Efecto de un acondicionador de lecho a base de cal sobre las características físico-químicas y los recuentos microbiológicos de sólidos de estiércol reciclado

 

Efecto de un acondicionador de lecho a base de cal sobre las características físico-químicas y los recuentos microbiológicos de sólidos de estiércol reciclado

Efecto de un acondicionador de lecho a base de cal sobre las características físico-químicas y los recuentos microbiológicos de sólidos de estiércol reciclado

Gustavo Freu1,2Sara Fusar Poli2Valentina Monistero2,3Filippo Biscarini4Nicola Rota5Delower Hossain2,3,6Claudia Gusmara2,3Laura Musa2,3Gloia Gioia7Lorenzo Leso8Marcos Viga dos Santos1Paolo Moroni2,3,7*Maria Filippa Addis2,3Valerio Bronzo2,3
  • 1Departamento de Nutrición y Producción Animal, Facultad de Medicina Veterinaria y Ciencia Animal, Universidad de São Paulo (USP), Pirassununga, São Paulo, Brasil
  • número arábigoDepartamento de Medicina Veterinaria y Ciencias Animales—DIVAS, Universidad de Milán, Lodi, Italia
  • 3Laboratorio di Malattie Infettive degli Animali—MiLab, Universidad de Milán, Lodi, Italia
  • 4Consejo Nacional de Investigación, Instituto de Biología y Biotecnología Agrícola (CNR-IBBA), Milán, Italia
  • 5Agribovis s.r.l., Meda, Italia
  • 6Departamento de Medicina y Salud Pública, Facultad de Ciencia Animal y Medicina Veterinaria, Universidad Agrícola Sher-e-Bangla, Dhaka, Bangladesh
  • 7Servicios de Producción de Leche de Calidad, Centro de Diagnóstico de Salud Animal, Universidad de Cornell, Ithaca, NY, Estados Unidos
  • 8Departamento de Ciencias Agrícolas, Alimentarias y Forestales—SAAF, Universidad de Palermo, Palermo, Italia

Los materiales de cama tienen como objetivo proporcionar un entorno de descanso seguro y cómodo para las vacas. El control de la proliferación de patógenos en estos sustratos es crucial para prevenir infecciones intramamarias en las vacas lecheras, ya que pueden afectar significativamente la calidad de la leche, la salud de las vacas y la productividad de la granja. Esto es particularmente relevante en el caso de sustratos orgánicos para camas, incluidos los materiales derivados del estiércol. Este estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto in vitro de un acondicionador a base de cal (LBC), compuesto por CaCO3MgCO3 y Ca(OH)2*Mg(OH)2, a concentraciones crecientes en las características físico-químicas y los recuentos bacterianos de sólidos de estiércol digeridos anaeróbicamente (ADMS) no tratados y sólidos de estiércol crudo separados (SRMS). Se evaluaron ADMS y SRMS no utilizados en cuatro concentraciones basadas en el peso de LBC: 0 (como control no tratado), 10, 15 y 20% de inclusión de LBC. Los materiales de cama se evaluaron inmediatamente después de la adición de LBC (0 h) y después de 24, 72 y 168 h de almacenamiento a 28 °C. Se midió el contenido de materia seca (MS) y el pH para todos los puntos temporales. Se utilizaron métodos microbiológicos estándar para evaluar los recuentos bacterianos totales (TBC), otras bacterias gramnegativas, coliformes, Escherichia coli y estreptococos y organismos similares a estreptococos (SSLO). Se observó un aumento lineal tanto de la MS como del pH con el aumento de las concentraciones de LBC. En concreto, por cada unidad porcentual de incremento de LBC, la MS de ADMS y SRMS aumentó en 0,73 y 0,71%, respectivamente. Del mismo modo, para cada unidad porcentual de LBC, el pH de ADMS y SRMS aumentó en 0,15 y 0,19, respectivamente. Por el contrario, se observó una disminución lineal de TBC, bacterias gramnegativas, coliformes, E. coli y SSLO con el aumento de las concentraciones de LBC. Los materiales derivados del estiércol sin la inclusión del LBC tenían recuentos bacterianos que tendían a permanecer altos o a aumentar con el tiempo. De lo contrario, los materiales de cama con aplicación de LBC redujeron los recuentos bacterianos. Con base en los resultados del presente estudio, se observó que cuanto mayor es la concentración de LBC, más significativa es la reducción de los recuentos bacterianos. Específicamente, la recuperación bacteriana fue menor cuando se aplicaron concentraciones más altas de LBC. Nuestros hallazgos subrayan el potencial de LBC en el control efectivo de las bacterias ambientales y la mejora de las características físico-químicas de los materiales de cama derivados del estiércol para mejorar la salud y el bienestar de las vacas.

1 Introducción

Se pueden utilizar varios sustratos como cama en las granjas lecheras; Sin embargo, independientemente del sustrato, es esencial contar con una zona de descanso cómoda y segura para las vacas. Los materiales orgánicos derivados de los sólidos del estiércol han ganado atención debido a sus características blandas y no abrasivas, que tienen un impacto positivo en el bienestar animal (1-3). Estos sustratos, también conocidos como sólidos de estiércol reciclado (RMS, por sus siglas en inglés), se han utilizado cada vez más en América del Norte durante la última década (3, 4) y están ganando uso en Europa (1). Por lo general, estos sólidos se obtienen enroscando la lechada cruda (no digerida) a través de una prensa de tornillo para separar los sólidos del líquido y deben alcanzar un contenido de materia seca (MS) de al menos 34% (5). A pesar de los beneficios, se sabe que los RMS tienen una mayor carga bacteriana que otros sustratos de cama (5) y se han asociado con un mayor riesgo de mastitis (6). Por lo tanto, es necesario investigar estrategias para controlar los recuentos bacterianos dentro del RMS para reducir la exposición a la ubre, ya que este lecho podría tener un impacto en la salud de las vacas (7).

De acuerdo con el Reglamento (CE) n.º 1069/2009 de la Unión Europea, el estiércol de ganado es un subproducto animal de categoría 2 y solo puede utilizarse como cama para vacas lecheras (como «producto técnico») en condiciones que no supongan un riesgo para la salud humana o animal (8). Los agricultores pueden utilizar acondicionadores de cama para controlar la población de patógenos en los sustratos de cama. La mayoría de los acondicionadores alteran el pH de los materiales de cama (por ejemplo, acondicionadores ácidos o alcalinos) suprimiendo el crecimiento microbiano (1, 9). La cal hidratada es un compuesto alcalino común formado por hidróxido de calcio, que puede elevar el pH de los materiales a los que se añade a niveles superiores a 12 (10), creando un sustrato inhóspito para el crecimiento bacteriano.

Estudios previos evaluaron el efecto de la cal hidratada sobre las poblaciones microbianas en diferentes materiales de lecho (9-11), y se observó una reducción en los recuentos bacterianos en aserrín (12) y RMS tratados con 10% de cal hidratada (11). Además, la adición de 0,5 kg de cal hidratada cada 48 h en colchones de establos libres redujo los coliformes y los recuentos de Streptococcus spp. (9). Aunque la eficacia de los acondicionadores de cama está bien documentada, sus efectos suelen ser de corta duración, normalmente duran entre 24 y 48 h (13). En un estudio realizado en Estados Unidos, la adición de cal al aserrín redujo los recuentos bacterianos, pero el efecto solo duró 1 día (11). Además, la adición diaria de cal a la capa superior de paja no logró elevar el pH a los niveles inhibitorios en los que E. coli y Streptococcus uberis no sobreviven (14).

La evidencia científica sobre el manejo óptimo de la ropa de cama sigue siendo limitada y, en ocasiones, contradictoria (1). Hasta donde sabemos, no se han realizado estudios para evaluar el impacto de las diferentes concentraciones de acondicionadores a base de cal (LBC) en las poblaciones microbianas de sustratos de lecho orgánico. Estas investigaciones pueden ofrecer los primeros conocimientos valiosos para los veterinarios y ganaderos que buscan una gestión eficaz de la ropa de cama y el control de la mastitis desde un punto de vista de laboratorio y un punto de partida sobre la base de los resultados de los ensayos de granjas. Para abordar este vacío científico, este estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto in vitro de un LBC comercial a concentraciones crecientes sobre las características físico-químicas y los recuentos bacterianos de sólidos de estiércol digeridos anaeróbicamente (ADMS) y sólidos de estiércol crudos separados (SRMS), así como el efecto temporal del LBC.

2 Materiales y métodos
2.1 Protocolos de recolección y estudio de sustratos de cama

Del 23 de febrero al 23 de mayo, se recolectaron ADMS y SRMS no utilizados de las áreas de almacenamiento en la granja de dos granjas lecheras comerciales donde se alojaron 700 y 650 vacas Holstein respectivamente en sistemas de establos libres. El muestreo de ropa de cama se realizó de acuerdo con Godden et al. (15). Brevemente, ~5 kg de cada sustrato de cama fueron recolectados del área de almacenamiento de ropa de cama en una bolsa de plástico estéril por un personal capacitado de Agribovis con guantes limpios (15). Ninguno de los rebaños estudiados utilizaba acondicionador de cama o RMS como cama en el momento de la recogida de la muestra.

El ADMS y el SRMS se recolectaron 24 h después de la producción en la granja en 5 ubicaciones aleatorias dentro del área de almacenamiento. Después de ser sacado del biodigestor (~40 d a 38°C), el ADMS se envió al separador de estiércol (SEPCOM Bedding, WAMGROUP, Cavezzo, Italia), seguido de la recolección de muestras. Los SRMS se muestrearon directamente desde el área de almacenamiento del separador (SEPCOM Bedding, WAMGROUP, Cavezzo, Italia). Posteriormente, las muestras se transportaron inmediatamente (<1 h) en una caja isotérmica (~4°C) al Laboratorio de Enfermedades Infecciosas Animales (MiLab) de la Universidad de Milán para la asignación del tratamiento y su posterior análisis.

2.2 Tratamientos

Los sustratos de lecho (ADMS y SRMS) se evaluaron en una muestra de control no tratada (0%, sin adición de LBC) y a tres concentraciones de LBC (VF10®, Unicalce, Lecco, Italia), que incluyeron: 10, 15 y 20% de inclusión del producto (% en peso húmedo). El LBC utilizado en este estudio estaba compuesto por carbonato de calcio, magnesio y cal semihidratada [CaCO3MgCO3 y Ca(OH)2*Mg(OH)2]. La inclusión del producto se definió con base en reportes previos (11, 16), y en la recomendación de la empresa a partir de un estudio interno. A partir de 350 g de cada muestra de sustrato, se adoptó el siguiente esquema de asignación: 0% (350 g de muestra no tratada), 10% (35 g de LBC + 315 g de muestra), 15% (52,5 g de LBC + 297,5 g de muestra) y 20% (70 g de LBC + 280 g de muestra). El LBC se añadió a los sustratos de lecho tan pronto como llegaron al laboratorio y se mezcló manualmente para garantizar la homogeneidad. Posteriormente, cada muestra de sustrato se pesó por duplicado en un recipiente estéril y se prepararon alícuotas adicionales para el análisis de MS.

2.3 Contenido de materia seca, pH y análisis microbiológicos

El análisis inicial de MS, pH y microbiológico se realizó inmediatamente después de la aplicación de LBC (0 h). Se realizaron análisis adicionales de MS, pH y microbiológicos después de 24, 72 y 168 h de almacenamiento de la muestra a 28 °C, para simular las condiciones ambientales y proporcionar una línea de base estandarizada para comparar los tratamientos y evaluar sus efectos en condiciones controladas.

Para la estimación de la MS, las muestras de lecho (~10,0 g) se pesaron por duplicado (peso inicial) y se colocaron en un horno a 100 ± 10°C durante 24 h. Después del secado, las muestras se volvieron a pesar (peso final), con una precisión de dos decimales (17).

En cada punto de tiempo, se pesaron 25 g de cada muestra de lecho por duplicado tomando pequeñas submuestras de al menos 3 ubicaciones aleatorias dentro de la muestra mezclada y se transfirieron a dos bolsas de estómago con filtro diferentes, donde se utilizaron 225 ml de solución salina fisiológica (PSS; NaCl 0,9%) a cada uno de ellos. La suspensión se homogeneizó durante 90 s a 8 tiempos/s utilizando un BagMixer de 400 W (Interscience, Puycapel, Francia). Las dos réplicas se combinaron en un matraz, del cual se separó una submuestra (~50 mL) para la medición del pH. El acceso al pH se realizó mediante un medidor de pH (pH 50 Violab, Carpi, Italia) como se informó previamente (17).

Para el análisis microbiológico, se transfirieron dos alícuotas de 5 mL del matraz antes mencionado a dos tubos de dilución estériles para crear una dilución duplicada de 10−1. Se prepararon diluciones seriadas de hasta 10−8 mediante vórtice de la muestra y transfiriendo 0,5 mL a un nuevo tubo que contenía 4,5 mL de PSS. Posteriormente, 100 μL de cada dilución se rayaron por triplicado en placas de agar cromogénicas (CHR) (CHROMagarTM ECC, París, Francia; de 10−1 a 10−5) y placas de medio modificado Edwards (EDW) (Oxoid, Basingstoke, Reino Unido; de 10−1 a 10−6) suplementadas con 5,0% de sangre bovina. Las placas se incubaron a 37°C. Después de 24 h de incubación, las placas CHR permitieron distinguir las bacterias Gram-negativas en E. coli, coliformes y otras Gram-negativas. Después de 48 h, se realizaron recuentos de estreptococos y microorganismos similares a estreptococos (SSLO) a partir de placas EDW. Debido a que los métodos de identificación fenotípica y bioquímica pueden ser inexactos y poco confiables para las especies dentro del grupo Streptococcus (p. ej., Aerococcus spp., Enterococcus spp. y Lactococcus spp.), para las placas EDW, las colonias azules/negras se contaron juntas y se informaron como SSLO como se informó anteriormente (18). Para determinar el recuento bacteriano total (TBC), se añadieron 1.000 μL de inóculo por triplicado (de 10−3 a 10−8) en el centro de cada placa. Se añadieron aproximadamente 15 mL de agar de recuento en placa fundida (Microbiol Diagnostic, Cagliari, Italia). Las placas se homogeneizaron manualmente y se leyeron después de la incubación a 37 °C durante 72 h.

Cada medio de cultivo se preparó de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. El recuento bacteriano se realizó de forma manual y los resultados se normalizaron al contenido de MS como se describió anteriormente (17). Los resultados de los recuentos microbianos se expresaron como log10 ufc/g.

2.4 Análisis estadístico

El conjunto de datos disponible tenía una organización jerárquica multinivel con una estructura anidada. El análisis se llevó a cabo por separado para los sustratos de lecho ADMS y SRMS. Para cada tipo de cama, se llevó a cabo un análisis tanto dentro del punto temporal como a través del punto temporal. Para el análisis dentro del punto de tiempo, los datos se analizaron dentro de cada punto de tiempo (0, 24, 72 y 168 h después de la adición de LBC) utilizando el siguiente modelo:

𝑦Yo𝑗=𝛽0 +𝛽1*𝑡𝑟𝑒un𝑡𝑚𝑒𝑛𝑡Yo +𝑒Yo𝑗    (1)

donde yij es el valor de pH, MS o los recuentos bacterianos (log10 ufc/g) para la muestra i y la dosis de LBC j; β0 es la intersección; β1 es el coeficiente del efecto del tratamiento; el tratamientoi es el efecto de dosis incrementales de LBC (entre 0 y 20%); eij son los residuales del modelo.

Para el análisis de puntos de tiempo transversales, todos los datos (para ADMS y SRMS por separado) se analizaron conjuntamente con el siguiente modelo (Ecuación 2):

𝑦Yo𝑗𝑘=𝛽0 +𝛽1*𝑡Yo𝑚𝑒𝑝𝑜Yo𝑛𝑡Yo+𝛽2*𝑡𝑟𝑒un𝑡𝑚𝑒𝑛𝑡𝑗+𝑒Yo𝑗𝑘    (2)

donde todos los términos eran como en la Ecuación 1 con la adición del punto de tiempoi, es decir, el efecto del número de horas desde la aplicación LBC (cuatro clases).

Los datos recopilados y los resultados de laboratorio se almacenaron en hojas de cálculo de Excel (19). El manejo de los datos y el análisis estadístico se realizaron utilizando el entorno R para el cálculo estadístico (20), específicamente utilizando el paquete dplyr (21). Se consideró un nivel de significancia de P < 0,05.

3 Resultados
3.1 Contenido de materia seca y pH

El contenido de MS y los resultados de pH (media ± DE) se muestran en la Tabla 1. Se observó un aumento lineal en el contenido de MS de acuerdo con la concentración de LBC tanto para ADMS como para SRMS (P < 0,001; Tabla 2). No se observaron diferencias en el contenido de MS de la EMAD a lo largo del tiempo (P ≥ 0,12), mientras que para la EMSR se observó un patrón creciente en el contenido de MS a lo largo del tiempo (P ≤ 0,009; Tabla 3). Sin embargo, para ambos sustratos, el tratamiento de lecho tuvo un efecto positivo sobre el contenido de MS, es decir, por cada % de aumento unitario en la concentración de LBC correspondió a un aumento de MS de 0,73% para ADMS (P < 0,001) y de 0,72% para SRMS (P < 0,001; Tabla 3). No hubo efecto de interacción para la MS entre las concentraciones de LBC y el tiempo de evaluación (P = 0,258).

www.frontiersin.orgTabla 1. Estadística descriptiva de los resultados de materia seca (MS) y pH (media ± DE,a) de sólidos de estiércol digeridos anaeróbicamente y sólidos de estiércol crudo separados tratados con concentraciones crecientes de acondicionador a base de cal de acuerdo con los tiempos de laboratorio evaluados.

www.frontiersin.orgTabla 2. Dentro de los modelos de punto de tiempoa para el contenido de materia seca (MS) (%) y el pH de los sólidos de estiércol digeridos anaeróbicamente y los sólidos de estiércol crudo separados tratados con acondicionador a base de cal.

www.frontiersin.orgTabla 3. A través de los modelos de punto de tiempoa para el contenido de materia seca (MS) y el pH de los sólidos de estiércol digeridos anaeróbicamente y los sólidos de estiércol crudo separados tratados con acondicionador a base de cal.

Los resultados de pH mostraron un aumento lineal en los valores de pH con el aumento de la concentración de LBC para ambos sustratos (P < 0.001; Tabla 2). Como era de esperar, se observó un patrón decreciente en el pH a lo largo del tiempo para ambos sustratos (P < 0.001; Tabla 3). De manera similar a los resultados de la MS, para cada % de unidad de inclusión de LBC el pH aumentó en 0,15 para ADMS (P < 0,001) y 0,19 para SRMS (P < 0,001; Tabla 3). No hubo efecto de interacción para el pH entre la concentración de LBC y el tiempo de evaluación (P = 0,542).

3.2 Recuentos microbiológicos

En la Tabla 4 se muestran los resultados microbiológicos de la EMAD y la EMSR tratadas con concentraciones variables de LBC en los puntos temporales evaluados. Con respecto a la TBC, la inclusión de LBC resultó en una TBC más baja tanto en ADMS como en SRMS en comparación con las muestras no tratadas durante todo el período de estudio (Tabla 4). Independientemente del tiempo de evaluación, se observó una disminución lineal de TBC con aumento de las concentraciones de LBC (P < 0,001; Tabla 5). Con el tiempo, se observó un patrón de aumento constante en TBC para ambos sustratos, con aumentos particularmente significativos observados para ADMS a las 72 y 168 h (P < 0,001) y para SRMS a las 168 h (P = 0,004; Tabla 6). Cada unidad porcentual de inclusión de LBC correspondió a una reducción de TBC de 0,16 log10 ufc/g para ADMS (P < 0,001) y 0,12 log10 ufc/g para SRMS (P < 0,001; Tabla 6).

www.frontiersin.orgTabla 4. Estadística descriptiva de los resultados del recuento microbiológico (media ±DE un log10 ufc/g) de sólidos de estiércol digeridos anaeróbicamente y sólidos de estiércol crudos separados tratados con concentraciones crecientes de acondicionador a base de cal de acuerdo con los tiempos de laboratorio evaluados.

www.frontiersin.orgTabla 5. Modelos dentro del punto de tiempoa para los recuentos microbiológicos de sólidos de estiércol digeridos anaeróbicamente y sólidos de estiércol crudo separados tratados con acondicionador a base de cal.

www.frontiersin.orgTabla 6. Modelos a través de puntos de tiempopara los recuentos microbiológicos de sólidos de estiércol digeridos anaeróbicamente y sólidos de estiércol crudo separados tratados con acondicionador a base de cal.

En cuanto a los recuentos de Gramnegativos totales, las muestras no tratadas tuvieron mayores recuentos en comparación con las muestras tratadas (Tabla 4). Curiosamente, las muestras tratadas con LBC al 20% no mostraron crecimiento bacteriano Gram-negativo durante todo el período de estudio (Tabla 4). Se observó una disminución lineal en los recuentos totales de Gram-negativos con la adición de LBC tanto para ADMS como para SRMS en todos los puntos de tiempo evaluados (P < 0,001; Tabla 5). Si bien no se observaron diferencias en los recuentos de Gram-negativos para ADMS a lo largo del tiempo (P ≥ 0.144), se observó un aumento en los recuentos de Gram-negativos para SDMS después de 24 h (P = 0.004) y 168 h (P < 0.001) de incubación de la muestra. La adición de LBC tuvo un efecto negativo en los recuentos de Gram-negativos, reduciendo los recuentos en 0,32 log10 ufc/g tanto para ADMS (P < 0,001) como para SRMS para cada % unidad de inclusión de LBC (P < 0,001; Tabla 6).

E. coli no se aisló de ADMS y SRMS tratados con LBC durante toda la duración del estudio, excepto en SRMS fresco tratado con 10% de LBC (0,80 ± 1,24 log10 ufc/g; Tabla 4). No se observaron diferencias en los recuentos de E. coli a lo largo del tiempo (P ≥ 0.32; Tabla 6). Los recuentos de E. coli se redujeron en 0,21 log10 ufc/g para ADMS (P < 0,001) y 0,26 log10 ufc/g para SRMS por % de unidad de LBC agregada (P < 0,001; Tabla 6).

Al igual que en los recuentos de E. coli, no se observó crecimiento de coliformes durante el estudio para ADMS y SRMS tratados con LBC (Tabla 4). A excepción de la EMAD evaluada a las 168 h (P = 0,021), no se observaron diferencias en los recuentos de coliformes a lo largo del tiempo para la EMAD y la EMSR (P ≥ 0,105; Tabla 6). Por cada unidad porcentual de LBC añadida, los recuentos de coliformes se redujeron en 0,18 log10 ufc/g para la EMAD (P < 0,001) y 0,23 log10 ufc/g para la EMSR (P < 0,001; Tabla 6).

Se observó una disminución en los recuentos de otras bacterias Gram-negativas de acuerdo con la concentración de LBC tanto para ADMS como para SRMS (Tabla 4). Independientemente del tiempo de evaluación, las muestras no tratadas tuvieron recuentos más altos de otros Gram-negativos en comparación con las tratadas con LBC. No se observó ningún otro crecimiento gramnegativo a lo largo del estudio tanto para la EMAD como para la EMSR tratadas con un 20% de LBC (Tabla 4). Se observó una disminución en los recuentos de otras bacterias Gram-negativas con la adición de LBC tanto para ADMS como para SRMS (P ≤ 0.001; Tabla 5). No se observaron diferencias en otros recuentos de Gramnegativos a lo largo del tiempo para ADMS (P ≥ 0,139), mientras que se observó un aumento en otros recuentos de Gramnegativos para SDMS después de 24 h (P = 0,001) y 168 h (P < 0,001) de incubación de la muestra. Cada unidad porcentual de LBC añadida disminuyó los recuentos de otras bacterias gramnegativas en 0,32 log10 ufc/g para ADMS (P < 0,001) y 0,31 log10 ufc/g para SRMS (P < 0,001; Tabla 6).

El tratamiento con LBC de ADMS y SRMS también fue eficaz para reducir los recuentos de SSLO, y las muestras con una inclusión de LBC del 20% tuvieron el recuento de SSLO más bajo en comparación con las muestras no tratadas o las tratadas con concentraciones de LBC más bajas (Tabla 4). Se observó una disminución lineal en el recuento de SSLO de acuerdo con el aumento de la concentración de LBC (P < 0,001; Tabla 5). Con el tiempo, se observó un patrón de aumento constante en el recuento de SSLO para ambos sustratos (P ≤ 0,004; Tabla 6), excepto para ADMS después de 24 h (P = 0,245). Por cada unidad porcentual de inclusión de LBC, los recuentos de SSLO se redujeron en 0,26 log10 ufc/g para ADMS (P < 0,001) y en 0,09 log10 ufc/g para SRMS, respectivamente (P < 0,001; Tabla 6).

4 Discusión

El control del crecimiento de patógenos en los sustratos de la cama es fundamental para prevenir las infecciones intramamarias, especialmente en el caso de los materiales orgánicos de la cama, como el RMS, que se ha informado que favorece niveles más altos de patógenos de mastitis ambiental (6, 22). Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que describe el efecto de diferentes concentraciones de un LBC comercial sobre las características físico-químicas y microbiológicas del RMS. Nuestros hallazgos subrayan el potencial de LBC en el control de las bacterias ambientales y la optimización de las características físico-químicas de los materiales de cama para mejorar la salud y el bienestar de las vacas.

En nuestro estudio, los recuentos bacterianos en sustratos no tratados se mantuvieron altos o aumentaron con el tiempo. Sin embargo, cuando se aplicó LBC, observamos una disminución en los recuentos de TBC, bacterias Gram-negativas, coliformes, E. coli y SSLO con el aumento de la concentración de LBC, lo que sugiere el potencial de LBC para controlar la proliferación de patógenos. De acuerdo con nuestros hallazgos, se ha demostrado que otros acondicionadores alcalinos y cal hidratada inhiben eficazmente el crecimiento de bacterias en RMS (11). Se ha reportado que la actividad antibacteriana de los acondicionadores de ropa de cama está relacionada con el pH (11, 23). En nuestro estudio, la adición de LBC aumentó el pH al rango alcalino. A medida que aumentaba el pH de la cama, se observó una disminución en los recuentos bacterianos, y esto fue más pronunciado a medida que se agregaron concentraciones más altas de LBC. De manera similar, Hogan et al. (11) reportaron que los acondicionadores de base alcalina fueron más efectivos en el control de las poblaciones bacterianas en RMS, considerando que este sustrato tenía un pH casi neutro, inhibiendo efectivamente las bacterias en RMS durante 1 día.

Además, después de alcanzar el nivel de pH más alto con la inclusión de LBC, observamos una tendencia decreciente en el pH a lo largo del tiempo para ambos sustratos (ADMS y SRMS). A medida que el pH de los sustratos disminuyó con el tiempo, los efectos antibacterianos del LBC disminuyeron, pero la recuperación bacteriana pareció más lenta con concentraciones más altas de LBC. En informes anteriores, el uso de desinfectantes (p. ej., acondicionadores ácidos y alcalinos, y cal hidratada) inicialmente redujo los recuentos bacterianos, pero la actividad antimicrobiana había disminuido 2 días después de la aplicación (11, 16). En nuestro estudio, la actividad antimicrobiana del LBC comenzó a disminuir a las 24 h. Las concentraciones más altas de LBC pueden extender el efecto antibacteriano en los materiales de la cama, lo que puede ser de interés práctico para el manejo de la cama en las granjas.

Varios estudios han reportado una asociación entre los recuentos de patógenos de mastitis en los materiales de la cama y en los extremos de los pezones (24, 25), y la intensidad de la contaminación de la ubre se ha asociado con un mayor riesgo de mastitis (26). Controlar la humedad de la ropa de cama puede ser una forma de reducir el riesgo de mastitis (27, 28). En nuestro estudio, se observó un aumento lineal en el contenido de MS en función de la concentración de LBC tanto para ADMS como para SRMS. Esto sugiere que, además de controlar el crecimiento microbiano alterando el pH, la inclusión de LBC también previene el crecimiento bacteriano al aumentar el contenido de MS del material de cama. Hogan et al. también observaron un aumento en el contenido de MS en RMS tratados con acondicionador alcalino, acondicionador ácido o cal hidratada (11). Robles et al. (29) destacaron la asociación de un mayor porcentaje de MS en la cama con recuentos bacterianos reducidos, así como con una mayor calidad de la leche a granel en tanque.

Finalmente, los resultados de nuestro estudio deben ser interpretados con cautela debido a su naturaleza in vitroLos estudios in vitro se llevan a cabo en condiciones controladas; excluyendo la presencia de heces, orina y otros contaminantes que puedan afectar los resultados. Varios factores limitan el efecto antimicrobiano de los acondicionadores de cama a 24-48 h, como la contaminación de la cama por las vacas que ingresan a la instalación, la eliminación de la ropa de cama y el acondicionador cuando las vacas salen de los establos y la capacidad de amortiguación del acondicionador de cama a lo largo del tiempo (16). Se deben realizar estudios de campo para validar nuestros hallazgos y la seguridad de las concentraciones de LBC en relación con la salud de las vacas, considerando que estudios previos describieron que la cal hidratada aplicada a un colchón de establo libre cada 48 h causó ulceración leve y descamación en las patas y la ubre de la vaca (9). Hasta donde sabemos, no hay evidencia (estudios de campo) que respalde el uso seguro de acondicionadores de cama para vacas lecheras. Por lo tanto, nuestro estudio puede servir como un excelente punto de partida para futuros estudios de campo para evaluar el efecto de diferentes concentraciones de LBC en las características de la cama, el riesgo de mastitis y la seguridad de las vacas.

5 Conclusión

Se observó una relación lineal entre el contenido de MS y el pH con el aumento de la concentración de LBC. Ambos sustratos de lecho (ARMS y SRMS) sin inclusión de LBC presentaron mayores recuentos bacterianos, que tendieron a permanecer altos o aumentar con el tiempo en comparación con las muestras tratadas con LBC. Por otro lado, cuando se aplicó LBC a ARMS y SRMS, se observó una disminución lineal de TBC, otras bacterias Gram-negativas, coliformes, E. coli y recuentos de SSLO. Esta reducción en los recuentos bacterianos se puede atribuir al aumento del pH y la MS de la cama. La reducción del pH y la recuperación bacteriana fueron más lentas con el tiempo con mayores concentraciones de LBC.

Declaración de disponibilidad de datos

Los datos brutos que respaldan las conclusiones de este artículo serán puestos a disposición por los autores, sin reservas indebidas.

Contribuciones de los autores

GF: Redacción – revisión y edición, Redacción – borrador original, Metodología, Investigación, Curación de datos, Conceptualización. SF: Visualización, Validación, Redacción – revisión y edición, Redacción – borrador original, Metodología, Investigación, Curación de datos, Conceptualización. VM: Validación, Metodología, Investigación, Conceptualización, Redacción – revisión y edición, Redacción – borrador original. FB: Redacción – revisión y edición, Redacción – borrador original, Análisis formal, Curación de datos. NR: Escritura – revisión y edición, Escritura – borrador original, Investigación. DH: Redacción – revisión y edición, Redacción – borrador original, Investigación. CG: Escritura – revisión y edición, Escritura – borrador original, Investigación. LM: Metodología, Análisis formal, Redacción – revisión y edición. GG: Escritura – revisión y edición, Escritura – borrador original. LL: Redacción – revisión y edición, Redacción – borrador original. MV: Escritura – revisión y edición, Escritura – borrador original. PM: Redacción, revisión y edición, Redacción, borrador original, Supervisión, Administración del proyecto, Metodología, Obtención de fondos. MA: Redacción – revisión y edición, Redacción – borrador original, Metodología. VB: Redacción – revisión y edición, Redacción – borrador original, Administración de proyectos, Metodología, Investigación, Análisis formal.

Financiación

El/los autor/es declara(n) haber recibido apoyo financiero para la investigación, autoría y/o publicación de este artículo. GF agradece a la Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)—Código de Finanzas 001 por la beca durante su período en Italia. SF fue financiado por una beca de doctorado de Piano Operativo Nazionale, Decreto Ministeriale 1061 (10.08.21); Azione IV.5—Dottorati su tematiche Green, apoyado en parte por el Consorzio del Formaggio Parmigiano Reggiano.

Reconocimientos

Agradecemos a la empresa Unicalce por proporcionar el acondicionador de ropa de cama utilizado en este estudio. También agradecemos a los estudiantes por su contribución durante los análisis de laboratorio.

Conflicto de intereses

NR era empleado de Agribovis s.r.l.

El resto de los autores declaran que la investigación se llevó a cabo en ausencia de relaciones comerciales o financieras que pudieran interpretarse como un potencial conflicto de intereses.

Nota del editor

Todas las afirmaciones expresadas en este artículo son únicamente las de los autores y no representan necesariamente las de sus organizaciones afiliadas, ni las del editor, los editores y los revisores. Cualquier producto que pueda ser evaluado en este artículo, o afirmación que pueda ser hecha por su fabricante, no está garantizado ni respaldado por el editor.

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Palabras clave: sólidos de estiércol digeridos anaeróbicamente, sólidos de estiércol crudo separados, acondicionador de cama, manejo de camas, recuentos microbiológicos

Cita: Freu G, Fusar Poli S, Monistero V, Biscarini F, Rota N, Hossain D, Gusmara C, Musa L, Gioia G, Leso L, Veiga dos Santos M, Moroni P, Addis MF y Bronzo V (2024) Efecto de un acondicionador de cama a base de cal sobre las características físico-químicas y los recuentos microbiológicos de sólidos de estiércol reciclado. Frente. Vet. Sci. 11:1408798. doi: 10.3389/fvets.2024.1408798

Recibido: 28 de marzo de 2024; Aceptado: 03 de junio de 2024;
Publicado: 15 julio 2024.

Editado por:

Yasser Mahmmod, Universidad de Long Island, Estados Unidos

Revisado por:

Norhan Khairy Abd El-Aziz, Universidad de Zagazig, Egipto
Mohamed Elsokary, Universidad de Benha, Egipto
František Zigo, Universidad de Medicina Veterinaria y Farmacia de Košice, Eslovaquia
Giovanny Torres Lindarte, Instituto Colombiano de Medicina Tropical (ICMT), Colombia

Copyright © 2024 Freu, Fusar Poli, Monistero, Biscarini, Rota, Hossain, Gusmara, Musa, Gioia, Leso, Veiga dos Santos, Moroni, Addis y Bronzo. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la Licencia Creative Commons Attribution License (CC BY).

*Correspondencia: Paolo Moroni, paolo.moroni@unimi.it

Estos autores han contribuido igualmente a este trabajo y comparten la primera autoría

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