Ante la problemática de la resistencia a los antibióticos, los ganaderos necesitan alternativas naturales, como la soja enriquecida con glicerina.
Una investigación desarrollada por la Universidad Estatal de Dakota del Sur ha identificado que la soja enriquecida con glicolina puede aportar beneficios similares a los de los antibióticos en los animales
Los compuestos antimicrobianos que producen las plantas de soja cuando se ven amenazadas por insectos, enfermedades e incluso por la sequía, pueden ayudar a los animales a mantenerse sanos, reduciendo así la necesidad de antibióticos.
“Cuando la soja es atacada por un patógeno, la planta produce unos fitoquímicos denominados glicolinas como mecanismo de defensa”, explica el profesor adjunto Bishnu Karki, del Departamento de Biología y Microbiología de la Universidad Estatal de Dakota del Sur. Su grupo de investigación ha identificado patógenos y procesos a escala de laboratorio para desencadenar la producción de glicolinas y ha empezado a evaluar las variedades de soja para ver cuáles producen niveles más altos de los compuestos antimicrobianos.
“Los animales, como los cerdos y las aves de corral, ya consumen dietas ricas en soja y podrían beneficiarse de las propiedades antimicrobianas del fitoquímico“, indica Karki, señalando que los científicos están estudiando el impacto de las glicolinas en la salud humana, específicamente en relación con el cáncer, la inflamación y las enfermedades cardiovasculares.
Ante la problemática de la resistencia a los antibióticos, los ganaderos necesitan alternativas naturales, como la soja enriquecida con glicolinas, que puedan aportar beneficios similares a los de los antibióticos.
PRODUCCIÓN DE GLICOLINAS
“En condiciones normales, las glicolinas no están presentes en la soja”, indica Karki. Cuando la soja se ve amenazada por factores de estrés ambiental, como una infección fúngica, la planta responde produciendo glicolinas para defenderse.
Karki y su equipo trabajaron con el químico investigador Mark Berhow, del grupo de alimentos funcionales del Servicio de Investigación Agrícola del USDA en Peoria (Illinois), para determinar cómo maximizar la producción de glicolinas en la soja. El objetivo era producir al menos tres miligramos de glicolinas por gramo de soja, la cantidad necesaria para su uso como antimicrobiano en la alimentación porcina.
Los investigadores descubrieron que las habas de soja descascarilladas y germinadas, inoculadas con hongos, producían mayores niveles de glicolinas que las habas con cáscara o partidas por la mitad. A continuación, los granos de soja se liofilizan y se trituran para determinar los niveles de esta sustancia. Los resultados del estudio mostraron la capacidad de producir 3,763 mg de glicolinas por gramo de soja.
En un estudio posterior, los investigadores evaluaron una docena de variedades de soja, inoculándolas con dos variedades de hongos comestibles e incubándolas hasta 120 horas. Descubrieron que el hongo Aspergillus sojae provocaba una mayor producción de glicolinas, con niveles máximos entre las 96 y las 120 horas de incubación.
Además, añade Karki, “la variedad de soja marca la diferencia”. Aunque la susceptibilidad de la variedad a las enfermedades fúngicas no impulsó la producción, las variedades de maduración temprana tendieron a producir más glicolinas y la exposición a la luz ultravioleta antes de la inoculación fúngica mejoró esos resultados.
El siguiente paso será ensayar un mayor número de variedades de diferentes estados para identificar las que tienen un mayor potencial de producción de glicolinas y, a continuación, trabajar con los obtentores para examinar las vías genéticas por las que se produce.
PASAR AL SIGUIENTE NIVEL
“Tenemos un proceso a escala de laboratorio, pero tenemos que ampliarlo para demostrar su viabilidad”, defiende Karki, indicando que las pruebas para asegurarse de que el proceso era repetible implicaban hasta 100 granos de soja. El nuevo Instituto de Bioproductos POET, situado en el Parque de Investigación de la SDSU, desempeñará un papel fundamental en la ampliación de esta tecnología. Las instalaciones deberían estar terminadas en el verano de 2023.
“El uso de compuestos de origen natural para sustituir a los antibióticos podría cambiar las reglas del juego en la industria de la producción animal. A través del Instituto de Bioproductos POET, los investigadores pueden colaborar con socios de la industria para llevar al mercado tecnologías de bioprocesamiento prometedoras como esta”, añade el distinguido profesor Bill Gibbons, decano asociado de investigación de la Facultad de Agricultura, Alimentación y Ciencias Ambientales y director de la Estación Experimental Agrícola de Dakota del Sur.
“La producción de glicolinas es mejor cuando la soja se descascara, pero necesitamos mantener el endospermo intacto para que la semilla germine”, apunta Gibbons. “Los equipos comerciales de descascarillado pueden agrietar la soja, por lo que necesitamos diseñar a medida una máquina que pueda eliminar las cáscaras sin alterar el endospermo”.
Además, la comprensión de las vías metabólicas a través de las cuales la soja desvía la energía a la producción de glicolinas ayudará a los científicos a manipular esas vías para aumentar la producción del compuesto antimicrobiano.
“La soja es uno de los mayores productos del mercado de la nutrición animal y humana”, cuenta Karki. Si las semillas de soja ricas en glicolinas pueden aportar beneficios a la salud de los animales, también pueden tener potencial para mejorar la salud humana.