), y la primera dosis de Gumboro. A los siete días se aplicó la segunda dosis de Gumboro. Al día 14 la vacuna contra Newcastle. Al día 21 la tercera dosis de Gumboro.

Manejo del alimento

Se compararon cuatro tratamientos correspondientes a niveles de la levadura hidrolizada (LH) de 0, 50, 75 y 100 mL por kg de la dieta de los pollos. Cada tratamiento contó con 5 repeticiones de 10 pollos cada una, distribuidos de forma aleatoria.

Las dietas se basaron en soya y cereales, y se ajustaron según los requerimientos para pollos de ceba de acuerdo con Rostagno et al (2011) (Tabla 1). El alimento y el agua de bebida estuvieron disponibles ad libitum. Se pesaron los pollos al principio del ensayo y al final a los 43 días.

Determinación de indicadores de respuesta inmune y productivos

Para comprobar los indicadores de respuesta inmune: a los 35 d de edad, se sacrificaron 20 pollos/tratamiento por el método de punción yugular, y se determinó: peso de la bolsa de Fabricio, bazo, título de HI para la vacuna de Newcastle (Mohan et al 1996; Sánchez 1997). Los títulos de inhibición de la hemoaglutinación para la vacuna de Newcastle (HI) se hicieron según el método conocido como beta microtitulación, que consistió en inactivar a 56 ^ºC los sueros y efectuar diluciones logarítmicas desde 1:2 hasta 1:128. Se contrastaron cada una de las diluciones de los sueros con el antígeno La Sota previamente titulado y ajustado a 4 unidades hemoaglutinantes (HA). Esta mezcla permaneció durante 20-30 min a 37 ºC. Se añadieron los eritrocitos en suspensión al 1% y al cabo de 15 min se leyeron. El título de cada suero estuvo dado por aquella dilución más alta capaz de inhibir al antígeno (Sánchez 1997).

A los 43 d de edad, se sacrificaron 20 pollos/tratamiento por el método de punción yugular, y se comprobó el consumo de alimento, peso vivo, conversión alimentaria y peso de la canal.

Análisis estadístico

Los supuestos del modelo de normalidad y homogeneidad de la varianza se examinaron mediante las pruebas de Shapiro-Wilk y Levene, y se realizó ANOVA. En los casos en que se encontraron diferencias significativas ( p<0.05), las medias se compararon por la prueba de Duncan. Los análisis se realizaron con la aplicación del programa estadístico Infostat (Di Rienzo et al 2012).

Resultados

Indicadores productivos a los 43 días de edad

La suplementación con levadura hidrolizada no afectó el consumo (Tabla 2) pero mostró un incremento lineal en el peso vivo (Figura 1) y el peso de la canal (Figura 2) a los 43 días con un mejoramiento lineal en la conversión alimenticia (Figura 3).

Figura 1. Relación entre nivel de levadura hidrolizada en la dieta y el peso vivo a los 43 días	Figura 2. Relación entre nivel de levadura hidrolizada en la dieta y peso de la canal a los 43 días
Figura 3. Relación entre el nivel de levadura hidrolizada en la dieta y la conversión alimenticia a los 43 días

Indicadores de respuesta inmune a los 35 días de edad

Hubo incrementos en el peso de la bolsa de Fabricio, el peso del bazo y en los títulos HI para vacuna Newcastle, indicando el impacto positivo de la levadura hidrolizada sobre el estado inmunológico de los pollos (Tabla 3; Figuras 4-6).

Figura 4. Relación entre el balance: Peso de la Bolsa de Fabricio/peso vivo, y nivel de levadura hidrolizada	Figure 5. Relación entre el balance: Peso del Bazo/peso vivo, y nivel de levadura hidrolizada
Figura 6. Relación entre los Títulos HI Vacuna Newcastle y niLlevauvel de levadura hidrolizada en la dieta

Discusión

Los pollos suplementados con la levadura hidrolizada (LH) presentaron menor consumo, y mejor peso vivo, conversión alimentaria y peso de la canal. Estos resultados son coincidentes con Silva et al (2010) y Csernus et al (2020) quienes realizaron la inclusión prebiótica de levadura hidrolizada en la alimentación de pollos, mostrando aumento del peso y mejora de la conversión alimenticia de los animales. Según Aliakbarpour et al (2012), los prebióticos al estabilizar el sistema microbiológico en el tracto digestivo, mejoran la digestibilidad de los nutrientes y dan un rango de absorción más alto, esto introduce un anabolismo que promueve la ganancia corporal y reduce la cantidad de alimento/kg de ganancia de peso.

En la especie porcina, Zhang et al (2019) evaluaron el efecto de la suplementación con hidrolizado de levadura de cerveza en el rendimiento del crecimiento y la digestibilidad de los nutrientes en cerdos en crecimiento durante 16 semanas, y comprobaron que los animales suplementados con las dietas que incluían LH mostraron una mejora lineal (p<0.05) en la ganancia de peso, conversión alimentaria, la digestibilidad de la materia seca, nitrógeno y energía. Así mismo, Xuan et al (2020) reemplazaron parcialmente la harina de pescado y harina de soya por extracto de levadura de cerveza (BYE) en la dieta de cerdos de engorde en crecimiento y comprobaron un aumento de la tasa de crecimiento y mejora en la conversión alimenticia, sin afectar la calidad de la canal, la ventaja del BYE se debe a que durante el proceso de extracción incorpora la hidrólisis de la pared celular de la levadura, asegurando así la presencia de β-glucano.

El comportamiento de la bolsa de Fabricio en las aves es un punto de partida, esencial, según los índices normales establecidos por Giambrone (1996) quien utilizó un método para relacionar una adecuada inmunocompetencia de las aves con la razón del peso de la bolsa de Fabricio: peso vivo del pollo (PBF/PV). Alloui et al (2020) realizaron un estudio sobre las relaciones entre la morfología de la bolsa de Fabricio y el peso de los animales en 9 bandadas intensivas de pollos de engorde (3000 pollos) en la región de Batna en el noreste de Argelia, y concluyeron que el estudio morfológico de la bolsa de Fabricio hace posible evaluar el estado de salud y el bienestar de los pollos en una granja. La bolsa de Fabricio y el bazo como tejido linfoide periférico, ambos órganos juegan un papel, fundamental, en la respuesta inmune de las aves. La relación BF/PV se incrementó en forma lineal mediante se fue incrementándose el nivel de levadura hidrolizada en la dieta. Así se comprobó el efecto inmunoestimulante de este aditivo. Pérez et al (2001) realizaron estudios sobre la levadura residual hidrolizada en Cuba, y reportaron la presencia de oligosacáridos, glucanos y mananos. El efecto inmunoestimulante del β-glucano (extracto de pared celular de levadura) ha sido investigado en la última década (Novak y Vetvicka 2008; Csernus et al 2020).

La suplementación dietética con β-glucanos de levadura mejora la productividad y reducen las infecciones bacterianas, con un aumento de los títulos de anticuerpos después de la vacunación. Los β-glucanos de levadura son adyuvantes, lo que aumenta la respuesta del sistema inmune adaptativo después de la vacunación. En cerdos se ha demostrado que los β-glucanos de levadura aumentan los títulos de anticuerpos significativamente después de la vacunación (Wang et al 2008). Al respecto, Chethan et al (2017) demostraron que la suplementación con levadura (β-glucano) en la dieta de lechones jóvenes con una infección por rotavirus confirmada, resultó en una protección significativa contra este patógeno.

La relación entre respuesta inmune (títulos HI para la vacuna de Newcastle), el tamaño de la bolsa de Fabricio y el bazo permite asegurar que, en estos últimos, no hay hipertrofia, sino respuesta a la actividad inmune y con ello se demuestra un efecto de actividad prebiótica de la levadura hidrolizada.

Conclusión

 La suplementación de pollos de ceba con LH hasta 100 mL/kg de la dieta provocó:

• un mejoramiento lineal en el peso vivo y la conversión alimenticia;
  
  
• incrementos en el peso de la bolsa de Fabricio y del bazo y en los títulos HI para vacuna Newcastle.

Referencias

Adebiyi O A, Makanjuola B A, Bankoley TO and Adeyori A S 2012 Yeast Culture en el sangr(Saccharomyces cerevisiae) Supplementation: Effect on the Performance and Gut Morphology of Broiler Birds. Global J. Sci. Frontier Res. Biol. Sci., 12(6): 25-29

Alfaro C, Oñate C, Rodríguez A, Pérez-Gracia J L, Fernández M and Melero I 2013 Células dendríticas especializadas en presentación de antígenos exógenos a linfocitos T citotóxicos. Anales Sis. San. Navarra, 36(3): 519-537

Aliakbarpour H R, Chamani M, Rahimi G, Sadeghi A and Qujeq D 2012 The Bacillus subtilis and Lactic Acid Bacteria Probiotics Influences Intestinal Mucin Gene Expression, Histomorfhology and Growth Performance in Broilers. Asian - Aust. J. Anim. Sci., 25(9): 1285-1293

Alloui N, Sellaoui S, Bennoune O and Ayachi A 2020 Relation entre l’évolution de la bourse de Fabricius et le poids du poulet de chair dans des élevages intensifs en Algérie. Livestock Research for Rural Development. Volume 32. Retrieved July 15, 2020, from http://www.lrrd.org/public-lrrd/proofs/lrrd3208/alloa32124.html

Chethan G E, Garkhal J, Sircar S, Malik Y P S, Mukherjee R, Sahoo N R, Agarwal R K and De U K 2017 Immunomodulatory potential of β-glucans as supportive treatment in porcine rotavirus enteritis. Vet. Immunol. Immunopathol., 191: 36-43

Corrigan A, Leeuw M, Penaud-Frézet S, Dimova D and Murphy R 2015 Phylogenetic and Functional Alterations in Bacterial Community Compositions in Broiler Ceca as a Result of Mannan Oligosaccharide Supplementation. Applied and Environmental Microbiology, 81(10): 3460-3470

Corzo N, Alonso J L, Azpiroz F, Calvo M A, Cirici M, Leis R, Lombó F, Mateos-Aparicio I, Plou F J, Ruas-Madiedo P, Rúperez P, Redondo-Cuenca A, Sanz M L and Clemente A 2015 Prebióticos; concepto, propiedades y efectos beneficiosos. Nutrición Hospitalaria, 31(1): 99-118

Csernus B, Biró S, Babinszky L, Komlósi I, Jávor A, Stündl L, Remenyik J, Bai P, Oláh J, Pesti-Asbóth G and Czeglédi L 2020 Effect of Carotenoids, Oligosaccharides and Anthocyanins on Growth Performance, Immunological Parameters and Intestinal Morphology in Broiler Chickens Challenged with Escherichia coli Lipopolysaccharide. Animals, 10: 347. doi:10.3390/ani10020347

Di Rienzo J A, Casanoves F, Balzarini M G, González L and Robledo C W 2012 InfoStat v. 2012. http://www.infostat.com.ar/

Giambrone J 1996 Inmunosupresión en las aves: Causas y prevención. Avicultura Profesional, 14(5): 42-45

Gómez S, Angeles M, Mojica M and Jalukar S 2012 Combination of an Enzymatically Hydrolyzed Yeast and Yeast Culture with a Direct-fed Microbial in the Feeds of Broiler Chickens. Asian Aust. J. Anim. Sci., 25(5): 665-673

Medina R N M, González S C A, Turizo, G M and Barahona R R 2015 Morfología intestinal en pollos de engorde con o sin suministro de biomasa de levaduras de la producción de etanol combustible. Zootecnia Trop., 33(2): 107-116

Mohan B, Kadirvel R, Natarafan A and Bhaskaran M 1996 Effect of probiotic supplementation on growth, nitrogen utilisation and serum cholesterol in broilers. Br. Poult. Sci., 37(2): 395-401

Novak M and Vetvicka V 2008 β-Glucans, history, and the present: Immunomodulatory aspects and mechanisms of actions. J. Immunotoxicol., 5(1): 47-57

Pérez M, Sánchez L, Piad R, Bocourt R, Milian G, Alfonso G and Domínguez F J 2001 Optimización de la hidrólisis enzimática de Saccharomyces cerevisiae para su empleo como probiótico en animales. Rev Salud Animal, 23(3): 160-166

Pérez M, Milian G, Bocourt R and Alemán R 2016 Evaluación in vitro de prebióticos en hidrolizados de levadura ( Saccharomyces cerevisiae) preparados por diferentes métodos. Revista la Técnica, 16: 64-75

Rostagno H S, Albino L F T, Donzele J L, Gomes P C, Oliveira R F, Lopes D C, Ferreira A S, Barreto S L T and Euclides R F 2011 Tabelas Brasileiras Para Aves e suínos: Composição De Alimentos e Exigências nutricionais, 3rd. Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Brazil.

Sánchez L 1997 Obtención, caracterización y producción a escala piloto de un polisacárido β (1,3) glucano con actividad inmunomoduladora. Tesis de Doctor, CENSA, La Habana, Cuba, pp. 103.

Silva V K, Da Silva J D T, Gravena R A, Marques R H, Hada F H and De Moraes V M A 2010 Yeast extract and prebiotic in pre-initial phase diet for broiler chickens raised under different temperatures. R. Bras. Zootec., 39(1): 165-174

Stephanie M, Roto P, Rubinelli M and Steven C R 2015 An introduction to the avian gut microbiota and the effects of yeast-based prebiotic-type compounds as potential feed additives. Front. Vet. Sci., 2(28): 1-18

Wang Z, Guo Y, Yuan J and Zhang B 2008 Effect of dietary β-1,3/1,6-glucan supplementation on growth performance, immune response and plasma prostaglandin E2, growth hormone and ghrelin in weanling piglets. Asian-Aust. J. Anim. Sci., 21:707-714

Xuan Bo H, Tuan Anh H, Xuan Hao P, Thi Tuoi P and Duc Luc D 2020 Effects of replacement of fish meal and soybean meal by brewers’ yeast extract on growth and feed conversion of Landrace x Yorkshire pigs. Livestock Research for Rural Development. Volume 32, Article #85. Retrieved July 15, 2020, from http://www.lrrd.org/lrrd32/6/doduc32085.html

Zhang J Y, Park J W and Kim I H 2019 Effect of supplementation with brewer's yeast hydrolysate on growth performance, nutrients digestibility, blood profles and meat quality in growing to fnishing pigs. Asian-Australas J Anim Sci., 32(10):1565-1572