Estudio de la actividad antimicrobiana de extractos naturales y ácidos orgánicos. Posible alternativa a los antibióticos promotores de crecimiento

Abstract

El objetivo fundamental de la Tesis doctoral, es aportar una alternativa a los antibióticos como promotores de crecimiento animal. En este sentido se evaluaron productos preparados a partir de extractos naturales, especialmente extractos de Rutáceas y ácidos orgánicos.<br/>Los objetivos específicos de esta investigación se resumen en:<br/>1. Evaluar la actividad antibacteriana y antifúngica in vitro de extractos naturales sobre bacterias y hongos de importancia en producción y sanidad animal, y su actividad al ser adicionados conjuntamente con ácidos orgánicos, determinando la metodología a seguir.<br/>2. Evaluación de los parámetros microbiológicos y productivos de cerdo en diferentes estadios de su ciclo de crecimiento, al suministrarles piensos adicionados de extractos naturales mezclados con ácidos orgánicos, como promotores de crecimiento.<br/>A partir de los resultados obtenidos en los ensayos in vitro, se observa que el método del Aromatograma en combinación con el de difusión en agar permite evaluar correctamente, la actividad antimicrobiana de los extractos naturales en combinación o no con ácidos orgánicos. Asimismo podemos indicar que por el método de dilución en microplacas se establecen las concentraciones mínimas inhibitorias de los extractos de plantas sobre bacterias y hongos, comparando la potencia entre productos. <br/>Podemos indicar que los extractos de Rutáceas evaluados en nuestros experimentos poseen actividad inhibitoria tanto para bacterias como para hongos, observándose una mayor capacidad inhibidora frente a las bacterias Gram positivas que sobre las bacterias Gram negativas ensayadas.<br/>Al mezclar extractos de Rutáceas y ácidos orgánicos se observa un claro efecto sinérgico que se manifiesta en un notable incremento de la actividad inhibitoria del producto resultante frente a bacterias y hongos.<br/>Cuando el extracto de Rutáceas se adiciona a sustratos como arroz y maíz contaminados con Aspergillus ochraceus productor de ocratoxina A, es capaz de inhibir el crecimiento fúngico y la producción de ocratoxina A, por lo que este extracto puede ser utilizado como un sistema de control implicado en Seguridad Alimentaria.<br/>Se ha evidenciado que el extracto de Rutáceas ensayado posee actividad enzimática, comprobando la presencia de: esterasa, lipasa, fosfatasas y N-acetil-?- glucosaminidasa. Al adicionarlo a un cultivo en medio líquido de Escherichia coli o de Salmonella typhimurium, es capaz de modificar el metabolismo de los citados microorganismos, colaborando en la pérdida de viabilidad de las cepas ensayadas.<br/>Cuando los extractos de Rutáceas se adicionan a sustratos destinados a alimentación (piensos compuestos, materias primas, entre otros), la concentración eficaz para que sean capaces de controlar y mantener la calidad microbiológica varía como consecuencia de la capacidad de la matriz para facilitar su difusión y de la presencia de sustancias inhibidoras, entre otros factores.<br/>Definidas las características inhibitorias de los extractos ensayados in vitro, se procedió al estudio de la actividad in vivo de aquellos que presentaron mejores resultados, pudiendo observarse que su adición a la dieta de cerdos, tanto destetados, como adultos, no disminuye la ingesta diaria de pienso, por el contrario la incrementan y aumenta la ganancia diaria de peso, determinando un mejor índice de conversión de los 21 a los 63 días de crecimiento, al comparar los resultados obtenidos con los registrados en cerdos destetados a los que se les suministraron antibióticos como promotores de crecimiento durante el mismo periodo de tiempo. <br/>Asimismo se ha evidenciado el hecho de que suministrar en la dieta de cerdos tanto en destete como en engorde, una mezcla de extractos de Rutáceas constituye una medida correcta, que mejora sus parámetros productivos, presenta efectos positivos sobre la microbiota intestinal ya que disminuye los recuentos de la microbiota entérica e incrementa la presencia de bacterias del ácido láctico y no determina efectos nocivos sobre el animal.

The aim of this Thesis was to contribute to an alternative to antibiotics as growth promoters in farm-animals. In this way, products prepared from natural extracts were evaluated, specially Rutaceae extracts and organic acids.<br/>The specific objectives of this investigation are:<br/>1. To evaluate in vitro the antibacterial and antifungal activity of natural extracts against bacteria and fungi of importance in production and animal health as well as its activity when added mixed with organic acids.<br/>2. Evaluation of microbiological and productive parameters in swine focusing on different stages of its life cycle, when providing them with feed supplemented with mixtures of natural extracts and organic acids.<br/>From the in vitro results, it is assessed that the Aromatogram method in combination with the agar diffusion test, it allows to evaluate correctly, the antimicrobial activity of the natural extracts alone or mixed with organic acids. On the other hand we may indicate that using the microplate dilution, the Minimum inhibitory concentration of plant extracts against bacteria and fungi can be established. <br/>At the same time, we can point out that the evaluated Rutaceae extracts possesses an inhibitory activity against bacteria and fungi. This activity seems to be greater in front of Gram-positive bacteria than Gram-negative bacteria.<br/>The mixture of Rutaceae extracts with organic acids, show a clear synergic effect as demonstrated in our results.<br/>The addition of Rutaceae extracts on rice and maize inoculated with a strain of Aspergillus ochraceus producer of ochratoxin A, determines an inhibition of the fungal growth and minimizes ochratoxin A production.<br/>The tested Rutaceae extracts, showed enzymatic activity, we detected the presence of: esterase, lipases, phosphatases and N-acetyl-?- glucosaminidase. When these extracts were added in a broth culture of Escherichia coli or Salmonella typhimurium, the metabolism of these bacteria, was modified.<br/>The in vivo studies carried out showed that the Rutaceae extracts addition on swine feed (adults and weaned) did not decrease the daily intake. It was also observed that daily weight gain increased so that a better conversion index was obtained (from 21 to 63 growth days), when comparing the results with those in weaned pigs fed which feed supplemented with antibiotics as growth promoters.<br/>In conclusion the addition of Rutaceae extracts in feed improves swine productive parameters and it determine positive effects on intestinal microbiota due to the fact that decreases enteric microbiota counts and increases the presence of lactic acid bacteria and it does not determine harmful effects on the animal.