Bacterias fibrolíticas aisladas de rumen de alpaca, ovino y vacuno con capacidad biodegradadora de celulosa

  • Víctor Carhuapoma-Delacruz Centro de Investigación Científica Multidisciplinaria de Ingeniería, Universidad Nacional de Huancavelica. Huancavelica, Perú https://orcid.org/0000-0002-4330-6099
  • Gissel Shian Auqui-Acharte Centro de Investigación Científica Multidisciplinaria de Ingeniería, Universidad Nacional de Huancavelica. Huancavelica, Perú
  • Nicasio Valencia-Mamani Laboratorio de Salud Animal, Centro de Investigación Científica Multidisciplinaria de Ingeniería, Universidad Nacional de Huancavelica. Huancavelica, Perú
  • Teresa Jesús Gonzales-Huamán Escuela Profesional Ambiental y Sanitaria, Centro de Investigación Científica Multidisciplinaria de Ingeniería, Universidad Nacional de Huancavelica. Huancavelica, Perú
  • Héctor Marcelo Guillen-Domínguez Escuela Profesional Zootecnia, Universidad Nacional de Huancavelica. Huancavelica, Perú
  • Mario Esparza Laboratorio GENERBIM, Facultad de Medicina Humana, Universidad Privada Antenor Orrego. Trujillo, Perú
Palabras clave: Alpaca, biotecnología, bacterias, celulasas, celulosa

Resumen

Las bacterias ruminales celulolíticas se utilizan en la alimentación de rumiantes por su capacidad biodegradable de forrajes fibrosos. Sin embargo, existen escasos estudios en alpaca, ovino y vacuno si constituyen fuentes de microrganismos degradadores de celulosa para aplicaciones en biotecnología alimentaria. En esta investigación se aisló y evaluó el potencial degradador in vitro de la celulosa de las bacterias ruminales celulíticas de alpaca, ovino y vacuno. Se recolectaron muestras de líquido ruminal de ochos especímenes de alpaca, vacuno y ovino del matadero municipal de la localidad de Huancavelica – Perú, ubicado a 3820 metros sobre el nivel del mar en Perú. Las muestras ruminales fueron cultivadas en medios con carboximetilcelulosa, enriquecidos con caldo infusión cerebro corazón en condiciones aeróbicas y anaeróbicas hasta lograr desarrollo de colonias bacterianas. Luego se realizó la caracterización microbiológica, bioquímica y análisis de producción de celulasas de cada aislado bacteriano usando el método de coloración de rojo Congo y se evaluó el diámetro de los halos (mayor a 10-14 milímetros (mm)) de degradabilidad de celulosa. Se encontró bacterias celulolíticas Ruminococcus flavefaciens, Ruminococcus albus y Fibrobacter succinogenes con alta capacidad de degradabilidad de celulosa (halo mayor a 14 mm). Este hallazgo indica que los líquidos ruminales de alpaca, vacuno y ovino son excelentes fuentes de bacterias productoras de celulasas con alta capacidad degradadora de celulosa.

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ARCOS, M. L.; FAISURY-DIAZ, O.; TITO, E. Criopreservación de aislados nativos de la bacteria ruminal Fibrobacter succinogenes. Cien. Tecnol. Agrop. 5(1): 60-63. 2004.

ARCOS, M.; OSSA, F.; DÍAZ, T. Aislamiento, conservación y evaluación de la cinética de crecimiento y actividad celulolítica de aislados de Fibrobacter succinogenes de bovinos en pastoreo de gramíneas tropicales. Cien. Tecnol. Agrop. 3(2): 77-78. 2001.

AIHEMAITI, M; ZHEN, F; LI, Y; AIBAIDOULA, G; YIMIT, W. Isolation and identification of rumen bacteria for cellulolytic enzyme production. Act. Microbiol. Sinica. 53(5): 470-477. 2013.

CAI, S.; LI, J; HU, F. Z.; ZHANG, K.; LUO, Y.; JANTO, B.; BOISSY, R.; EHRLICH, G.; DONG, X. Cellulosilyticum ruminicola, a newly described rumen bacterium that possesses redundant fibrolytic-protein-encoding genes and degrades lignocellulose with multiple carbohydrate-borne fibrolytic enzymes. Appl. Environ. Microbiol. 76(12): 3818–3824. 2010.

GUERRERO-CALLE, A. Aislamiento de bacterias ruminales degradadoras de celulosa. Universidad Politécnica Salesiana, Cuenca-Ecuador. Tesis de Grado. 90 pp. 2011.

GUERREIRO, O.; ALVES, S.P.; COSTA, M.; DUARTE, M.F.; JERÓNIMO, E.; BESSA, R. Effects of Increasing Doses of Condensed Tannins Extract from Cistus ladanifer L. In Vitro Ruminal Fermentation and Biohydrogenation. Anim. 11(3): 761. 2021.

HANDIQUE, G.; PHUKAN, A.; BHATTACHARYYA, B.; BARUAH, A.; RAHMAN, S.W.; BARUAH, R. Caracterización de bacterias que degradan la celulosa del intestino larvario del escarabajo blanco Lepidiota mansueta (Coleoptera: Scarabaeidae). Bioquim. Insect. Physiol. 94: e21370. 2017.

HUANG, S.; SHENG, P.; ZHANG, H. Isolation and identification of cellulolytic bacteria from the gut of Holotrichia parallela larvae (Coleoptera: Scarabaeidae). Int. J. Mol. Sci. 13(3): 2563-2577. 2012.

KOECK, D.E.; PECHTL, A.; ZVERLOV, V. V.; SCHWARZ, W. H. Genomics of cellulolytic bacteria. Current Opinion Biotechnol. 29: 171–183. 2014.

LI, R. C.; NIX, D.E.; SCHENTAG, J. J. New turbidimetric assay for quantitation of viable bacterial densities. Antimicrob. Agents Chemother. 37(2): 371–374. 1993.

LEI, Z.; ZHANG, K.; LI, C.; JIAO, T.; WU, J.; WEI, Y.; TIAN, K.; LI, C.; TANG, D.; DAVIS, D. I.; CASPER, D. P.; JIANG, H.; WANG, X.; WANG, J. Ruminal metagenomic analyses of goat data reveals potential functional microbiota by supplementation with essential oil-cobalt complexes. BMC Microbiol. 19(1): 30. 2019.

LONDOÑO, A.F.; FERNÁNDEZ-CORREA, J.A.; MOLINA-GUZMAN, L.P.; POLANCO-ECHEVERRY, D.; GUTIÉRREZ-BUILES, L.A. Cuantificación de Bacterias celulolíticas anaerobias provenientes del Rumen de Ganado Bovino: Comparación de tres técnicas. Hech. Microbiol. 2(1): 51-59. 2012.

LOAIZA-CENTENO, D. Bacterias celulolíticas con características probióticas del intestino de termitas y su evaluación como potenciales degradadoras de totora (Schoenoplectus tatora). Universidad Nacional del Altiplano. Puno, Perú. Tesis de Grado. 109 pp. 2017.

MATEO, J.; COBOS, M.; TRINIDAD, A.; CETINA-ALCALÁ, V.; VARGAS-HERNÁNDEZ, J. Aislamiento de bacterias ruminales degradadoras del aserrín. Agrocien. 36:523-530. 2002.

MEDIE, FM.; DAVIES, G.J.; DRANCOURT, M.; HENRISSAT, B. Los análisis del genoma destacan las diferentes funciones biológicas de las celulasas. Nat. Rev. Microbiol. 10: 227-234. 2012.

MORALES-GÁLVEZ, T.R.; GONZALES-BALDEON, A. Uso del contenido ruminal (alimento no digerido) de vacuno en la ración y su influencia en el incremento de peso en cuyes, en el valle de Huaura. Universidad Nacional de José Faustino Sánchez Carrión. Huacho, Perú. Tesis de Grado. 102 pp. 2014.

MITSUMORI, M. Isolation of Cellulolytic Bacteria from the Rumen. Methods Mol. Biol. 1796: 57-65. 2018.

NYONYO, T.; SHINKAI, T.; MITSUMORI, M. Improved culturability of cellulolytic rumen bacteria and phylogenetic diversity of culturable cellulolytic and xylanolytic bacteria newly isolated from the bovine rumen. FEMS Microbiol. Ecol. 88(3): 528–537. 2014.

OSSA, F.; ARCOS, M.; RODRIGUEZ, J.; DIAZ, T. Identificación molecular de bacterias celulolíticas ruminales y degradación de la pared celular de Bouteloua repens por aislados nativos de Ruminococcus flavefaciens. Rev. Corpoica. 3(2): 29-30. 2001.

REN, Z.; YAO, R.; LIU, Q.; DENG, Y.; SHEN, L.; DENG, H.; ZUO, Z.; WANG, Y.; DENG, J.; CUI, H.; HU, Y.; MA, X.; FANG, J. Effects of antibacterial peptides on rumen fermentation function and rumen microorganisms in goats. PloS One. 14(8): e0221815. 2019.

RUSSELL, J. B.; MUCK, R. E.; WEIMER, P. J. Quantitative analysis of cellulose degradation and growth of cellulolytic bacteria in the rumen. FEMS Microbiol. Ecol. 67(2): 183–197. 2009.

TEATHER, R. M.; WOOD, P. J. Use of Congo red polysaccharide interactions in enumeration and characterization of cellulolytic bacteria from the bovine rumen. Appl. Environ. Microbiol. 43(4) 777-780. 1982.

SÁNCHEZ-SANTILLÁN, P.; COBOS-PERALTA, M.A. Producción in vitro de ácidos grasos volátiles de bacterias celulolíticas reactivadas y bacterias ruminales totales en sustratos celulósicos. Agrocien. 50(5): 565-574. 2016.

SUARDÍAZ, J.; CRUZ, C.; COLINA, A. Capítulo 13. Exploración del metabolismo de las lipoproteínas. Laboratorio Clínico. Editorial Ciencias Médicas. La Habana. Pp. 23-34. 2004.

SRIVASTAVA, S.; DAFALE, N.A.; JAKHESARA, S.J.; JOSHI, C.G.; PATIL, N.V.; PUROHIT, H.J. Unraveling the camel rumen microbiome through metaculturomics approach for agriculture waste hydrolytic potential. Arch. Microbiol. 203(1): 107-123. 2021.

TOLVE, R; GALGANO, F; CONDELLI, N; CELA, N; LUCINI, L; CARUSO, M.C. Modelo de optimización de las condiciones de encapsulación de fenólicos para el bioenriquecimiento en ácidos grasos de productos alimenticios de origen animal. Alimentos. 10(4): 881. 2021

VARGAS, J.E.; ANDRÉS, S.; LÓPEZ-FERRERAS, L.; SNELLING, T.J.; YÁÑEZ-RUÍZ, D.R.; GARCÍA-ESTRADA, C.; LÓPEZ, S. Dietary supplemental plant oils reduce methanogenesis from anaerobic microbial fermentation in the rumen. Sci. Report. 10(1): 1613. 2020.

VASTA, V.; DAGHIO, M.; CAPPUCCI, A.; BUCCIONI, A.; SERRA, A.; VITI, C.; MELE, M. Invited review: Plant polyphenols and rumen microbiota responsible for fatty acid biohydrogenation, fiber digestion, and methane emission: Experimental evidence and methodological approaches. J. Dairy Sci. 102(5): 3781–3804. 2019.

VEERESH, J.; JIN, CH.W. Microbial cellulases: Engineering, production and applications. Renew. Sustainable Energy Rev. 33: 188-203. 2014.

WANG, M.; WANG, R.; ZHANG, X.; UNGERFELD, E.M.; LONG, D.; MAO, H.; JIAO, J.; BEAUCHEMIN, K.A.; TAN, Z. Molecular hydrogen generated by elemental magnesium supplementation alters rumen fermentation and microbiota in goats. British J. Nutr. 118(6): 401-410. 2017.

ZARCO-LAVEAGA, J.R. IBM SPSS Statistics Base 20. Copyright IBM Corporation. 312 pp. 2011.

RAMÍREZ-MALAVÉ, C. Degradabilidad ruminal en caprinos criollos alimentados con dietas integrales cuya base forrajera es la moringa; Moringa oleífera Lam. Universidad Estatal Península de Santa Elena. La Libertad, Ecuador. Tesis de Grado. 77 pp. 2019.

LOJA-ARPI, D.; ASHQUI-RAMÍREZ, J. Valorización de la degradación ruminal y digestibilidad in vitro del maní forrajero (Arachis Pintoi). Universidad Estatal Amazónica. Puyo, Ecuador. Tesis de Grado. 51 pp. 2019.

SONIA, N.M.O; KUSNADI, J. Isolation and Partial Characterization of Cellulase Enzyme from Isolate Os-16 Cellulolytic Bacteria Origin Bromo-Tengger Desert. J. Pangan dan Agro. 3(4): 11-19. 2015.

Publicado
2022-02-09
Cómo citar
1.
Carhuapoma-Delacruz V, Auqui-Acharte GS, Valencia-Mamani N, Gonzales-Huamán TJ, Guillen-Domínguez HM, Esparza M. Bacterias fibrolíticas aisladas de rumen de alpaca, ovino y vacuno con capacidad biodegradadora de celulosa. Rev. Cient. FCV-LUZ [Internet]. 9 de febrero de 2022 [citado 18 de abril de 2024];32:1-. Disponible en: https://produccioncientificaluz.org/index.php/cientifica/article/view/37702
Sección
Producción Animal