La tecnología biofloc (BFT) se ha consolidado como una alternativa sostenible y eficiente en acuicultura, permitiendo mejorar la calidad del agua y reutilizar nutrientes. Sin embargo, la estabilidad de su comunidad microbiana es clave y, a veces, un desafío. El control de patógenos es fundamental para asegurar la salud de los organismos cultivados. Una estrategia emergente es el uso de diferentes fuentes de carbono para modular esta microbiota.
Recientemente, los oligosacáridos de soja (SBOS), carbohidratos no digeribles derivados de la soja, han ganado atención por su potencial prebiótico, favoreciendo bacterias beneficiosas. Un estudio reciente, publicado en Aquaculture Reports por investigadores de la Huzhou University y del Institute of Hydrobiology de la Chinese Academy of Sciences, investigó cómo la sustitución parcial de fuentes de carbono tradicionales (glucosa y almidón) por SBOS impacta la calidad del agua y la comunidad microbiana en sistemas biofloc experimentales. Los resultados sugieren que una dosis específica de SBOS podría ser una herramienta valiosa para mejorar la eficiencia y la bioseguridad de la BFT.
¿Cómo se Realizó el Estudio?
El experimento se llevó a cabo en tanques experimentales durante 30 días. Se establecieron cinco grupos con cuatro réplicas cada uno:
- Grupo Control (Con): Utilizó una mezcla de almidón y glucosa (proporción 7:3) como fuente de carbono.
- Grupos Experimentales (DD1, DD2, DD3, DD4): Reemplazaron la mezcla control con un 2.5%, 5%, 7.5% y 10% de SBOS, respectivamente.
En todos los grupos se mantuvo una relación Carbono:Nitrógeno (C/N) de 15, usando cloruro de amonio como fuente de nitrógeno. Los investigadores añadieron Bacillus subtilis al inicio y se monitorizaron parámetros clave:
- Calidad del Agua: Se midieron semanalmente los niveles de nitrógeno amoniacal (NH4+−N), nitrito (NO2−−N) y nitrato (NO3−−N), además del volumen de biofloc (FV) y la turbidez. La temperatura, pH y oxígeno disuelto se controlaron diariamente.
- Composición del Biofloc: Al final del estudio, se analizó el contenido de proteína cruda y lípidos crudos en el biofloc seco.
- Comunidad Microbiana: A los 15 días, se tomaron muestras para analizar la diversidad y composición de las bacterias mediante secuenciación del gen 16S rRNA.
¿Qué Reveló el Estudio sobre los SBOS?
Los resultados mostraron efectos diferenciados según la dosis de SBOS utilizada, destacando el grupo con 5% de sustitución (DD2).
Impacto en la Calidad del Agua
- Reducción de Nitrito (NO2−−N): A los 7 días, los grupos con 5% (DD2), 7.5% (DD3) y 10% (DD4) de SBOS mostraron una acumulación significativamente menor de nitrito en comparación con el grupo control. El nitrito es un compuesto tóxico para los organismos acuáticos, por lo que su reducción es un indicador positivo.
- Control del Nitrato (NO3−−N): Aunque el nitrato tendió a acumularse en todos los grupos (un subproducto de la nitrificación), el grupo DD2 (5% SBOS) presentó una reducción significativa en la acumulación de nitrato hacia el final del experimento (día 28). Esto sugiere una posible mejora en los procesos de desnitrificación o asimilación microbiana en esta concentración.
- Volumen de Biofloc (FV) y Turbidez: La formación de biofloc fue rápida, observándose en todos los grupos al día 5. El FV alcanzó su pico máximo en el grupo DD4 (10% SBOS) al día 14, aunque DD2 (5% SBOS) mostró un buen volumen al día 28. La turbidez en los grupos con SBOS tendió a estabilizarse y disminuir después de 21 días, a diferencia del control, lo que podría indicar una mejor agregación de los flóculos.
Composición Nutricional del Biofloc
- Proteína Cruda: Todos los grupos con SBOS mostraron un contenido de proteína cruda significativamente mayor que el control (26.14%). El grupo DD1 (2.5% SBOS) alcanzó el valor más alto (34.93%). Este hallazgo es relevante, ya que el biofloc puede servir como fuente de alimento suplementario para los organismos cultivados, y un mayor contenido proteico mejora su valor nutricional.
- Lípidos Crudos: Contrariamente a la proteína, el contenido de lípidos fue significativamente menor en los grupos con SBOS comparado con el control. El valor más bajo se registró en DD2 (8.35%). Aunque los lípidos son fuente de energía, estos niveles sugieren la necesidad de complementar con piensos comerciales para cubrir los requerimientos lipídicos.
Modulación de la Comunidad Microbiana
El análisis de la microbiota reveló cambios significativos, especialmente en el grupo DD2 (5% SBOS):
- Diversidad: Si bien los índices generales de diversidad (Chao, Ace, Shannon) no mostraron grandes diferencias, el índice de Simpson fue significativamente mayor en DD2 comparado con DD4, sugiriendo que una concentración intermedia de SBOS (5%) favorece una mayor diversidad en comparación con dosis más altas (10%), que podrían inhibir a ciertos grupos microbianos. El grupo DD2 también presentó el mayor número de especies únicas.
- Composición a Nivel de Filo: Los filos dominantes fueron Patescibacteria, Actinobacteriota y Bacteroidota. Notablemente, DD2 (5% SBOS) mostró una abundancia significativamente mayor de Actinobacteriota (conocidos por degradar materia orgánica compleja y tener roles probióticos) y menor de Bacteroidota (un grupo diverso con miembros beneficiosos y potencialmente perjudiciales) en comparación con el control.
- Composición a Nivel de Género (Grupo DD2 vs. Control):
- Disminución de Bacterias Potencialmente Nocivas: Se observó una reducción significativa en la abundancia de Sphingobacterium y Deinococcus.
- Aumento de Bacterias Beneficiosas: Hubo un incremento significativo en la abundancia de Bdellovibrio (un género conocido por depredar otras bacterias) y Niveispirillum. Estos cambios sugieren que el 5% de SBOS puede seleccionar positivamente una comunidad microbiana más beneficiosa y equilibrada.
- Funciones Metabólicas: El análisis funcional predijo que en DD2 disminuyeron las rutas metabólicas asociadas al transporte, transducción de señales y metabolismo de nucleótidos, pero aumentaron las relacionadas con el metabolismo de terpenoides y policétidos, metabolismo lipídico y biodegradación de xenobióticos. Esto indica cambios en las prioridades metabólicas de la comunidad microbiana inducidos por los SBOS.
Implicaciones para la Acuicultura
Este estudio aporta evidencia científica sobre el potencial de los oligosacáridos de soja como aditivo funcional en sistemas biofloc. Los hallazgos clave son:
- Mejora de la Calidad del Agua: La dosis del 5% de SBOS (DD2) demostró ser eficaz en reducir la acumulación de nitrito y, a largo plazo, de nitrato, compuestos nitrogenados tóxicos o indeseables en altas concentraciones.
- Modulación Positiva de la Microbiota: El mismo tratamiento (DD2) favoreció un aumento relativo de bacterias consideradas beneficiosas (Bdellovibrio, Niveispirillum, Actinobacteriota) y una disminución de otras potencialmente perjudiciales (Sphingobacterium, Deinococcus, Bacteroidota). Esto puede contribuir a una mayor estabilidad y resiliencia del sistema frente a patógenos.
- Potencial Nutricional: El biofloc generado con SBOS presentó un mayor contenido proteico, lo que podría reducir parcialmente la dependencia de piensos comerciales y disminuir costos de producción.
Conclusión
La incorporación de oligosacáridos de soja, específicamente en una proporción de reemplazo del 5% de la fuente de carbono tradicional (mezcla glucosa:almidón 3:7), se perfila como una estrategia prometedora para optimizar los sistemas biofloc. Mejora parámetros clave de calidad del agua y promueve una comunidad microbiana más saludable y funcional.
Si bien estos resultados son alentadores, se necesita más investigación para validar estos efectos en condiciones de cultivo a escala comercial y con diferentes especies acuícolas. Comprender mejor cómo los SBOS interactúan con diferentes relaciones C/N y otros factores operativos permitirá desarrollar directrices más precisas para su aplicación, impulsando una acuicultura más sostenible y eficiente.
Contacto
Ming Duan
Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences
Wuhan 430072, China
Email: duanming@ihb.ac.cn
Referencia (acceso abierto)
Ma, H., Tian, M., Zhang, R., Zhao, J., Xu, Q., & Duan, M. (2025). Effects of soybean oligosaccharides on water quality and microbial community in biofloc systems. Aquaculture Reports, 42, 102798. https://doi.org/10.1016/j.aqrep.2025.102798
