Bacterias degradadoras de antibióticos en el compost

Manure

Como ya hemos comentado en numerosas ocasiones, el compostaje produce una alta degradación de la materia orgánica por acción de la microbiota presente en las mezclas iniciales dando lugar a un incremento de la temperatura fruto de su actividad metabólica. Así, muchas moléculas orgánicas (lignina, carbohidratos, proteínas, vitaminas, polisacáridos, etc.) sufren transformaciones de tal modo que incluso, terminan pareciéndose parcialmente a los ácidos húmicos del suelo. Por otro lado, ya hemos hablado que uno de los materiales más interesantes para hacer compost por su origen agrícola y sus propiedades químicas y microbiológicas es el estiércol. Aunque lo preferible es compostarlo, este residuo se ha utilizado desde muy antiguo como fertilizante orgánico, añadiéndolo al suelo varios meses antes de la plantación de los cultivos. El uso directo sin tratar no es recomendable, sobre todo si el estiércol proviene de explotaciones ganaderas intensivas. Veamos el por qué:

¿Por qué no se debe usar directamente el estiércol?

El estiércol es una mezcla de paja u otro material vegetal usado como cama con una gran proporción de excretas de animales (vacas, caballos, ovejas, gallinas, etc.). Es práctica habitual darle grandes cantidades de antibióticos al ganado para evitar enfermedades, en muchos casos sin necesidad de ello, así como otras sustancias que mejoren su salud e incluso, favorezcan su crecimiento. Según algunos autores, entre el 50 y el 90% de los antibióticos que se administran al ganado no es asimilado por el aparato digestivo de los animales, por lo que es finalmente excretado y formando parte del estiércol. Se piensa que en China, de las cerca de las 6000 toneladas de antibióticos aplicados a los animales al año, 2170 toneladas termina en forma de estiércol que potencialmente puede contaminar suelos y aguas con todo lo que eso conlleva. La liberación de grandes cantidades de estos compuestos a la naturaleza puede a la larga, generar resistencia natural de los microorganismos patógenos generando graves problemas ambientales y de salud para el ser humano.

Compostaje como técnica para degradar antibióticos

El compostaje es una técnica útil para degradar este tipo de compuestos presentes en los estiércoles, aunque se ha visto que dependiendo del material inicial a compostar e incluso la tecnología (volteos, humedad, aireación, etc.), el porcentaje de degradación es muy variable. Con el fin mejorar este proceso, investigadores chinos de la universidad de Zhejiang Gongshang han aislado bacterias capaces de degradar este tipo de sustancias, concretamente la oxitretraciclina, un antibiótico de amplio espectro muy utilizado para el ganado. Para eso, han estudiado la microbiología del compostaje de estiércol de cerdo y del cual, han aislado una bacteria capaz de asimilar este antibiótico como fuente de carbono. Una vez aislada e identificada mediante secuenciación del gen filogenético 16SrRNA (Staphylococcus sp.), han estudiado su capacidad para crecer con dicho antibiótico variando la temperatura (de 4 a 65ºC), el pH, la concentración del antibiótico o el tiempo de crecimiento, entre otros factores. Una vez hecho, lo han cultivado en el laboratorio y añadido a diferentes pilas de compostaje hechas con estiércol de cerdo en diferentes condiciones de humedad, relación C/N y proporción de estiércol, con la idea final de conocer las condiciones óptimas para la degradación de la oxitetraciclina.

Después de todos los resultados, han conseguido que el compostaje pudiese degradar la oxitetraciclina hasta en un 98.2 %, prácticamente la totalidad del antibiótico presente inicialmente en el estiércol. Cabe destacar que el control hecho sin inocular el microorganismo ya era bastante elevado, entorno al 80%, es decir, que el compostaje puede por si degradar una alta cantidad de este tipo de sustancias. Eso si, el 20% restante conseguido por estos investigadores no es nada despreciable y puede ser muy importante.

To enable hazard-free treatment of swine manure, a bacterium capable of using oxytetracycline as the sole source of carbon (Staphylococcus sp. TJ-1) was isolated. The organism was able to degrade 80.7% of oxytetracycline in 5.5 d when cultured at pH 7.0, 30°C and 100 mg/L of oxytetracycline. For its application in engineering, the key conditions for composting were optimized using the custom design. When setting the conditions as 70% of the initial percentage of moisture, an initial C/N of 30, inoculation with 1% TJ-1 and the stack-turning every 1.5 d, the degradation of oxytetracycline reached 98.2%, indicating that the organism could be used for agriculture application to reduce the oxytetracycline pollution.

La fuente:

Kun Zhang, Mengting Guo, Xin Zheng, Dongsheng Shen, Jiali Shentu, Meizhen Wang. Isolation, Identification, and Bioaugmentation of an Oxytetracycline-Degrading Bacterium Staphylococcus sp. TJ-1 in Composting of Swine Manure. 2015 AASRI International Conference on Industrial Electronics and Applications (IEA 2015).

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