Antes de hablar de las posibilidades que el aguade bebida nos brinda como medio es importante identificar la calidad de la misma.

En calidad de agua debe tenerse en cuenta:

  • Características organolépticas
  • Características físico químicas
  • Sustancias presentes en exceso: compuestos tóxicos
  • Microorganismos. No podemos, ni debemos olvidar, que el agua es un importante vector de transmisión de microorganismos patógenos.

Estos últimos pueden ser abundantes en aguas no potabilizadas, ejemplo enterobacterias y constituir una amenaza para la salud de los animales

Para su control debemos considerar una solución estratégica de dos vías:

  1. Prevención del consumo
  2. Protección contra la recontaminación y prevención de su excreción (después de la ingestión)

Al respecto, se han utilizado varias estrategias complementarias entre las que se encuentran los agentes sanitizantes como el cloro y sus derivados y los ácidos orgánicos y sus sales, como los más utilizados. Adicionalmente se han probado otros compuestos vehiculizados en agua como los cloratos, probióticos y bacteriófagos. También se usan con frecuencia productos disruptores de la membrana bacteriana (terpenos y aceites esenciales), pero estos últimos se suministran básicamente en el alimento. Muchas veces se utilizan combinaciones de los mismos o diferentes grupos químicos para lograr efectos sinérgicos.

Uso de cloro o compuestos clorados

Son las sustancias utilizadas con mayor frecuencia por su inocuidad y facilidad de uso, con el fin de eliminar a los microorganismos patógenos y mejorar las características organolépticas del agua. Mas sin embargo, 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.

Figura 1. Efecto de Selko-pH y dióxido de cloro sobre el crecimiento bacteriano

Fuente: Chaveerach et al. 2002 (Poultry Science 81:621-628)

Así también, estudios realizados por Jennifer Hughes, Brookee Dean, Tyler Clark y Susan Watkins de la Universidad de Arkansas (Avian Advice), 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

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 recontaminación de entreobacterias. Además, tiene la ventaja de permitir que los animales sean tratados durante los períodos de retiro del alimento.

Su actividad depende de:

  1. Peso molecular y número de carboxilos

Cadenas cortas y medias facilitan la entrada en las bacterias

Cuantos más grupos carboxilo por unidad de peso de ácido orgánico contengan, más potente será el efecto acidificante.

2. Valores de pKa

Es el pH al cual la fracción no ionizada corresponde al 50% y el otro 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 4, 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

3. 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.

Modo de acción y eficacia relativa:

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 con valores de pH bajos, la mayoría de las moléculas de ácido no estarán disociadas y, debido a que en este estado no tienen carga, pueden pasar a través de las membranas lipídicas de las células bacterianas (Ricke,2003). 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:

  • Acidificación del medio externo
  • Acción sobre los lípidos y proteínas de las membranas
  • Permeabilidad de la membrana (presión osmótica)
  • Acidificación del citoplasma (no disociados). Interrumpen la regulación intracelular del pH afectando el metabolismo
  • Efectos tóxicos directos de los aniones orgánicos en diferentes áreas, Incluyendo estructura de membrana,
  • Acción sobre el metabolismo (síntesis de macromoléculas, multiplicación del ADN)
  • Gasto energético
  • Pérdida de glutamato
  • Quelación de metales

La Salmonella puede volverse relativamente tolerante al pH ácido con la exposición, sin embargo, las células 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.

¿Cuál es 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

Figura 2. Relación pH microorganismos

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

Tabla 1. Efecto antibacterial de los ácidos orgánicos in vitro. (Selko 1996 – 2012)

Dentro de nuestro portafolio de productos tenemos el Selko pH, mezcla sinérgica de ácidos orgánicos libres y buferados, que no sólo trabaja a nivel del agua sino del animal. Los objetivos fundamentales de su uso son disminuir el pH del agua, digestión y soporte de la barrera intestinal y salud intestinal (tal como se observa en la figura 3), para finalmente conseguir un agua limpia y segura, disminuir la presión de infección, mejorar la digestibilidad y los problemas de diarrea

Figura 3. Objetivos fundamentales del Selko pH

Otros compuestos utilizados para control de enterobacterias en agua:

Bacteriófagos:

Como lo reportan los investigadores Dabrowska et al, 2005, cada tipo de fago tiene como blanco una bacteria específica y necesitan 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 fago lítico 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 éste le inyecta su genoma para comenzar a producir un ambiente adecuado para su multiplicación y la lisis bacteriana (Skurnik y Strauch, 2006).

La dosificación de una mezcla de fagos por vía agua de bebida logró disminuir la colonización de Salmonella Enteritidis a nivel sistémico, mejor que cuando esta mezcla fue administrada vía aerosol.

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 (Nisbet et al, 1996).

Recientemente se han investigado las sales de 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 (Anderson et al, 2005)

Referencias:

Anderson RC, Harvey RB, Byrd JA, Callaway TR, Genovese KJ, Edrington TS, Jung YS,McReynolds JL and Nisbet DJ. Novel preharvest strategies involving the use of experimental chlorate preparations and nitro-based compounds to prevent colonization of food-producing animals by foodborne pathogens. Poult. Sci. 2005; 84:649-654.

Dabrowska, K., Switala-Jelen, K., Opolski, A., Weber-Dabrowska, B., Gorski, A; 2005. Bacteriophage penetration in vertebrates.Journal of Applied Microbiology.98:7-13. Jennifer Hughes, Brookee Dean, Tyler Clark y Susan Watkins de la Universidad de Arkansas

Nisbet DJ, Corrier DE, Scanlan CM, Hollister AG, Beier RC, DeLoach JR. (1993): Effect of a defined continuous-flow derived bacterial culture and dietary lactose on Salmonella typhimurium colonization in broiler chickens. Avian Dis. 1993 Oct-Dec; 37(4):1017-25, (Skurnik y Strauch, 2006).

Skurnik, M.; Strauch, E.; 2006. Phage therapy: Facts and fiction. Inter. J. Med. Microbiol. 296(1):5-14.

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