Estabilidad aeróbica en ensilajes de maíz (Lactobacillus buchneri)

Estabilidad aeróbica en ensilajes de maíz (Lactobacillus buchneri)

Estabilidad aeróbica en ensilajes de maíz (Lactobacillus buchneri )

“Los ensilajes de maíz usualmente fermentan bien, pero desafortunadamente, son muy susceptibles a su deterioro una vez que entran en contacto con el aire. El uso de inoculantes nos ayuda a prevenir

este problema. Sin embargo, ¿son todas las bacterias que los componen igual de eficaces?.

Estudios han demostrado que Lactobacillus buchneri brinda los mayores beneficios sobre la estabilidad aeróbica  sino que también se ha observado que mejora ciertos parámetros de la fermentación, reduce las pérdidas de MS, disminuye el recuento de levaduras y hongos y limita el contenido de micotoxinas.

El ensilaje es una técnica de conservación de forrajes frescos, basada en su fermentación en ausencia de oxígeno. Básicamente se trata de producir una disminución en el pH del forraje ensilado, minimizando la pérdida de materia seca (MS) y maximizando la preservación de los nutrientes, con el objetivo de lograr su estabilización y conservación en el tiempo.

Entre los forrajes conservados, una excelente alternativa para suplementar la ración de las vacas lecheras  es el ensilaje de maíz. La importancia de este alimento en la formulación de las raciones implica que su deterioro, o cualquier actividad microbiana no deseada, puede afectar al rebaño y tener importantes repercusiones en la rentabilidad global de la lechería.

Desafortunadamente, el ensilaje de maíz es muy susceptible a la inestabilidad aeróbica. Con la exposición del ensilaje al oxígeno, ya sea cuando abrimos el silo o por deficiencias de sellado, los microorganismos aeróbicos comienzan a desarrollarse, provocando lo que se conoce como deterioro aeróbico. Generalmente las levaduras inician este deterioro, incrementando la temperatura y el pH del ensilaje y favoreciendo con esto el desarrollo de otras bacterias indeseables. Finalmente, actúan los hongos, los cuales no sólo reducen el valor nutritivo y la palatabilidad del ensilaje, sino que también producen micotoxinas, las cuales son un riesgo para la salud de los animales y personas.

Diversas medidas de manejo pueden implementarse para prevenir el deterioro aeróbico, pero gran parte de los trabajos realizados recientemente en torno a este tema se han enfocado en el estudio y desarrollo de inoculantes que ayuden a mantener la estabilidad aeróbica de los ensilajes.

Hasta hace poco tiempo, la mayoría de los inoculantes usados correspondían a cepas de bacterias homofermentativas, tales como Lactobacillus plantarum y distintas especies de Pediococcus. Su objetivo era promover una rápida disminución del pH, minimizando la pérdida de MS y preservando el valor nutricional del cultivo ensilado. Sin embargo, en los ensilajes de maíz y cereales de grano pequeño, estos productos no han logrado contribuir eficientemente a mejorar o mantener la  estabilidad aeróbica.

Por estos motivos surgió una nueva clase de inoculantes, formulados en base a bacterias heterofermentativas, como Lactobacillus buchneri, que previenen el deterioro aeróbico. L. buchneri inhibe el desarrollo de levaduras y hongos, gracias a su capacidad de degradar en condiciones anaeróbicas el ácido láctico en ácido acético, el cual es un potente antifúngico. De este modo evita el aumento de temperatura y pH en el ensilaje, disminuye las pérdidas de MS y valor nutricional, limita la producción de micotoxinas y prolonga su estabilidad aeróbica.

Kristensen et al. (2010) compararon los efectos de utilizar en ensilajes de maíz (2.200 hectáreas) un inoculante formulado exclusivamente con bacterias homofermentativas (Lactisil) versus L. buchneri (Lalsil). Los resultados fueron concluyentes. El inoculante homofermentativo no afectó la fermentación o estabilidad aeróbica de los ensilajes, y los resultados obtenidos fueron similares a los observados cuando no se usó un inoculante (Control). Por el contrario, la inoculación con L. buchneri mejoró ciertos parámetros de fermentación, redujo el recuento de levaduras y duplicó el tiempo de estabilidad aeróbica (Tabla 1).

Tabla 1. Variables de fermentación, composición microbiana y estabilidad aeróbica en muestras de ensilajes de maíz recolectadas en enero, abril y agosto de 2009 (Adaptado de Kristensen et al. 2010).

 

Parámetro   Enero       Abril       Agosto  
Control Lactisil Lalsil   Control Lactisil Lalsil   Control Lactisil Lalsil
pH 3,81a 3,82a 3,97b 3,90a 3,94a 4,19b 3,80a 3,79a 4,05b
Ácido acético (g/kg de MS) 15,5a 13,9a 25,4b 15,5a 14,1a 34,5b 17,1a 15,3a 36,5b
BAL (log10 ufc/g)* 7,08 7,05 7,39 7,16a 7,21a 8,39b 7,10a 6,69a 7,80b
Levaduras (log10 ufc/g) 6,45a 6,27a 4,91b 6,09 6,24 5,43 4,97a 5,00a 3,34b
Temperatura (°C) 18,3 17,8 18,8 15,0a 15,2a 16,8b 16,9a 17,6ab 18,6b
Estabilidad aeróbica (horas)** 39a 37a 88b 36 33 53 37a 43a 100b

a,b y ab  indican diferencias significativas.
*BAL = bacterias ácido láctico.

** Estabilidad aeróbica = cantidad de horas en que la T° del ensilaje fue capaz de exceder en 2,5°C la T° ambiental.

Por otro lado, Arriola et al. (2011) estudiaron el efecto de usar en ensilajes de maíz un inoculante formulado exclusivamente con bacterias heterofermentativas (L. buchneri) versus inoculantes que combinaban bacterias homofermentativas (Pediococcus pentosaceus) con bacterias heterofermentativas (Propionibacteria freudenreichii o L. buchneri). Los ensilajes se agruparon según tratamiento en: 1) sin inoculante (CON); 2) P. pentosaceus + P. freudenreichii (B2); 3) L. buchneri (BUC); y 4) P. pentosaceus + L. buchneri (B500). Los análisis indicaron que los 4 tipos de ensilajes tuvieron un bajo recuento de levaduras y una alta estabilidad aeróbica, sin embargo, los ensilajes B500 fueron menos estables que los otros. En relación a estos resultados, una prueba de laboratorio permitió determinar que todos los ensilajes tenían una elevada y similar presencia de L. buchneri, incluso aquellos que no fueron inoculados con esta bacteria (CON y B2) debido a que en ellos se habría presentado en forma natural, lo que explicaría la prolongada estabilidad aeróbica de todos los ensilajes. Por otro lado, sólo la inoculación con BUC redujo las pérdidas de MS y los investigadores concluyeron que L. buchneri fue el mejor tratamiento bajo las condiciones del estudio (Tabla 2).

Tabla 2. Variables de fermentación, composición microbiana y estabilidad aeróbica en ensilajes de maíz inoculados con bacterias heterofermentativas o heterofermentativas + homofermentativas (Adaptado de Arriola et al. 2011).

 

Parámetro CON B2 BUC B500 P
Pérdidas de MS (%) 14,9a 13,6ab 5,0c 8,2ab 0,016
pH 4,10a 4,06a 3,90b 3,80b <0,001
Ácido láctico (% de MS) 1,56b 1,31b 3,34a 4,17a 0,001
Ácido acético (% de MS) 4,85b 6,46b 4,88b 2,97c <0,001
Levaduras (log10 ufc/g) <3,00 <3,00 <3,00 <3,00
Estabilidad aeróbica (horas)* 390a 390a 381a 276b 0,07

a, b, ab y c  indican diferencias significativas.

* Estabilidad aeróbica = cantidad de horas en que la T° del ensilaje fue capaz de exceder en 2°C la T° ambiental.

En el caso de las micotoxinas, Iglesias y Bach (2006) determinaron que ensilajes de maíz inoculados con  L. buchneri (Lalsil Fresh) tenían un menor recuento de hongos que ensilajes no inoculados (Control), siendo estas diferencias mayores a medida que los ensilajes fueron expuestos al aire (Figura 1). ). ). Por otro lado, el contenido de aflatoxinas fue menor en los ensilajes inoculados con L. buchneri que en los ensilajes Control (Figura 2), sugiriendo un efecto directo o indirecto de L. buchneri en la reducción de esta micotoxina.

Captura

Sin embargo, se debe tener en cuenta que los beneficios obtenidos al inocular los ensilajes con L. buchneri dependen directamente de la dosis empleada. Basso et al. (2012) evaluaron la estabilidad aeróbica de ensilajes de maíz inoculados con distintas dosis de L. buchneri (Lallemand Animal Nutrition), concluyendo que dosis ≥ 100.000 ufc/g de forraje fresco fueron más eficientes en el control del deterioro aeróbico. Previamente, Kleinschmit y Kung (2006) realizaron un meta análisis para evaluar los efectos de L. buchneri en los ensilajes según la dosis de inoculación. Los datos fueron clasificados según tratamiento en: 1) ensilajes sin inoculante (LB0), 2) ensilajes inoculados con L. buchneri  ≤ 100.000 ufc/g de forraje fresco (LB1), y 3) ensilajes inoculados con L. buchneri >100.000 ufc/g (LB2). Los resultados indicaron que L. buchneri disminuyó las concentraciones de ácido láctico e incrementó las de ácido acético, disminuyó el recuento de levaduras e incrementó la estabilidad aeróbica, siendo todos estos efectos más marcados en aquellos ensilajes inoculados con dosis >100,000 ufc/g  (LB2)(Tabla 3). 

Tabla 3. Variables de fermentación, composición microbiana y estabilidad aeróbica en ensilajes de maíz según dosis de inoculación (LB0 = sin inoculación; LB1 = L. buchneri ≤100.000 ufc/g de forraje fresco; LB2 = L. buchneri >100.000 ufc/g) (Adaptado de Kleinschmit y Kung 2006).

 

Parámetro LB0 n LB1 n LB2 n P 1 P 2
pH 3,70 ± 0,03 23 3,75 ± 0,05 9 3,88 ± 0,03 29 <0,01 0,01
Ácido láctico (%) 6,59 ± 0,43 24 5,87 ± 0,50 10 4,79 ± 0,42 29 <0,01 <0,01
Ácido acético (%) 2,18 ± 0,25 24 2,63 ± 0,27 10 3,89 ± 0,25 29 <0,01 <0,01
Levaduras (log10 ufc/g) 4,18 ± 0,48 12 3,10 ± 0,60 6 1,88 ± 0,46 17 <0,01 0,02
Estabilidad aeróbica (log10) 1,40 ± 0,48 12 1,54 ± 0,48 7 2,70 ± 0,48 19 <0,01 <0,01
Estabilidad aeróbica (horas)** 25 35 503

*P 1 = LB0 vs. LB1 y LB2; P 2 = LB1 vs. LB2.
**Estabilidad aeróbica = cantidad de horas en que la T° del ensilaje fue capaz de exceder en 1 a 2°C la T° ambiental.

En resumen, L. buchneri ha demostrado ser un inhibidor muy eficaz del proceso de deterioro aeróbico. Su inoculación en ensilajes de maíz no sólo prolonga el tiempo de estabilidad aeróbica, sino que también se ha observado que mejora ciertos parámetros de la fermentación, reduce las pérdidas de MS, disminuye el recuento de levaduras y hongos y limita el contenido de micotoxinas. Por estos motivos, su uso se recomienda especialmente en ensilajes con un elevado contenido de MS, los cuales son más susceptibles al deterioro aeróbico, como es el ensilaje de maíz y de cereales de granos pequeños.

Sin embargo, especial consideración se debe tener con la dosis de inoculación, la cual debería ser ≥ 100.000 ufc/g de forraje fresco para obtener los máximos beneficios.