El uso de una mezcla sinérgica de ácidos orgánicos libres y buferados ha demostrado tener varios beneficios que redundan en la limpieza y seguridad del agua.
El agua es el nutriente más importante. Es vital para regular los fluidos corporales, la digestión, el transporte de nutrientes, la temperatura corporal y más. Sin embargo, diferentes situaciones pueden afectar negativamente su consumo adecuado, lo cual también influirá en los parámetros productivos.
En la calidad del agua deben tenerse en cuenta:
- las características organolépticas,
- las características fisicoquímicas,
- las sustancias presentes en exceso, como compuestos tóxicos, y
- los microorganismos presentes, pues el agua es un importante vector de transmisión de patógenos.
Los microorganismos como las enterobacterias constituyen una amenaza para la salud de los animales y suelen ser abundantes en aguas no potables. Para su control, debemos considerar una solución estratégica de dos vías, tanto en la prevención de su ingesta como en la protección contra la (re)contaminación y prevención de su excreción después de la ingestión.
En el mercado existen varias estrategias complementarias. Entre las más utilizadas se encuentran los agentes sanitizantes, como el cloro con sus derivados, y los ácidos orgánicos con sus sales. Otra estrategia utilizada son los compuestos vehiculizados en agua como los cloratos, probióticos y bacteriófagos. Por último, también se usan con frecuencia productos perturbadores de la membrana bacteriana, como los terpenos y aceites esenciales. Estos últimos se suministran en el alimento. Muchas veces se utilizan combinaciones de estas estrategias o de diferentes grupos químicos para lograr efectos sinérgicos.
(Fuente: Trouw Nutrition)
Uso de cloro o compuestos clorados
Los compuestos clorados son las sustancias utilizadas con mayor frecuencia —por su inocuidad y facilidad de uso— para eliminar a los patógenos y mejorar las características organolépticas del agua. Sin embargo, los compuestos clorados tienen el inconveniente de no ser activos frente a la presencia de materia orgánica, como sí lo son los ácidos orgánicos, tal como se evidencia en la figura 1.
Cabe mencionar que estudios realizados por Jennifer Hughes, Brookee Dean, Tyler Clark y Susan Watkins de la Universidad de Arkansas demuestran que el agua clorada reduce la incidencia de Salmonella spp. en pollos de engorde próximos a salir al mercado, pero no cuando se les desafía a los siete días de edad.
Bacteriófagos
Cada tipo de fago tiene como objetivo una bacteria específica y necesita de la maquinaria intracelular bacteriana específica para su replicación. Existen fagos líticos y lisogénicos; estos últimos actúan infectando la célula bacteriana, integrando su propio genoma a la célula hospedera y quedando en estado de latencia como profago por extensos períodos (lisogenia). Si su hospedero se enfrenta a un ambiente adverso, este profago puede activarse y reiniciar su ciclo como fagolítico y así, en algún momento, producir la lisis bacteriana.
El ciclo infectivo de un bacteriófago lítico se inicia con la adsorción o unión a la bacteria. Posteriormente, este le inyecta su genoma para comenzar a producir un ambiente adecuado para su multiplicación y la lisis bacteriana.
Exclusión competitiva y probióticos
Los probióticos son preparaciones que contienen microorganismos viables capaces de alterar la flora intestinal produciendo efectos beneficiosos sobre la salud del hospedero. Los probióticos más comunes son los lactobacilos y las bifidobacterias.
Es importante seleccionar para tal uso bacterias fermentadoras de lactosa para así obtener ácidos grasos volátiles como el propiónico con efecto bactericida. Se piensa que ese es el mecanismo de acción principal.
Recientemente, se han investigado las sales por su capacidad para efectuar la supresión in vivo de anaerobios facultativos entéricos, incluyendo Salmonella y E. coli, a través de una nitrato reductasa, expresada en condiciones anaeróbicas, que convierte el clorato en citotóxico. Esta enzima puede ser inducida por la exposición a nitratos y a algunos compuestos nitro orgánicos.
Ácidos orgánicos
El uso de ácidos orgánicos en el agua potable puede destruir o reducir cualquier patógeno vegetativo en el agua misma, así como continuar trabajando a nivel del tracto digestivo de los animales, evitando así la excreción y (re)contaminación de enterobacterias como la Salmonella spp. Además, tiene la ventaja de permitir que los animales sean tratados durante los períodos de retiro del alimento.
Su actividad depende de:
- Peso molecular y número de carboxilos:
- Los ácidos grasos de cadena corta y media facilitan la entrada en las bacterias.
- Cuantos más grupos carboxilos por unidad de peso de ácido orgánico contengan, más potente será el efecto acidificante.
- Valores de pKa:
- Es el pH al cual la fracción no ionizada corresponde al 50% y la otra fracción de 50% está ionizada.
- Si un ácido tiene un valor de pKa < 4, el equilibrio se desplaza hacia la forma disociada (acidificante) y si es mayor que cuatro, a la no disociada (bactericida).
- A mayor diferencia entre el pKa y el pH en el estómago, habrá más forma no disociada y mayor efecto antibacteriano (formiato de amonio).
- Es eficaz utilizar ácidos reductores de pH y antibacterianos juntos al aumentar la diferencia entre el pH y el pKa.
- Balance hidrofílico – lipofílico (HLB)
- Se requiere de un valor HLB óptimo para poder desestabilizar la membrana celular de las bacterias.
- El HLB del ácido debe ser similar al de la membrana celular bacteriana.
- Los ácidos grasos de cadena media tienen este HBL óptimo.
Los ácidos orgánicos son ácidos débiles, lo que significa que a pH ácido solo se disocian parcialmente en aniones y protones orgánicos cargados. En soluciones de pH bajo, la mayoría de las moléculas de ácido no estarán disociadas. Debido a que en este estado no tienen carga, la mayoría de las moléculas de ácido pueden pasar a través de las membranas lipídicas de las células bacterianas. Una vez en el citoplasma bacteriano, una alta proporción de las moléculas de ácido se disociará, liberando protones y aniones de ácidos orgánicos.
El efecto antibacteriano de los ácidos orgánicos se puede deber a:
- la acidificación del medio externo,
- la acción sobre los lípidos y proteínas de las membranas,
- la permeabilidad de la membrana (presión osmótica),
- la acidificación del citoplasma (no disociados), que interrumpen la regulación intracelular del pH afectando el metabolismo,
- los efectos tóxicos directos de los aniones orgánicos en diferentes áreas, incluyendo la estructura de membrana,
- Acción sobre el metabolismo (síntesis de macromoléculas, multiplicación del ADN)
- el gasto energético,
- la pérdida de glutamato y
- la quelación de metales.
La Salmonella puede volverse relativamente tolerante al pH ácido con la exposición. Sin embargo, las células de la Salmonella adaptadas al ácido todavía pueden ser vulnerables a los efectos tóxicos de los ácidos orgánicos. Los ácidos también pueden interferir con la expresión de los genes de virulencia, lo que reduce la capacidad de bacterias como la Salmonella para penetrar en el intestino y sobrevivir dentro de los macrófagos.
(Fuente: Trouw Nutrition)
El pH objetivo que debemos alcanzar con el uso de los ácidos orgánicos depende del microorganismo que se quiera controlar. En la figura 2 se muestra el pH en el que las bacterias se desarrollan y al que las mismas son susceptibles.
Por otra parte, cada ácido orgánico tiene su espectro, como se muestra en la tabla 1. La combinación de varios de ellos genera un efecto sinérgico.
(Fuente: Trouw Nutrition)
Utilizar una mezcla sinérgica de ácidos orgánicos libres y buferados, que no solo trabaja a nivel del agua sino del animal, ha demostrado tener varios beneficios. Entre sus beneficios clave se encuentran la disminución en el pH del agua, apoyar la digestión, dar soporte a la barrera intestinal y promover la salud intestinal (como se observa en la figura 3). Por ende, una mezcla sinérgica de ácidos orgánicos libres y buferados no solo garantiza la limpieza y seguridad del agua, sino que también disminuye la presión de infección.
(Fuente: Trouw Nutrition)