Estudio Preliminar del Aspergillus niger Como ... - CIRES

Estudio Preliminar del Aspergillus nigerComo Componente del Pienso para Ratas de LaboratorioRamón Méndez, Balmore Guerrero, Rosa De Jesús & James O’CallaghanAgroalimentación & Desarrollo Sustentable Recibido: 12-06-2004 Labs. Biotecnología MicroorganismosNº 5 Art. 1 pp. 01-06, 2004 Aceptado: 29-07-2004 Fisiología Animal², Facultad de CienciasISSN 1690-4753 Publicado: 30-12-2004 Universidad de Los Andes, VENEZUELAD.L. pp200302ME1481 © 2004 CIRES jocall2002@gmail.comResumenEl hongo Aspergillus niger (A.niger) es utilizado por la industria farmacéutica para la obtención de diversosproductos. Una vez obtenido los productos se desecha una gran cantidad de biomasa aun rica enelementos que podrían ser de utilidad para otros fines. El presente trabajo esta dirigido a estudiar laposibilidad de que este desecho pueda ser utilizado para la producción de alimento para animales(pienso), ya que el micelio de este hongo contiene una apreciable cantidad de proteínas y vitaminas y nopresenta aflatoxinas, a diferencia de la mayoría de los hongos pertenecientes a la subdivisiónDeuteromycotina. El efecto de la incorporación del micelio seco del A. niger en la dieta animal se estudiópor medio de observaciones del crecimiento en peso, la palatabilidad y de la capacidad reproductiva. Losresultados sugieren que los individuos alimentados con micelio como sustituto de la proteína animal,mostraron un rendimiento en masa corporal estadísticamente similar al del grupo control. Se obtuvierondescendientes normales carentes de deformaciones corporales externas y/o internas.Palabras Clave: Aspergillus. Pienso. Wistar. Dieta. Deuteromycotina. Ratas.Preliminary Study of Aspergillus niger like Componentof Pienso for Laboratory RatsAspergillus niger (fungus belonging to the subdivision Deuteromycotina) is widely used inthe pharmaceutical industry as a source of a vast list of products. The byproduct (yet rich inproteins, carbohidrates and vitamins, among other compounds) is usually discarded. Thispaper is concerned with preliminary experimental work oriented toward the futherutilization of this byproduct as a dietary element in preparation of animal food. We studiedthe effect of A.niger as a dietary element by carefully monitoring the following parameters:growth measured as the increase weight by the animals, the pallatability (daily foodconsumption), and the reproductivity patterns. The yielding in corporal mass wascalculated. The results demonstrate that after 14 weeks these parameters are similar thethose shown by the control group. This finding and the fact that A.niger does not produceaflatoxin (contrary to the majority of fungi belonging to the subdivision Deuteromycotina)support the suggestion of using A.niger as a possible dietary element.A b s t r a c tKey Words: Aspergillus. Animal Food. Diet. Wistar. Deuteromycotina. Rat.

IntroducciónEl valor nutricional y medicinal de los hongos fueprácticamente ignorado durante mucho tiempo.Actualmente se reconoce que además de constituirbocados deliciosos tienen una alta calidad nutricionalasí como atributos medicinales (5). El A. niger seencuentra entre los hongos utilizados industrialmentepara la producción de diversos metabolitos, tales comoácido D-gluconico, glucosa oxidasa (3, 7, 9) y el ácidocítrico (1). Una vez obtenidos estos metabolitos, labiomasa remanente del hongo es desechada,desaprovechándose así la posibilidad de utilizar la ricacantidad de elementos que aún existen en el desechoindustrial.Los estudios relacionados con la elaboración de unadeterminada dieta, han demostrado que en laformulación de un tipo de alimento para animales(pienso), se debe tomar en cuenta el aporte nutritivo decada componente que conforma la dieta, así como elefecto de esos componentes sobre los parámetrosfisiológicos y bioquímicos de los potencialesconsumidores. Se han realizado trabajos de toleranciasnutricionales que han generado normas alimentariassobre las cantidades de alimento y de nutrientesespecíficos que se deben proveer a las diferentesespecies de acuerdo a los propósitos para los cuales serealiza la cría animal, tales como investigación,crecimiento, engorde, reproducción, producción delecho o trabajo intenso (11). En la elaboración de unpienso, se requiere de una fuente proteica de origenvegetal tales como (harina de soya, gluten de maíz.),otra de origen animal (harina de pescado, harina decarne o productos derivados de la leche.), así comotambién de algunos cereales (maíz, arroz, avena, etc.), ysuplementos de vitaminas y minerales y aminoácidosesenciales (10).Este trabajo tiene como finalidad reportar estudiospreliminares que sugieren que los desechos industrialesdel A. niger pueden ser utilizados, después de untratamiento adecuado, como elemento dietético en laalimentación animal. Se incorporó el hongo comosustituto de la proteína animal, proteína vegetal yelementos como las vitaminas y minerales en la dieta.Para determinar la eficacia del hongo como alimentoreportamos estudios sobre la palatabilidad, crecimientoen peso, rendimiento y la reproducción de los animalessometidos a las dietas que contienen el hongo.Materiales y MétodosSe usaron ratas "Wistar " sanas recién destetadasproveniente del Bioterio de La Universidad de LosAndes (U.L.A.). Se utilizó la cepa ATCC1069 de A.nigerdonada por el laboratorio de Biotecnología deMicroorganismos de la U.L.A., mantenidas en cuñas deagar papa dextrosa, de las cuales obtuvimos el miceliodel hongo, sembrando 10 7 esporas en 100 mL de mediode melaza a una concentración de 70 g de melaza porlitro (previamente determinado) y se realizó unescalamiento sucesivo hasta el volumen final decrecimiento, el mismo consistió de agregar el 10% deinoculo en relación al volumen final de crecimiento. Elmicelio se secó completamente en un desecador durante24 h, luego se le determinó el porcentaje de proteína pormedio del método micro Kjeldahl (2); Se determinó elcontenido de aflatoxinas tanto en el micelio seco delhongo, como en cada una de las dietas utilizadas,empleando el método analítico propuesto porTrucksess. (12).Pruebas Biológicas con las Diferentes Dietasen Grupos de Ratas "Wistar".Las ratas recién destetadas se distribuyeron en 6 gruposde 10 individuos (5 hembras y 5 machos), sealimentaron ad libitum con las dietas elaboradas (tabla I),se determinó la palatabilidad diariamente (fig. 2), elpeso semanalmente (fig. 3) y las característicasreproductivas como número de individuos por grupo yteratogénesis. Al momento de distribuir los grupos,todo los individuos se pesaron con la ayuda de unabalanza de plato marca OHAUS de 0,1 gramo deprecisión, esto se realizó a tiempo cero y cada semanadurante 14 semanas, la palatabilidad se determinódiariamente por diferencia de peso del alimentosuministrado menos el alimento no consumido, elrendimiento en masa corporal se determinó mediante larelación entre el valor promedio del peso final de cadagrupo de individuos y el valor total de gramos dealimento consumido .Peso promedio finalRendimient o =Total de alimento consumidoLas características reproductivas se estudiaron pormedio de observaciones del número de crías vivas, ypresencia de malformaciones físicas (teratogénesis).Los resultados obtenidos fueron analizadosestadísticamente, para ello usamos el paqueteestadístico MINITAB, mediante el análisis de varianzadel ANOVA, el cual se basó en los cálculos de lasmedias y desviaciones estándar, un intervalo deconfianza de 95,00% y un valor p = 0,05.

Tabla I. Composición de las Diferentes Dietas% de nutriente Dieta I Dieta II Dieta III Dieta IV Dieta V Dieta VIAvena molida NE 34,55 34,55 34,55 34,55 ⎯Trigo molido NE 45,00 45,00 45,00 45,00 ⎯Harina de carne NE 11,35 5,67 ⎯ ⎯ ⎯Micelio de A. niger NE ⎯ 5,67 11,35 11,35 11,35Maíz molido NE ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ 79,55Sal común NE 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00Miel o melaza NE 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00Premezcla (minerales y vitaminas) NE 3,00 3,00 ⎯ 3,00 3,00La dieta I corresponde al producto comercial no seespecífica (NE) su composición por parte de la empresafabricante. Esta dieta se utilizó como control.La dieta II corresponde al producto fabricado en ellaboratorio de Biotecnología de Microorganismos de laU.L.A, siguiendo las proporciones reportadas porCastillo (4). Esta dieta también se utilizó como control.Las dietas III, IV y V, se fabricaron igual que la dieta II;sólo que en la dieta III sustituimos por micelio el 50% dela proteína animal, en la dieta IV y V sustituimoscompletamente por micelio la proteína animal.DIETA DIETA DIETA DIETA DIETA DIETAI II III IV V VIControl Control GRUPO GRUPO GRUPO GRUPO GRUPO GRUPOI II III IV V VI(Control) (Control)Palatabilidad diariamente, Pesosemanalmente, % de animales vivos,TeratogenesisFigura 1.- Procedimiento de Trabajo con Cada uno de losGrupos de Ratas ExperimentalesPromedios semanales de lapalatabilidad (gr).2502001501005001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14SemanasCONTROL GRUPO II GRUPO IIIGRUPO IV GRUPO V GRUPO VIFigura 2.- Palatabilidad. La Palatabilidad en gramos sedeterminó diariamente. El grupo I se alimentó con dieta I, el IIcon dieta II, el III con dieta III,el IV con dieta IV, el V con dietaV y el VI con dieta VI.La dieta VI se fabricó solo con micelio y harina de maízcomo fuente proteica cuya proporción surge de la sumade los componentes que no suministramos a esta dieta.Una vez conformado el alimento, así como el control, seesterilizaron en un auto clave por 20 minutos a unatemperatura de 120ºC.La premezcla se colocó antes de esterilizar.Los componentes de la premezcla se detallan en (4)Resultados y DiscusiónSe obtuvo una cantidad de micelio seco del hongo de9,47g/l., y un porcentaje de proteína de 18,6 ± 4 % p/p,este resultado concuerda con lo reportado para otroshongos (8). En las determinaciones realizadas portriplicado, tanto en las dietas como en el micelio secodel hongo, no detectamos presencia de ningún tipoaflatoxina .PalatabilidadEn la figura 2 se presentan los valores promediossemanales de la palatabilidad de los diferentes grupo deratas, se observan notables fluctuaciones en cada grupoexperimental a lo largo de las 14 semanas de experimentación.A pesar de las fluctuaciones observadas enlas primeras 5 semanas no se encontraron diferenciassignificativas entre los diferentes grupos, mostrando unvalor promedio de consumo de alimento de 81,4 y unadesviación estándar de ± 8,2g. (P>0,05), esto puede serdebido a que durante las primeras semanas losindividuos no presentaban mayores diferenciasfisiológicas entre ellos, es decir no habían hembrasgestadas o amamantando y por lo tanto su consumo dealimento era similar. Desde la semana 5 hasta la 8semana, la palatabilidad de los grupos I, II, y VI, no fuediferente estadísticamente , con un valor promedio de126,4 ± 4,9 g mientras que los grupos III, IV y Vmostraron diferencias significativas entre ellos y el restode los grupos, siendo el valor del grupo III 106,0 ± 7,1g,IV 154,0 ± 31,0 gr. y el del grupo V 84,0 ± 24.7 g.(P

significativas entre ellos con un valor promedio de 122,0± 6.5 g (P>0,05), pero los grupos II y IV si difierensignificativamente con el resto de los grupos mostrandoun valor promedio de 177,0 ± 6.3 g (P

RendimientoLa figura 4 muestra los valores calculados delrendimiento en peso para los grupos experimentales,los cuales son: grupo I (0,17), grupo II (0,15), grupo III(0,18), grupo IV (0,13), grupo V (0,17), grupo VI (0,12).Podemos observar que entre los grupos control I y II, elgrupo I presento mayor rendimiento, indicándonos unamejor calidad nutritiva de su dieta. Comparando elresto de los grupos con el grupo control II, vemos que elrendimiento de los grupos III y V es ligeramente mayorque este, lo que nos indica que la presencia del miceliode A. niger en la dieta puede aportar parcial ocompletamente elementos nutritivos similares a losaportados por la proteína animal, en complemento conel resto de los nutrientes recomendados en la dietaapropiada (4), ya que la deficiencia de cualquiera deellos disminuye el rendimiento (dieta IV y VI). Sirelacionamos la palatabilidad, crecimiento y elrendimiento, observamos que los grupos cuyas ingestafueron las más altas, lograron un adecuado crecimiento.Un individuo puede ingerir altas porciones de una dietadeterminada y mostrar un bajo rendimiento o ingerirpocas porciones y presentar un alto rendimiento, estodepende del aporte nutritivo de la dieta que consume,por lo tanto una dieta con todos los requerimientosnutricionales puede nutrir perfectamente a unindividuos con porciones menores de alimento que unadieta que presente carencias nutricionales en sucomposición .El grupo V a pesar de que la ingesta de alimento fue lamás baja de todos los grupos, logró un crecimientomayor que el grupo VI, pero mucho menor que el grupocontrol II; esto se debe a que la dieta suministrada algrupo V contenía la mayoría de los componentesRENDIMIENTO (peso)0,20,150,10,050CONTROL ICONTROL IIGRUPO IIIGRUPO IVSemanasGRUPO VGRUPO VIFigura 4.- Rendimiento en Peso. El rendimiento se obtuvodividiendo el peso final del grupo entre los gramos totales dealimento consumido. Se usaron 10 individuos por grupobásicos recomendados para una dieta de rata, por otraparte la dieta VI, sólo contenía algunos de esoscomponentes (tabla I). La dieta VI sólo contenía uncereal (maíz), micelio, sal, melaza y premezcla, lo quehace probable que tan solo estos componentes noconformen la dieta básica para el desarrollo de unindividuo, lo cual no fueron aportados por el micelio ensu mayoría, en razón a ello el grupo VI presentó elmenor crecimiento de todos los grupos.ReproducciónTomando como parámetros reproductivos normalesuna gestación de 20 a 22 días (6) y un promedio de 8individuos por madres, podemos considerar que elcomportamiento en todo los grupos fue normal.En relación con los parámetros teratogénicosconsideramos normales aquellos animales que en sufenotipo no presentan alteraciones, por lo tanto todoslos descendientes fueron normales.ConclusiónLos resultados permiten sugerir que el micelio de A.niger puede ser utilizado como sustituto de la proteínade origen animal, y parcialmente de la proteína deorigen vegetal. La ausencia de aflatoxina en el micelio yel hallazgo que tanto el rendimiento corporal, como lacapacidad reproductiva de los animales alimentadoscon el hongo posean un valor similar al de los animalescontrol, nos permite sugerir que el micelio del hongoA.niger. puede ser considerado como un posiblecomponente dietético en la preparación de piensos, asícomo también puede ser empleado como soporte en laelaboración de alimento para rata.Referencias1- ANDERSON JG, BLAIN JA, DIVERS M & TODD JR. 1980.-Use of the Disc Fermenter to Examine Production ofCitric Acid by Aspergillus niger. Biotechnology Letters.2(3): 99-104.2- BATEMAN J. 1970.- Nutrición Animal : Manual deMétodos Analíticos. Ed. Herero Hnos. México. pp. 151-165.3- BIGELIS R. 1985.- Primary Metabolism and IndustrialFermentations. In: Bennett JW, Lasure LL. (eds) GeneManipulations in Fungi . Academic Press, New York,pp 357-401 Blom RH, Pfeifer VF, Ma yer Aj, TranflerDH, Conway HF.4- CASTILLO MR. 1985.- Animales de Laboratorio en lasInvestigaciones Biomédicas. pp. 17-103. La HabanaEditorial Ciencias Médicas5- CHANG ST & BUSWELL JA. 1996.- Mushrooms NutriceUcal. Word y Microbial and Biotechnol. 12: 473-475.

6- DE JESÚS R. Introducción a la Ciencia de los Animalesde Laboratorio. Universidad de Los Andes. Consejo dePublicaciones. Facultad de Ciencias. Mérida Venezuela.pp. 9-97. 1998.7- FADEL AS & ALAEDDINOGLU NG. Expression andOverproduction of Glucose Oxidase in Aspergillus niger.Department of Biological Scieces, Middle Fast TechnicalUniversity, 06531 Ankara, Turkey. 38: 115-116. 1992.8- FUJIHARA S, KASUGA A, AOYAGI Y & SUGAHARA T.1995.- Nitrogen-to-Protein Convertion Factors For SomeCommon Edible Mushrooms. J Food Sci. 60: 1045-1047.9- MARKWELL J, FRANKES LG, BROTT EC, OSTERMAN J &WAGNER WF. 1989.- Aspergillus niger Mutants WithIncrease Glucose Oxidase Production. Appl MicrobiolBiotechnol. 30: 166-169.FichaRamón Méndez, Balmore Guerrero; Rosa De Jesús &James O’Callaghan, 2005.- Estudio Preliminar delAspergillus niger Como Componente del Pienso paraRatas de Laboratorio. Agroalimentación & DesarrolloSustentable 5: 1-610- MAYNARD LA, LOOSLI JK, HINTZ HF & WARNER RG.1989.- Nutrición Animal. Séptima edición. Copyright ©by Mc Graw-Hill Book CO.,U.S.A.11- SHINWELL M, WARRINTON BR & FOWLER JSL.1979.Dietary Habits Relating to "Wasting MarmosetSyndrome". (WMS). Lab. Anim. 13: 139-142.12- TRUCKSESS MW, BRUMLEY W & NESHEIM S. 1984.-Rapid Quantitation and Confirmation of Aflatoxins inCorn and Peanut Butter, Usig a Disposable Silica GelColumn, Thin Layer Cromatography, and Gas,Cromatography/Mass Spectrometry. J. Assoc. of. Anal.Chem. 67 (5):973-975.RamónDirecciónRamón Méndez; Balmore Guerrero*; Rosa De Jesús &James O’Callaghan.Laboratorios de Biotecnología de Microorganismos*,Fisiología Animal, Facultad de Ciencias, Universidadde Los Andes, Andes, Apartado Postal 562, Fax(074)4433166, Mérida, República Bolivariana de Venezuela