Saccharomyces cerevisiae
creams are made from residues generated by industry, by distilling the
product of alcoholic fermentation. They are a highly harmful for the
environment. These creams are mainly composed by enzymes, peptides,
amino acids, organic acids and B vitamins. Hence, their use in the
formation of symbiotic biopreparations, in addition to having highly
useful natural additives, prevents ecological damage and guarantees
balance between industrial processes and their environment (Pérez et al. 2016Pérez, M., Milián, G., Bocourt, R. &Alemán, R. 2016. "Evaluación in vitro de prebióticos en hidrolizados de levadura (Saccharomyces cerevisiae) preparados por diferentes métodos". La Técnica, (16): 64-75, ISSN: 2477-8982. and Rodríguez 2017Rodríguez,
M. 2017. Evaluación de la capacidad antibacteriana de PROBIOLEV® frente
a bacterias patógenas. PhD Thesis. Instituto de Ciencia Animal, San
José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, p.100.).
S. cerevisiae
yeast is closely associated to progress and well-being of humanity. It
is one of the most used and is widely marketed for its high biological
value. It is placed among the most used fungal cultures for animal
feeding as a stabilizer of the intestinal microbiota, and is intended
for young and adult animals as adults (Carro et al. 2014Carro, M.D., Saro, C., Mateos, I., Díaz, A. & Ranilla, M.J. 2014. "Empleo de probióticos en la alimentación de rumiantes". Ganadería, (93): 42 - 49, ISSN: 1695-1123. and Neeraj 2016Neeraj,
K. 2016. "Review on Natural Growth Promoters Available for Improving
Gut Health of Poultry: An Alternative to Antibiotic Growth Promoters". Asian Journal of Poultry Science, 10(1): 1-29, ISSN: 1819-3609, DOI: https://doi.org/10.3923/ajpsaj.2016.1.29.). Health benefits and productivity of individuals consuming this yeast are documented (Rodríguez et al. 2015Rodríguez,
M., Milián, G., Rondón, A.J., Bocourt, R., Portilla, Y., Laurencio, M.
& Beruvidez, A. 2015. "Hidrolizado enzimático de Saccharomyces cerevisiae: un aditivo con potencial antibacteriano para la alimentación animal". Cuban Journal of Agricultural Science, 49(3): 389 - 397, ISSN: 2079-3480. and Hahn-Didde and Purdum 2016Hahn-Didde,
D., & Purdum, S. E. 2016. "Prebiotics and probiotics used alone or
in combination and effects on pullet growth and intestinal
microbiology". Journal of Applied Poultry Research, 25(1): 1-11, ISSN: 1056-6171, DOI: https://doi.org/10.3382/japr/pfv051.).
In
Cuba, this residue from agro-industry is reused as a protein source to
prepare diets that constitute an alternative to the use of conventional
concentrates (Lezcano et al. 2010Lezcano,
P., Castro, M., Mora, L.M. & Rodríguez, Y. 2010. Cómo incrementar
el alimento animal para sustituir importaciones en animales
monogástricos. In: Seminario Internacional de Porcicultura Tropical, La
Habana, Cuba, CD-ROM, ISBN: 978-959-7208-07-5. and Solano et al. 2012Solano, G., Rodríguez, Z. &Paneque, C. 2012. "Crema de levaduras Saccharomyces cerevisiae inoculada con bacterias acido lácticas". Revista Electrónica Granma Ciencia, 16(3), ISSN: 1027-975X.).
However, its treatment as raw material to make additives is a
biotechnology option in Cuba, which is of interest for animal
production. As reported, productive benefits of its use could be
efficient (Machín et al. 2016Machín, C., Garrido, N.A. & Guevara, A. 2016. "Levadura Saccharomyces cerevisiae y la producción de alcohol. Revisión bibliográfica". ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar, 50(1): 20-28, ISSN: 0138-6204., Pérez et al. 2016Pérez, M., Milián, G., Bocourt, R. &Alemán, R. 2016. "Evaluación in vitro de prebióticos en hidrolizados de levadura (Saccharomyces cerevisiae) preparados por diferentes métodos". La Técnica, (16): 64-75, ISSN: 2477-8982. and Rodríguez 2017Rodríguez,
M. 2017. Evaluación de la capacidad antibacteriana de PROBIOLEV® frente
a bacterias patógenas. PhD Thesis. Instituto de Ciencia Animal, San
José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, p.100.).
Pérez (2000Pérez,
M. 2000. Obtención de un hidrolizado de crema de levadura de destilería
y evaluación de su actividad probiótica. PhD Thesis. Universidad
Agraria de La Habana, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, p. 100.)
characterized ten batches of cream from the José A. Echeverría
distillery in Cárdenas, Matanzas. This study demonstrated the
bromatological and microbiological stability of this product. However,
it is not known whether there are differences with respect to creams
from other distilleries, which may interfere with the quality of the
symbiotic additive. Therefore, the objective of the current research was
to characterize the chemical and microbiological composition of S. cerevisiae creams from different Cuban distilleries, in order to use them as main raw material in the production of PROBIOLEV®.
Materials and MethodsOrigin of S. cerevisiae creams. Five yeast creams were used, coming from different enterprises producing alcohol and derivatives (figure 1). These plants use a lyophilized strain of S. cerevisiae, imported by the Instituto Cubano de Investigación de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA).
Single
samples (15 L) were taken out of an industrial batch of cream from each
distillery. The procedure was homogeneous, stirring the cream in the
fermentation vat for five minutes. Creams were poured into plastic tanks
with lids and transferred to the microbiology laboratory of the
University of Matanzas (UM), where they were stored (4 and 8 ºC) and
processed by triplicate.
pH determination. A digital pH meter (Sartorius Meter PP-25) was used for measuring pH of creams.
Figure 1.
Origin and experimental sequence used to determine chemical and microbiological indicators of the different distillery creams
Analytical techniques for chemical characterization.
Content of dry matter (DM), ash, organic matter (OM) and crude protein
was determined for each cream batch using Kjeldalh method, according to
the methodology described by AOAC (1995)AOAC
(Official Method of Analysis: Association of Official Analytical
Chemists). 1995. 16th Ed. Ed. AOAC International, Arlington, Virginia,
USA, ISBN: 0935584544.. For true protein, Berstein method, cited by Meir (1986)Meir, H. 1986. Laborproktibuire. Tierernahrungund, futtermittenfürTiererproduzenten. Verlag, Berlin.,
was used. The determination of total reducing sugars was performed
according to the 3.5-dinitrosalicylic colorimetric technique, in which
glucose was used as standard sugar (Bernfeld 1955Bernfeld, P. 1955. "Amylases, alpha and beta". Methods in Enzymology I, 1: 149-158, ISSN: 1557-7988, DOI: https://doi.org/10.1016/0076-6879(55)01021-5.). For measuring total carbohydrates, phenol-sulfuric acid colorimetric method was applied (Dubois et al.1956Dubois,
M.K., Gilles, A., Hamilton, J.K., Rebers, P.A. & Smith, F. 1956.
"Colorimetric method for determination of sugars and related
substances". Analytical Chemistry, 28(3): 350-356, ISNN: 1520-6882, DOI: https://doi.org/10.1021/ac60111a017.).
Microbiological determination of S. cerevisiae creams.
The count of polluting microorganisms was carried out in accordance
with the current standards, described for studies of microbiological
quality of food for NC-ISO human and animal intake, according to Bennett and Lancette (2007Bennett, R.W. &Lancette, G.A. 2007. Food and Drug Administration (FDA). Bactereological Analitical Manual. Available: <http://www.fda.gov/oc/spanish/> [Consulted: January, 2015].) (table 1). For this, serial dilutions of samples (NC ISO 6887-1: 2002NC
ISO 6887-1. 2002. Microbiología de alimentos de consumo humano y
animal. Preparación de la muestra de ensayo, la suspensión inicial y las
diluciones decimales para pruebas microbiológicas. Parte 1: Reglas
generales para la preparación de la suspensión inicial y las diluciones
decimales (ISO 6887-1:1999, IDT), ICS: 07.100.30. Oficina Nacional de
Normalización (NC), La Habana, Cuba.) were carried out and the techniques for the determination of polluting microorganisms were applied.
Table 1.
Microbiological testsfor determining polluting microorganisms
| Microbiological tests | NC- ISOreferences |
|---|
| Recounting of total and fecal coliforms | 4832: 2010 |
| Recounting of Pseudomonas aeruginosa | 4833-1: 2014 |
| Recounting of Staphylococcus aureus | 6888-1: 2003 |
| Recounting of Bacillus cereus | 4833-1: 2014 |
| Counting of Salmonella in 25 mL | 6579: 2008 |
| Counting of enterobacteria | 4832: 2010 |
Organoleptic analysis. To determine organoleptic
characteristics of each cream under study, a systematic control of its
odor, color and appearance was carried out.
Statistical analysis.
Descriptive statistics was performed on chemical data, for which mean,
standard deviation and coefficient of variation (%) were determined.
INFOSTAT statistical package, version 2012, was used (Di Rienzo et al. 2012Di
Rienzo, J.A., Casanoves, F., Balzarini, M.G., González, L., Tablada, M.
& Robledo, C.W. 2012. InfoStatversion 2012 [Windows]. Grupo
InfoStat, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. Available: http://www.infostat.com.ar.)
Results and Discussion
Table 2 shows
the descriptive analysis of each cream under study. Chemical
characterization showed that mean values of each indicator are in
correspondence with that reported by a group of authors (Álvarez 1995Álvarez, P. 1995. "Los probióticos como complemento alimenticio". Mundo Ganadero, (11): 38-50, ISSN: 0214-9192., Esperanza and Constanza 2007Esperanza, E. & Constanza, S. 2007. Evaluación de Melaza de caña como sustrato para la producción de Saccharomyces cerevisiae. Diploma Thesis. Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia., Arratia 2009Arratia,
J.M. 2009. Diversidad genética de levaduras involucradas en la
fermentación del mezcal tamaulipeco. MSc. Thesis. Centro de
Biotecnología Genómica, Instituto Politécnico Nacional, México., Solano et al. 2010Solano, G.S., Miranda, O., Ramírez, R. & Rondón, G. 2010. "Crema de levadura Saccharomyces y miel de caña como alimento de cerdos en crecimiento-ceba". Revista Electrónica Granma Ciencia, 14(2), ISSN: 1027-975X. and Solano et al. 2012Solano, G., Rodríguez, Z. &Paneque, C. 2012. "Crema de levaduras Saccharomyces cerevisiae inoculada con bacterias acido lácticas". Revista Electrónica Granma Ciencia, 16(3), ISSN: 1027-975X.).
Table 2.
Chemical composition of the different Saccharomyces cerevisiae creams
| Indicators | Cuban distilleries |
|---|
| José A. Echeverría | Jesús Rabí | Héctor Molina | Heriberto Duquesne | Melanio Hernández |
|---|
| Dry matter, % | Mean | 16.78 | 17.29 | 18.12 | 17.40 | 15.71 |
| SD | 0.09 | 0.10 | 0.06 | 0.07 | 0.17 |
| CV, % | 0.54 | 0.60 | 0.30 | 0.40 | 1.08 |
| Ash, % | Mean | 18.14 | 18.25 | 17.35 | 16.75 | 17.08 |
| SD | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.04 |
| CV, % | 0.23 | 0.23 | 0.17 | 0.18 | 0.29 |
| Organic matter, % | Mean | 81.86 | 81.75 | 82.65 | 83.25 | 82.92 |
| SD | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.04 |
| CV, % | 0.05 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.05 |
| Crude protein, % | Mean | 38.95 | 39.20 | 40.27 | 39.77 | 38.16 |
| SD | 0.04 | 0.03 | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
| CV, % | 0.09 | 0.06 | 0.12 | 0.12 | 0.13 |
| True protein, % | Mean | 36.92 | 37.18 | 36.52 | 35.87 | 32.52 |
| SD | 0.04 | 0.07 | 0.09 | 0.04 | 0.08 |
| CV, % | 0.11 | 0.19 | 0.25 | 0.12 | 0.25 |
| Reducing sugars, % | Mean | 4.12 | 3.96 | 4.52 | 4.86 | 4.23 |
| SD | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.01 | 0.04 |
| CV, % | 0.61 | 0.53 | 0.34 | 0.21 | 0.85 |
| Total carbohydrates, % | Mean | 5.25 | 4.94 | 6.32 | 5.97 | 5.06 |
| SD | 0.02 | 0.02 | 0.04 | 0.01 | 0.04 |
| CV, % | 0.29 | 0.42 | 0.64 | 0.19 | 0.69 |
| pH | Mean | 3.83 | 3.44 | 4.78 | 3.52 | 4.81 |
| SD | 0.02 | 0.02 | 0.01 | 0.006 | 0.01 |
| CV, % | 0.45 | 0.60 | 0.24 | 0.16 | 0.21 |
Results are the average of three determinations
CV:coefficient of variation
Studies carried out by Álvarez (1995)Álvarez, P. 1995. "Los probióticos como complemento alimenticio". Mundo Ganadero, (11): 38-50, ISSN: 0214-9192., Pérez (2000Pérez,
M. 2000. Obtención de un hidrolizado de crema de levadura de destilería
y evaluación de su actividad probiótica. PhD Thesis. Universidad
Agraria de La Habana, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, p. 100.) and Solano et al. (2010)Solano, G.S., Miranda, O., Ramírez, R. & Rondón, G. 2010. "Crema de levadura Saccharomyces y miel de caña como alimento de cerdos en crecimiento-ceba". Revista Electrónica Granma Ciencia, 14(2), ISSN: 1027-975X. in the bromatological evaluation of different S. cerevisiae
creams showed ranges between 15-20% of DM, 16-18% of ash, 80-85% of OM,
35-40% of crude protein, 32-36% of true protein, 4-6% of total
carbohydrates and 2-4% of reducing sugars. Minimum and maximum values
for each indicator analyzed in this study correspond to the previously
described intervals.
Pérez (2000)Pérez,
M. 2000. Obtención de un hidrolizado de crema de levadura de destilería
y evaluación de su actividad probiótica. PhD Thesis. Universidad
Agraria de La Habana, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, p. 100. showed that S. cerevisiae cream, obtained from fermentation process in the alcohol industry, shows stability in its percentage values. According to Guevara et al. (2014)Guevara,
C.A., García, A.B., Mijares-Mena, D. & Ramos-Pousa, I. 2014.
"Integración de procesos para la producción sostenible de alimento
animal en la UEB “Antonio Sánchez”. ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar, 48(2): 63-68,ISSN: 0138-6204.,
the success of a good fermentation depends on the effectiveness of
several factors: sugar concentration, pH, optimal temperature,
contamination by other microorganisms, use of an organism resistant to
high concentrations of alcohol, maintenance anaerobic conditions and
immediate distillation of the fermented product.
Studies carried out by Aguilar et al. (2015)Aguilar,
J., Espinoza, M., Cabanillas, J., Ávila, I., García, A., Julca, J.,
Tacanga, D., Zuta, I. & Linares, G. 2015. "Evaluación de la cinética
de crecimiento de Saccharomyces cerevisiae utilizando un medio de cultivo a base de melaza de caña y suero lácteo". Agroindustrial Science, 5(1): 37-46, ISSN: 2226-2989, DOI: http://dx.doi.org/10.17268/agroind.science.2015.01.04. showed that nutritional value of S. cerevisiae varies depending on the substrate used for its growth and the industrial technology to which this yeast is subjected. Once S. cerevisiae
is recovered in the distilleries, its composition depends on the type
and quality of final molasses used as a substrate in the process (Estévez 2015Estévez, R.E. 2015. Fermentación y destilación alcohólica. Conferencia ICIDCA); on the specific production conditions and the operating regime developed in each alcohol factory (Machín et al. 2016Machín, C., Garrido, N.A. & Guevara, A. 2016. "Levadura Saccharomyces cerevisiae y la producción de alcohol. Revisión bibliográfica". ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar, 50(1): 20-28, ISSN: 0138-6204.).
Results
of this research could be a direct consequence of the production
process that is carried out in each alcohol industry. Differences
according to technical constructive state and equipment of each factory
determine the quality of the cream obtained during the process.
Regardless
of the distillery of origin, composition of creams under study was
similar. An important aspect to consider is that all Cuban distilleries
work with a defined technology, the same strain of S.cerevisiae
and similar raw materials on an industrial scale (molasses). Therefore,
yeast cream generated from national alcohol production practically does
not vary in composition.
Fermentation process in the industry of alcohol production and its by-products constitutes one of the most important sources of S. cerevisiae. The main thing about these creams is the high content of yeasts (70%) in their composition (Valdés et al. 2015Valdés,
A., Bruno, D., Mota, A.M., Cristóbal, N., Aguilar, C.N., Ilina, A.,
Teixeira, J.A., Ruiz, H.A. 2015. Cinética para la producción de
bioetanol usando la levadura Saccharomyces cerevisiae pe-2 para
su escalamiento en reactores en Columna y gas-lift. In: Memorias XVI
Congreso Nacional de Biotecnología y Bioingeniería, Guadalajara, México.).
In Cuba, its recovery is limited to the surplus that remains in the
bottom of fermenters, an issue that affects the amount of available
cream. Itsuse would not be efficient as animal feed, since it is
produced in discrete volumes (20,000 t/year) at national scale (Machín et al. 2016Machín, C., Garrido, N.A. & Guevara, A. 2016. "Levadura Saccharomyces cerevisiae y la producción de alcohol. Revisión bibliográfica". ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar, 50(1): 20-28, ISSN: 0138-6204.).
Currently, several distilleries are in operation in the country.
However, advances in industrial biotechnology offer potential
opportunities for the use of these agro-industrial residues with
aggregated value from a nutritional point of view and a better effect on
animal health and physiology.
S. cerevisiae creams, after being treated in a biotechnological process with microbial enzymes produced by Bacillus subtilis (hydrolytic agent), are transformed into a valuable product (PROBIOLEV®) with prebiotic and probiotic properties (Pérez et al. 2006Pérez,
M., Milián, G., Piad, R., González, R., Bocourt, R. & Savón, L.
2006. Hidrolizado de fondaje de cubetas de destilerías de alcohol con un
crudo enzimático de la cepa de Bacillus licheniformis E-44 y su
procedimiento de obtención. Patente No.23179, (Int.cl.8)
A-23-J1/00,3/30, C-12N-9/56, Oficina Cubana de Propiedad Industrial, La
Habana, Cuba.). Coming from the sugar industry, they are a
low-cost national raw material, a more valid alternative to the use of
antibiotic additives, and an economically profitable way to expand their
use profile.
PROBIOLEV® is a complete biopreparation, which main focus is on the components of cell wall hydrolysis of S. cerevisiae (glucan and mannan oligosaccharides), due to its history as a growth promoter prebiotic in animals (Jahanian and Ashnagar 2015Jahanian,
R. & Ashnagar, M. 2015. "Effect of dietary supplementation of
mannan-oligosaccharides on performance, blood metabolites, ileal
nutrient digestibility, and gut microflora in Escherichia coli-challenged laying hens". Poultry Science, 94(9): 2165-2172, ISSN: 0032-5791, DOI: https://doi.org/10.3382/ps/pev180. and Lourenço et al. 2016Lourenço,
M. C., de Souza, A. M., Hayashi, R. M., da Silva, A. B., & Santin,
E. 2016. "Immune response of broiler chickens supplemented with
prebiotic from Sacharomyces cerevisiae challenged with Salmonella enteritidis or Minnesota". Journal of Applied Poultry Research, 25(2): 165-172, ISSN: 1537-0437, DOI: https://doi.org/10.3382/japr/pfv094.), and B. subtilis
viable cells and their endospores, a probiotic microorganism that
favors the increase of beneficial intestinal biota and activates the
immune response (Díaz et al. 2017Díaz, E., Isaza, J. & Ángel, D. 2017. "Probióticos en la avicultura: una revisión". Revista de Medicina Veterinaria, 1(35): 175-189, ISSN: 0122-9354, DOI: https://doi.org/10.19052/mv.4400. and Milián et al.2019Milián,
G., Rodríguez, M., Días, D., Rondón, A.J., Pérez, M.L., Bocourt, R.,
Portilla, Y. &Beruvides, A. 2019."Evaluación del aditivo zootécnico
SUBTILPROBIO® C-31 en la alimentación de gallinas ponedoras en una
unidad de producción comercial". Cuban Journal of Agricultural Science, 53(2): 161-168, ISSN: 2079-3480.). Due to its composition, PROBIOLEV® is considered as an additive with a high potential for symbiotic activity.
Pérez et al. (2005)Pérez,
M., Piad, R., Bocourt, R., Milián, G., Medina-Medina, E., Savon, L.,
Sarduy, L. & Laurencio, M. 2005. "Actividad prebiótica y probiótica
de un hidrolizado enzimático de crema de destilería en pollos de ceba". CYTA Journal of Food, 5(1): 42-47, ISSN: 1947-6337, DOI: https://doi.org/10.1080/11358120509487670., Piad et al. (2006)Piad,
R., Samaniego, L.M., Pérez, M. & Bocourt, R. 2006. "Actividad
prebiótica de un hidrolizado enzimático de crema de levadura en
indicadores productivos de gallinas ponedoras". CYTA Journal of Food, 5(3): 226-230, ISSN: 1947-6337, DOI: https://doi.org/10.1080/11358120609487695. and Pérez et al. (2015)Pérez, M., Milián, G., Rondón, A.J., Bocourt, R. & Torres V. 2015. "Efecto de endosporas de Bacillus subtilis E-44 con actividad probiótica sobre indicadores fermentativos en órganos digestivos e inmunológicos de pollos de engorde". Revista de la Sociedad Venezolana de Microbiología, 35(2): 89-94, ISSN: 1317-973X.
demonstrated that with the application of PROBIOLEV® to animal diets,
the beneficial microbiota is promoted, together with its powerful
defensive effect against colonization of pathogens and opportunists, it
reinforces the function of the intestinal barrier. According to the
cited authors, this biological preparation caused greater efficiency in
feed conversion, body weight uniformity and productive yields of birds
that consumed it.
Low production cost of PROBIOLEV® and the high
availability of its raw material (waste obtained from alcohol and
derivatives production industry, rich in S. cerevisiae), which
constitutes an environmental pollutant, are the basis for the economic
feasibility of the use of this additive. In addition, the increase of
production levels of meat, milk and eggs in animals of zootechnical
interest, due to the decrease of pathogenic microbial concentration (Piad et al. 2006Piad,
R., Samaniego, L.M., Pérez, M. & Bocourt, R. 2006. "Actividad
prebiótica de un hidrolizado enzimático de crema de levadura en
indicadores productivos de gallinas ponedoras". CYTA Journal of Food, 5(3): 226-230, ISSN: 1947-6337, DOI: https://doi.org/10.1080/11358120609487695. and Rodríguez et al. 2015Rodríguez,
M., Milián, G., Rondón, A.J., Bocourt, R., Portilla, Y., Laurencio, M.
& Beruvidez, A. 2015. "Hidrolizado enzimático de Saccharomyces cerevisiae: un aditivo con potencial antibacteriano para la alimentación animal". Cuban Journal of Agricultural Science, 49(3): 389 - 397, ISSN: 2079-3480.).
Distillery creams have been used directly in pig diets for years. Solano et al. (2012)Solano, G., Rodríguez, Z. &Paneque, C. 2012. "Crema de levaduras Saccharomyces cerevisiae inoculada con bacterias acido lácticas". Revista Electrónica Granma Ciencia, 16(3), ISSN: 1027-975X. managed to replace 30% of the protein provided by soy bean meal with this S. cerevisiae
cream, besides supplying B vitamins (except B-12) from the pig premix,
without affecting the characteristics of the productive performance of
these animals. However, due to the amounts of these components (proteins
and vitamins) in the product (cream) and in the diets, their effects
could be less important when compared to the possibility of expanding
the activity of oligosaccharides of glucans, mannans and B. subtilis cells and their endospores.
However,
to ensure that PROBIOLEV® has biologically stable properties for animal
development and growth, it is necessary to carry out chemical analysis
and microbiological quality studies, since one of the fundamental raw
materials for its preparation, which is the cream of S cerevisiae, does
not come from the same source.
Table 3 shows
the results of the microbiological characterization of creams under
study. The populations of the different microorganisms analyzed were
determined to be within the normal ranges defined by the NC-ISO for
microbiology studies of food intended for human and animal consumption.
This fact corroborates the absence of viable contaminants in this type
of product. No noticeable alterations were found, regardless of the
distillery from which the creams came from.
Table 3.
Microbiological analysis of different Saccharomyces cerevisiae creams
| Microbiological tests | Cuban distilleries |
|---|
| José A. Echeverría | Jesús Rabí | Héctor Molina | Heriberto Dukuesne | Antonio Sánchez |
|---|
| Recount of Bacillus spp.(CFU mL-1) | - | - | - | - | - |
| Recount of viable yeasts (CFU mL-1) | 103 | <103 | 103 | <103 | <103 |
| Recount of total and fecal coliforms | Negative | Negative | Negative | Negative | Negative |
| Recount of Pseudomonas aeruginosa | Negative | Negative | Negative | Negative | Negative |
| Recount of Staphylococcus aureus | Negative | Negative | Negative | Negative | Negative |
| Recount of Bacillus cereus | Negative | Negative | Negative | Negative | Negative |
| Counting of Salmonella in 25 mL | No presence | No presence | No presence | No presence | No presence |
During the packaging and transportation of creams from
different provinces, aseptic conditions were favorable for the non
proliferation of foreign microbial agents during the storage period (10
days, under environmental conditions) until their processing. The
extreme conditions of the medium (acidic pH) decrease the possibilities
of growth and development of harmful germs in creams. These
characteristics allow their use and storage in production places where
there are no possibilities of conservation at low temperatures.
In
addition to the chemical and microbiological study, an organoleptic
analysis was performed. Results showed normal, brown coloration,
characteristic odor, slightly alcoholic, with an acid tendency, and
normal appearance. This means that there was no presence of foreign
particles or signs of contamination.
From the obtained results, it is concluded that the different S. cerevisiae
creams, without considering the distillery of origin, have chemical and
microbiological characteristics that favor their use for producing the
symbiotic additive PROBIOLEV®, biotechnologically. Currently, this
additive is neither produced nor applied on a production scale. However,
the study carried out is very important because it, undoubtedly,
enables the rational and feasible use of recycling S. cerevisiae yeast cream, made from a polluting agro-industrial residue with a harmful effect on the environment.
Las cremas de Saccharomyces cerevisiae
se elaboran a partir de residuos que se generan en la industria, al
destilar el producto de la fermentación alcohólica. Son un subproducto
contaminante de alta agresividad para el medio ambiente. En su
composición, estas cremas poseen enzimas, péptidos, aminoácidos, ácidos
orgánicos y vitaminas del complejo B, fundamentalmente. De ahí que su
uso en la conformación de biopreparados simbióticos, además de disponer
de aditivos naturales de gran utilidad, evita daños ecológicos y
garantiza el equilibrio entre los procesos industriales y su entorno (Pérez et al. 2016Pérez, M., Milián, G., Bocourt, R. &Alemán, R. 2016. "Evaluación in vitro de prebióticos en hidrolizados de levadura (Saccharomyces cerevisiae) preparados por diferentes métodos". La Técnica, (16): 64-75, ISSN: 2477-8982. y Rodríguez 2017Rodríguez,
M. 2017. Evaluación de la capacidad antibacteriana de PROBIOLEV® frente
a bacterias patógenas. PhD Thesis. Instituto de Ciencia Animal, San
José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, p.100.).
La levadura S. cerevisiae
está íntimamente asociada al progreso y bienestar de la humanidad. Es
una de las más usadas y se comercializa ampliamente por su alto valor
biológico. Se ubica entre los cultivos fúngicos que más se utilizan en
la alimentación animal como estabilizador de la microbiota intestinal, y
se destina a animales jóvenes como adultos (Carro et al. 2014Carro, M.D., Saro, C., Mateos, I., Díaz, A. & Ranilla, M.J. 2014. "Empleo de probióticos en la alimentación de rumiantes". Ganadería, (93): 42 - 49, ISSN: 1695-1123. y Neeraj 2016Neeraj,
K. 2016. "Review on Natural Growth Promoters Available for Improving
Gut Health of Poultry: An Alternative to Antibiotic Growth Promoters". Asian Journal of Poultry Science, 10(1): 1-29, ISSN: 1819-3609, DOI: https://doi.org/10.3923/ajpsaj.2016.1.29.). Los beneficios en la salud y la productividad de los individuos que consumen esta levadura están documentados (Rodríguez et al. 2015Rodríguez,
M., Milián, G., Rondón, A.J., Bocourt, R., Portilla, Y., Laurencio, M.
& Beruvidez, A. 2015. "Hidrolizado enzimático de Saccharomyces cerevisiae: un aditivo con potencial antibacteriano para la alimentación animal". Cuban Journal of Agricultural Science, 49(3): 389 - 397, ISSN: 2079-3480. y Hahn-Didde y Purdum 2016Hahn-Didde,
D., & Purdum, S. E. 2016. "Prebiotics and probiotics used alone or
in combination and effects on pullet growth and intestinal
microbiology". Journal of Applied Poultry Research, 25(1): 1-11, ISSN: 1056-6171, DOI: https://doi.org/10.3382/japr/pfv051.).
En
Cuba, este residuo de la agroindustria se reutiliza como fuente
proteica para elaborar dietas que constituyen una alternativa ante el
empleo de concentrados convencionales (Lezcano et al. 2010Lezcano,
P., Castro, M., Mora, L.M. & Rodríguez, Y. 2010. Cómo incrementar
el alimento animal para sustituir importaciones en animales
monogástricos. In: Seminario Internacional de Porcicultura Tropical, La
Habana, Cuba, CD-ROM, ISBN: 978-959-7208-07-5. y Solano et al. 2012Solano, G., Rodríguez, Z. &Paneque, C. 2012. "Crema de levaduras Saccharomyces cerevisiae inoculada con bacterias acido lácticas". Revista Electrónica Granma Ciencia, 16(3), ISSN: 1027-975X.).
Sin embargo, su tratamiento como materia prima para elaborar
aditivosconstituye una opción de la biotecnología en Cuba, que resulta
de interés para la producción animal. Según se ha informado, los
beneficios productivos de su uso podrían ser eficientes (Machín et al. 2016Machín, C., Garrido, N.A. & Guevara, A. 2016. "Levadura Saccharomyces cerevisiae y la producción de alcohol. Revisión bibliográfica". ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar, 50(1): 20-28, ISSN: 0138-6204., Pérez et al. 2016Pérez, M., Milián, G., Bocourt, R. &Alemán, R. 2016. "Evaluación in vitro de prebióticos en hidrolizados de levadura (Saccharomyces cerevisiae) preparados por diferentes métodos". La Técnica, (16): 64-75, ISSN: 2477-8982. y Rodríguez 2017Rodríguez,
M. 2017. Evaluación de la capacidad antibacteriana de PROBIOLEV® frente
a bacterias patógenas. PhD Thesis. Instituto de Ciencia Animal, San
José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, p.100.).
Pérez (2000Pérez,
M. 2000. Obtención de un hidrolizado de crema de levadura de destilería
y evaluación de su actividad probiótica. PhD Thesis. Universidad
Agraria de La Habana, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, p. 100.)
caracterizó diez lotes de crema procedentes de la destilería José A.
Echeverría, de Cárdenas, Matanzas. En su estudio demostró la estabilidad
bromatológica y microbiológica de este producto.Sin embargo, no se
conoce si existen diferencias con respecto a las cremas que provienen de
otras destilerías, que puedan interferir en la calidad del aditivo
simbiótico.Este trabajo tuvo como objetivo caracterizar la composición
química y microbiológica de las cremas de S. cerevisiae
procedentes de diferentes destilerías cubanas, con el propósito de su
uso como materia prima fundamental en la elaboración de PROBIOLEV®.
Materiales y MétodosOrigen de las cremas de S. cerevisiae. Se utilizaron cinco cremas de levadura, procedentes de diferentes empresas productoras de alcohol y derivados (figura 1). Estas plantas usan una cepa liofilizada de S. cerevisiae, importada por el Instituto Cubano de Investigación de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA).
De
cada destilería se tomaron muestras únicas (15 L) de un lote industrial
de crema. Se procedió de forma homogénea, removiendo la crema en la
cuba de fermentación durante cinco minutos. Las cremas se envasaron en
tanques plásticos con tapas y se trasladaron hasta el laboratorio de
microbiología de la Universidad de Matanzas (UM), donde se almacenaron
(4 y 8ºC) y se procesaron por triplicado.
Determinación del pH. Se utilizópara medir el pH de las cremas un pHmetro digital (Sartorius Meter PP-25).
Figura 1.
Origen y secuencia experimental
utilizada para la determinación de los indicadores químicos y
microbiológicos de las diferentes cremas de destilerías.
Técnicas analíticas para la caracterización química. A
cada lote de crema se le determinó el contenido de materia seca (MS),
cenizas, materia orgánica (MO) y proteína bruta mediante el método de
Kjeldalh, según la metodología descrita por la AOAC (1995). Para la
proteína verdadera se utilizó el método de Berstein, citado por Meir (1986Meir, H. 1986. Laborproktibuire. Tierernahrungund, futtermittenfürTiererproduzenten. Verlag, Berlin.).
La determinación de azúcares reductores totalesse realizó según la
técnica colorimétrica del 3.5-dinitro salicílico, en la que se utilizó
la glucosa como azúcar patrón (Bernfeld 1955Bernfeld, P. 1955. "Amylases, alpha and beta". Methods in Enzymology I, 1: 149-158, ISSN: 1557-7988, DOI: https://doi.org/10.1016/0076-6879(55)01021-5.). Para la medida de los carbohidratos totales se aplicó la colorimétrica del fenol-sulfúrico (Dubois et al.1956Dubois,
M.K., Gilles, A., Hamilton, J.K., Rebers, P.A. & Smith, F. 1956.
"Colorimetric method for determination of sugars and related
substances". Analytical Chemistry, 28(3): 350-356, ISNN: 1520-6882, DOI: https://doi.org/10.1021/ac60111a017.).
Determinación microbiológica de las cremas de S. cerevisiae.
El conteo de microorganismos contaminantes se realizó de acuerdo con
las normas vigentes, descritas para los estudios de calidad
microbiológica de los alimentos de consumo humano y animal NC-ISO, según
Bennett y Lancette (2007Bennett, R.W. &Lancette, G.A. 2007. Food and Drug Administration (FDA). Bactereological Analitical Manual. Available: <http://www.fda.gov/oc/spanish/> [Consulted: January, 2015].) (tabla 1). Para ello se realizaron diluciones seriadas de las muestras (NC ISO 6887-1: 2002NC
ISO 6887-1. 2002. Microbiología de alimentos de consumo humano y
animal. Preparación de la muestra de ensayo, la suspensión inicial y las
diluciones decimales para pruebas microbiológicas. Parte 1: Reglas
generales para la preparación de la suspensión inicial y las diluciones
decimales (ISO 6887-1:1999, IDT), ICS: 07.100.30. Oficina Nacional de
Normalización (NC), La Habana, Cuba.) y se ejecutaron las técnicas de determinación de los microorganismos contaminantes.
Tabla 1.
Pruebas microbiológicas para la determinación de microorganismos contaminantes.
| Pruebas microbiológicas | Referencias NC- ISO |
|---|
| Recuento de coliformes fecales y totales | 4832: 2010 |
| Recuento de Pseudomonas aeruginosa | 4833-1: 2014 |
| Recuento de Staphylococcus aureus | 6888-1: 2003 |
| Recuento de Bacillus cereus | 4833-1: 2014 |
| Conteo de Salmonella en 25 mL | 6579: 2008 |
| Conteo de enterobacterias | 4832: 2010 |
Análisis organoléptico. Para determinar las
características organolépticas de cada crema en estudio se realizó un
control sistemático de su olor, color y aspecto.
Análisis estadístico.
A los datos químicos se les realizó estadística descriptiva, para lo
que se determinó media, desviación estándar y coeficiente de variación
(%). Se utilizó el paquete estadístico INFOSTAT, versión 2012 (Di Rienzo et al. 2012Di
Rienzo, J.A., Casanoves, F., Balzarini, M.G., González, L., Tablada, M.
& Robledo, C.W. 2012. InfoStatversion 2012 [Windows]. Grupo
InfoStat, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. Available: http://www.infostat.com.ar.).
Resultados y DiscusiónLa tabla 2
muestra el análisis descriptivo de cada crema en estudio. La
caracterización química demostró que los valores medios de cada
indicador se encuentran en correspondencia con lo informado por un
colectivo de autores (Álvarez 1995Álvarez, P. 1995. "Los probióticos como complemento alimenticio". Mundo Ganadero, (11): 38-50, ISSN: 0214-9192., Esperanza y Constanza 2007Esperanza, E. & Constanza, S. 2007. Evaluación de Melaza de caña como sustrato para la producción de Saccharomyces cerevisiae. Diploma Thesis. Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia., Arratia 2009Arratia,
J.M. 2009. Diversidad genética de levaduras involucradas en la
fermentación del mezcal tamaulipeco. MSc. Thesis. Centro de
Biotecnología Genómica, Instituto Politécnico Nacional, México., Solano et al. 2010Solano, G.S., Miranda, O., Ramírez, R. & Rondón, G. 2010. "Crema de levadura Saccharomyces y miel de caña como alimento de cerdos en crecimiento-ceba". Revista Electrónica Granma Ciencia, 14(2), ISSN: 1027-975X. y Solano et al. 2012Solano, G., Rodríguez, Z. &Paneque, C. 2012. "Crema de levaduras Saccharomyces cerevisiae inoculada con bacterias acido lácticas". Revista Electrónica Granma Ciencia, 16(3), ISSN: 1027-975X.).
Tabla 2.
Composición química de las diferentes cremas de Saccharomycescerevisiae
| Indicadores | Destilerías cubanas |
|---|
| José A. Echeverría | Jesús Rabí | Héctor Molina | Heriberto Duquesne | Melanio Hernández |
|---|
| Materia seca,% | Media | 16.78 | 17.29 | 18.12 | 17.40 | 15.71 |
| DE | 0.09 | 0.10 | 0.06 | 0.07 | 0.17 |
| CV, % | 0.54 | 0.60 | 0.30 | 0.40 | 1.08 |
| Ceniza, % | Media | 18.14 | 18.25 | 17.35 | 16.75 | 17.08 |
| DE | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.04 |
| CV, % | 0.23 | 0.23 | 0.17 | 0.18 | 0.29 |
| Materia orgánica, % | Media | 81.86 | 81.75 | 82.65 | 83.25 | 82.92 |
| DE | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.04 |
| CV, % | 0.05 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.05 |
| Proteína bruta, % | Media | 38.95 | 39.20 | 40.27 | 39.77 | 38.16 |
| DE | 0.04 | 0.03 | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
| CV, % | 0.09 | 0.06 | 0.12 | 0.12 | 0.13 |
| Proteína verdadera, % | Media | 36.92 | 37.18 | 36.52 | 35.87 | 32.52 |
| DE | 0.04 | 0.07 | 0.09 | 0.04 | 0.08 |
| CV, % | 0.11 | 0.19 | 0.25 | 0.12 | 0.25 |
| Azúcares reductores, % | Media | 4.12 | 3.96 | 4.52 | 4.86 | 4.23 |
| DE | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.01 | 0.04 |
| CV, % | 0.61 | 0.53 | 0.34 | 0.21 | 0.85 |
| Carbohidratos totales, % | Media | 5.25 | 4.94 | 6.32 | 5.97 | 5.06 |
| DE | 0.02 | 0.02 | 0.04 | 0.01 | 0.04 |
| CV, % | 0.29 | 0.42 | 0.64 | 0.19 | 0.69 |
| pH | Media | 3.83 | 3.44 | 4.78 | 3.52 | 4.81 |
| DE | 0.02 | 0.02 | 0.01 | 0.006 | 0.01 |
| CV, % | 0.45 | 0.60 | 0.24 | 0.16 | 0.21 |
Los resultados son el promedio de tres determinaciones: desviación estándar (DE), coeficiente de variación (CV)
Los estudios desarrollados por Álvarez (1995Álvarez, P. 1995. "Los probióticos como complemento alimenticio". Mundo Ganadero, (11): 38-50, ISSN: 0214-9192.), Pérez (2000Pérez,
M. 2000. Obtención de un hidrolizado de crema de levadura de destilería
y evaluación de su actividad probiótica. PhD Thesis. Universidad
Agraria de La Habana, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, p. 100.) y Solano et al. (2010Solano, G.S., Miranda, O., Ramírez, R. & Rondón, G. 2010. "Crema de levadura Saccharomyces y miel de caña como alimento de cerdos en crecimiento-ceba". Revista Electrónica Granma Ciencia, 14(2), ISSN: 1027-975X.) en la evaluación bromatológica de diferentes cremas de S. cerevisiae
mostraron rangos entre 15-20 % de MS, 16-18% de ceniza, 80-85% de MO,
35-40% de proteína bruta, 32-36 % de proteína verdadera, 4-6% de
carbohidratos totales y 2-4% de azúcares reductores. Los valores mínimos
y máximos por cada indicador analizado en este estudio se corresponden
con los intervalos antes descritos.
Pérez (2000Pérez,
M. 2000. Obtención de un hidrolizado de crema de levadura de destilería
y evaluación de su actividad probiótica. PhD Thesis. Universidad
Agraria de La Habana, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, p. 100.) demostró que la crema de S. cerevisiae, obtenida del proceso de fermentación en la industria del alcohol, presenta estabilidad en sus valores porcentuales. Según Guevara et al. (2014Guevara,
C.A., García, A.B., Mijares-Mena, D. & Ramos-Pousa, I. 2014.
"Integración de procesos para la producción sostenible de alimento
animal en la UEB “Antonio Sánchez”. ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar, 48(2): 63-68,ISSN: 0138-6204.),
el éxito de una buena fermentación depende de la eficacia de varios
factores: concentración de azúcar, pH, temperatura óptima, contaminación
por otros microorganismos, utilización de un organismo resistente a
altas concentraciones de alcohol, mantenimiento de condiciones
anaerobias e inmediata destilación del producto fermentado.
Estudios realizados por Aguilar et al. (2015Aguilar,
J., Espinoza, M., Cabanillas, J., Ávila, I., García, A., Julca, J.,
Tacanga, D., Zuta, I. & Linares, G. 2015. "Evaluación de la cinética
de crecimiento de Saccharomyces cerevisiae utilizando un medio de cultivo a base de melaza de caña y suero lácteo". Agroindustrial Science, 5(1): 37-46, ISSN: 2226-2989, DOI: http://dx.doi.org/10.17268/agroind.science.2015.01.04.) demostraron que el valor nutritivo de S. cerevisiae
varía en dependencia del sustrato utilizado para su crecimiento y de la
tecnología industrial a la que se somete la levadura. Cuando S. cerevisiae
se recupera en las destilerías, su composición depende del tipo y
calidad de las mieles finales de caña utilizadas como sustrato en el
proceso (Estévez 2015Estévez, R.E. 2015. Fermentación y destilación alcohólica. Conferencia ICIDCA); de las condiciones específicas de producción y del régimen de operación desarrollado en cada fábrica de alcohol (Machín et al. 2016Machín, C., Garrido, N.A. & Guevara, A. 2016. "Levadura Saccharomyces cerevisiae y la producción de alcohol. Revisión bibliográfica". ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar, 50(1): 20-28, ISSN: 0138-6204.).
Los
resultados de esta investigación podrían ser consecuencia directa del
proceso productivo que se realiza en cada industria alcoholera. Las
diferencias en el estado técnico constructivo y en el equipamiento de
cada fábrica determinan la calidad de la crema que se obtiene durante el
proceso.
Independientemente de la destilería de origen, la
composición de las cremas objeto de este estudio fue similar. Un aspecto
importante que se debe considerar es que todas las destilerías cubanas
trabajan con una tecnología definida, una misma cepa de S. cerevisiae
y materias primas similares a escala industrial (mieles de caña de
azúcar). Por tanto, la crema de levadura que se genera de la producción
nacional de alcohol no varía prácticamente en su composición.
El
proceso de fermentación en la industria de producción de alcohol y sus
derivados constituye una de las fuentes más importantes de S. cerevisiae. Lo fundamental de estas cremas es el alto contenido de levaduras (70 %) que poseen en su composición (Valdés et al. 2015Valdés,
A., Bruno, D., Mota, A.M., Cristóbal, N., Aguilar, C.N., Ilina, A.,
Teixeira, J.A., Ruiz, H.A. 2015. Cinética para la producción de
bioetanol usando la levadura Saccharomyces cerevisiae pe-2 para
su escalamiento en reactores en Columna y gas-lift. In: Memorias XVI
Congreso Nacional de Biotecnología y Bioingeniería, Guadalajara, México.).
En Cuba, su recuperación está limitada al excedente que queda en el
fondo de los fermentadores, cuestión que afecta la cantidad de crema
disponible. Si se fuera a emplear como alimento animal, su uso no sería
eficiente, puesto que se produce en volúmenes discretos a escala
nacional (20 000 t/año) (Machín et al. 2016Machín, C., Garrido, N.A. & Guevara, A. 2016. "Levadura Saccharomyces cerevisiae y la producción de alcohol. Revisión bibliográfica". ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar, 50(1): 20-28, ISSN: 0138-6204.).
Actualmente, en el país se encuentran en explotación varias
destilerías. Sin embargo, los avances en la biotecnología industrial
ofrecen oportunidades potenciales para la utilización de estos residuos
agroindustriales con valor agregado desde el punto de vista nutricional y
mejor efecto en la fisiología y salud de los animales.
Las cremas de S. cerevisiae, al ser tratadas en un proceso biotecnológico con enzimas microbianas producidas por Bacillus subtilis (agente hidrolítico), se transforman en un producto valioso (PROBIOLEV®) con propiedades prebióticas y probióticas (Pérez et al. 2006Pérez,
M., Milián, G., Piad, R., González, R., Bocourt, R. & Savón, L.
2006. Hidrolizado de fondaje de cubetas de destilerías de alcohol con un
crudo enzimático de la cepa de Bacillus licheniformis E-44 y su
procedimiento de obtención. Patente No.23179, (Int.cl.8)
A-23-J1/00,3/30, C-12N-9/56, Oficina Cubana de Propiedad Industrial, La
Habana, Cuba.). Al provenir de la industria azucarera,
constituyen una materia primanacional de bajo costo, una alternativa más
válida ante el uso de aditivos antibióticos, y una forma económicamente
rentable para ampliar su perfil de uso.
PROBIOLEV®es un
biopreparado íntegro, cuyo enfoque principal se orienta a los
componentes de la hidrólisis de la pared celular de S. cerevisiae (oligosacáridos de glucanos y mananos), por sus antecedentes como prebiótico promotor del crecimiento en animales (Jahanian y Ashnagar 2015Jahanian,
R. & Ashnagar, M. 2015. "Effect of dietary supplementation of
mannan-oligosaccharides on performance, blood metabolites, ileal
nutrient digestibility, and gut microflora in Escherichia coli-challenged laying hens". Poultry Science, 94(9): 2165-2172, ISSN: 0032-5791, DOI: https://doi.org/10.3382/ps/pev180. y Lourenço et al. 2016Lourenço,
M. C., de Souza, A. M., Hayashi, R. M., da Silva, A. B., & Santin,
E. 2016. "Immune response of broiler chickens supplemented with
prebiotic from Sacharomyces cerevisiae challenged with Salmonella enteritidis or Minnesota". Journal of Applied Poultry Research, 25(2): 165-172, ISSN: 1537-0437, DOI: https://doi.org/10.3382/japr/pfv094.), y a las células viables de B. subtilis
y sus endosporas, microorganismo probiótico que favorece el incremento
de la biota intestinal benéfica y activa la respuesta inmune (Díaz et al. 2017Díaz, E., Isaza, J. & Ángel, D. 2017. "Probióticos en la avicultura: una revisión". Revista de Medicina Veterinaria, 1(35): 175-189, ISSN: 0122-9354, DOI: https://doi.org/10.19052/mv.4400. y Milián et al. 2019Milián,
G., Rodríguez, M., Días, D., Rondón, A.J., Pérez, M.L., Bocourt, R.,
Portilla, Y. &Beruvides, A. 2019."Evaluación del aditivo zootécnico
SUBTILPROBIO® C-31 en la alimentación de gallinas ponedoras en una
unidad de producción comercial". Cuban Journal of Agricultural Science, 53(2): 161-168, ISSN: 2079-3480.).Por su composición, PROBIOLEV® se considera un aditivo con alto potencial de actividad simbiótica.
Pérez et al. (2005Pérez,
M., Piad, R., Bocourt, R., Milián, G., Medina-Medina, E., Savon, L.,
Sarduy, L. & Laurencio, M. 2005. "Actividad prebiótica y probiótica
de un hidrolizado enzimático de crema de destilería en pollos de ceba". CYTA Journal of Food, 5(1): 42-47, ISSN: 1947-6337, DOI: https://doi.org/10.1080/11358120509487670.), Piad et al. (2006Piad,
R., Samaniego, L.M., Pérez, M. & Bocourt, R. 2006. "Actividad
prebiótica de un hidrolizado enzimático de crema de levadura en
indicadores productivos de gallinas ponedoras". CYTA Journal of Food, 5(3): 226-230, ISSN: 1947-6337, DOI: https://doi.org/10.1080/11358120609487695.) y Pérez et al. (2015)Pérez, M., Milián, G., Rondón, A.J., Bocourt, R. & Torres V. 2015. "Efecto de endosporas de Bacillus subtilis E-44 con actividad probiótica sobre indicadores fermentativos en órganos digestivos e inmunológicos de pollos de engorde". Revista de la Sociedad Venezolana de Microbiología, 35(2): 89-94, ISSN: 1317-973X.
demostraron que cuando se aplica PROBIOLEV® en la dieta de los animales
se promueve la microbiota benéfica, unido al efecto defensivo potente
que ejerce ante la colonización de patógenos y oportunistas, pues
refuerza la función de la barrera intestinal. Según los autores citados,
este preparado biológico provocó mayor eficiencia en la conversión
alimentaria, en la uniformidad del peso corporal y en los rendimientos
productivos de las aves que lo consumieron.
El bajo costo de
producción de PROBIOLEV® y la alta disponibilidad de su materia prima
(desecho obtenido de la industria de producción de alcohol y derivados,
rico en S. cerevisiae), que constituye un contaminante del medio
ambiente, fundamentan la factibilidad económica de la utilización de
este aditivo. A ello se une el incremento de los niveles de producción
de carne, leche y huevos en los animales de interés zootécnico, debido a
la disminución de la carga microbiana patógena (Piad et al. 2006Piad,
R., Samaniego, L.M., Pérez, M. & Bocourt, R. 2006. "Actividad
prebiótica de un hidrolizado enzimático de crema de levadura en
indicadores productivos de gallinas ponedoras". CYTA Journal of Food, 5(3): 226-230, ISSN: 1947-6337, DOI: https://doi.org/10.1080/11358120609487695. y Rodríguez et al. 2015Rodríguez,
M., Milián, G., Rondón, A.J., Bocourt, R., Portilla, Y., Laurencio, M.
& Beruvidez, A. 2015. "Hidrolizado enzimático de Saccharomyces cerevisiae: un aditivo con potencial antibacteriano para la alimentación animal". Cuban Journal of Agricultural Science, 49(3): 389 - 397, ISSN: 2079-3480.).
Las cremas de destilería se han empleado directamente durante años en la dieta de cerdos. Solano et al. (2012Solano, G., Rodríguez, Z. &Paneque, C. 2012. "Crema de levaduras Saccharomyces cerevisiae inoculada con bacterias acido lácticas". Revista Electrónica Granma Ciencia, 16(3), ISSN: 1027-975X.) lograron sustituir con esta crema de S. cerevisiae
30% de la proteína que aporta la harina de soya; además de suplir las
vitaminas del complejo B (excepto la B-12) de la premezcla porcina, sin
que se afectaran los rasgos del comportamiento productivo en estos
animales. No obstante, por las cantidades de estos componentes
(proteínas y vitaminas) en el producto (crema) y en las dietas, sus
efectos pudieran ser de menor importancia si se comparan con la
posibilidad de ampliarla actividad de los oligosacáridos de glucanos,
mananos y las células de B. subtilis y sus endosporas.
No
obstante, para lograr que PROBIOLEV® tenga propiedades biológicamente
estables para el desarrollo y crecimiento animal, es necesario realizar
un análisis químico y estudios de calidad microbiológica, debido a que
una de las materias primas fundamentales para su elaboración, que es la
crema de S. cerevisiae, no procede de la misma fuente.
La tabla 3
muestra los resultados de la caracterización microbiológica de las
cremas en estudio. Se determinó que las poblaciones de los diferentes
microorganismos analizados se encuentran en los rangos normales
definidos por las NC-ISO para los estudios de microbiología de los
alimentos destinados al consumo humano y animal. Este hecho corrobora la
ausencia de viables contaminantes en este tipo de producto. No se
encontraron alteraciones perceptibles, independientemente de la
destilería de la que provienen las cremas.
Tabla 3.
Análisis microbiológico de las diferentes cremas de Saccharomyces cerevisiae.
| Pruebas microbiológicas | Destilerías cubanas |
|---|
| José A. Echeverría | Jesús Rabí | Héctor Molina | Heriberto Dukuesne | Antonio Sánchez |
|---|
| Recuento de Bacillusspp. (UFC mL-1) | - | - | - | - | - |
| Recuento de levaduras viables (UFC mL-1) | 103 | <103 | 103 | <103 | <103 |
| Recuento de coliformes fecales y totales | Negativo | Negativo | Negativo | Negativo | Negativo |
| Recuento de Pseudomonas aeruginosa | Negativo | Negativo | Negativo | Negativo | Negativo |
| Recuento de Staphylococcus aureus | Negativo | Negativo | Negativo | Negativo | Negativo |
| Recuento de Bacillus cereus | Negativo | Negativo | Negativo | Negativo | Negativo |
| Conteo de Salmonella en 25 mL | No presencia | No presencia | No presencia | No presencia | No presencia |
Durante el envase y transportación de las cremas procedentes
de diferentes provincias, las condiciones de asepsia favorecieron que no
proliferaran agentes microbianos extraños durante el período de
almacenaje (10 d, en condiciones ambientales) hasta su procesamiento.
Las condiciones extremas del medio (pH ácido) disminuyen las
posibilidades de crecimiento y desarrollo de gérmenes dañinos en las
cremas. Estas características permiten su utilización y almacenamiento
en lugares de producción donde no existan posibilidades de conservación a
bajas temperaturas.
Además del estudio químico y microbiológico,
se realizó un análisis organoléptico. Los resultados mostraron
coloración normal, marrón; olor característico, a alcohol ligeramente,
con tendencia ácida, y aspecto normal. Esto significa que no hubo
presencia de partículas extrañas ni indicios de contaminación.
A partir de los resultados obtenidos se concluye que las diferentes cremas de S. cerevisiae,
sin considerar la destilería de origen, presentan características
químicas y microbiológicas que posibilitan su utilización para elaborar
el aditivo simbiótico PROBIOLEV® por vía biotecnológica. En los momentos
actuales, este aditivo no se produce ni se aplica a escala de
producción. No obstante, el estudio realizado resulta de gran interés
porque posibilita, sin lugar a dudas, el uso racional y factible de
reciclar la crema de levadura de S. cerevisiae, elaborada a partir de un residuo agroindustrial contaminante con efecto nocivo para el medio ambiente.