Biorremediación en la práctica: la importancia de seleccionar las bacterias adecuadas para el cultivo de peces y camarones 

En la producción acuícola, uno de los principales desafíos es la degradación de la calidad del agua. Las densidades medias y altas de cultivo de peces y camarones generan una acumulación significativa de residuos orgánicos e inorgánicos en el fondo de los estanques: restos de alimento, heces, algas, animales muertos y, en el caso del camarón, las exuvias del proceso de muda. La velocidad natural de degradación de esta materia orgánica no siempre acompaña el ritmo productivo, lo que hace indispensable el uso de biorremediadores. Dependiendo de su composición, estos productos pueden contribuir a la limpieza del fondo, a la maduración del sistema, a la reducción de lodos negros y compuestos tóxicos, y a la mejora general de la calidad del agua. Sin embargo, no todas las bacterias conocidas como probióticas actúan en todos estos frentes.

Entre las bacterias grampositivas se destacan los géneros Bacillus sp., Lactobacillus sp., Enterococcus sp. y Pediococcus sp.. Bacillus sp. participa activamente en procesos de nitrificación y desnitrificación gracias a su capacidad para transformar compuestos nitrogenados, además de producir diversas enzimas, como proteasas, amilasas, celulasas, lipasas y quitinasas, que contribuyen a la degradación de la materia orgánica presente en los sistemas de cultivo. Las bacterias ácido-lácticas, como Lactobacillus, producen ácidos orgánicos que disminuyen el pH del medio, creando condiciones menos favorables para el desarrollo de bacterias patógenas. Asimismo, estas bacterias pueden competir por espacio y nutrientes, favoreciendo el desplazamiento de microorganismos potencialmente patógenos. Enterococcus sp. es conocida por su excelente capacidad de adhesión y colonización de la mucosa intestinal, lo que permite que permanezcan en el tracto digestivo del huésped por más tiempo, influyendo en la microbiota local. Por su parte, Pediococcus sp. es reconocido por la producción de bacteriocinas, como la pediocina, compuestos con alta actividad antibacteriana frente a diversos patógenos, lo que también contribuye a inhibir su proliferación y favorecer el equilibrio microbiano del sistema.

Entre las bacterias gramnegativas destacan los géneros Paracoccus sp. y Thiobacillus sp. Paracoccus sp. es considerado un microorganismo modelo en estudios de desnitrificación y se caracteriza por su alta eficiencia en la eliminación de compuestos nitrogenados del agua, como amonio y nitrato, contribuyendo así al control de la acumulación de nitrógeno en los sistemas de cultivo. Además, se trata de una bacteria heterótrofa facultativa, capaz de utilizar diversos compuestos orgánicos como fuente de carbono, por lo que también desempeña un papel importante en el ciclo del carbono y participa de manera secundaria en el ciclo del azufre. 

Por su parte, Thiobacillus desempeña un papel clave en los ciclos biogeoquímicos, principalmente en los ciclos del azufre y del nitrógeno. Estas bacterias son particularmente relevantes en estanques de cultivo, donde participan en la oxidación de compuestos reducidos de azufre, como el sulfuro de hidrógeno (H₂S), un gas altamente tóxico que tiende a acumularse en los sedimentos bajo condiciones de baja oxigenación. Este compuesto, además de su toxicidad directa, puede generar estrés fisiológico e inmunodepresión en peces y camarones. 

Algunas especies, como Thiobacillus denitrificans, son capaces de realizar desnitrificación autótrofa, utilizando compuestos reducidos de azufre como donadores de electrones en el proceso de reducción del nitrato. De esta manera, contribuyen simultáneamente al control de compuestos nitrogenados y sulfurados en el sistema. En conjunto, Paracoccus sp. y Thiobacillus sp. pueden actuar como una dupla funcional altamente eficiente, integrando procesos clave de los ciclos del nitrógeno, carbono y azufre, y favoreciendo la estabilidad biogeoquímica de los sistemas acuícolas.

Tres aspectos clave para elegir y aplicar un biorremediador

1. Composición bacteriana
Una mezcla diversa de géneros bacterianos permite una biorremediación más eficiente, ya que actúa sobre distintos procesos clave del sistema. Entre ellos se incluyen la degradación de la materia orgánica, el aumento de la diversidad bacteriana benéfica, la reducción de microorganismos indeseables, la producción de enzimas y ácidos orgánicos, así como procesos fundamentales como la nitrificación y la desnitrificación. Además, estos consorcios microbianos contribuyen a la transformación y descomposición de compuestos tóxicos, como el sulfuro de hidrógeno (H₂S), que puede acumularse en los sedimentos de los estanques.

2. Aplicación estratégica 

• Antes de la siembra: Preparar el ambiente entre 1 y 3 días antes de la siembra, promoviendo la colonización inicial del sistema por bacterias benéficas.
   
• Durante la fase de engorde: A medida que aumenta la biomasa estocada, también se incrementa la carga de materia orgánica en el fondo de los estanques. El manejo bacteriano en esta etapa es fundamental para mantener la calidad del agua y del sedimento. Se recomiendan aplicaciones semanales para sostener la actividad y eficacia de las bacterias en el sistema.
   
• Al final del ciclo: Durante el vaciado del estanque y la exposición del fondo al oxígeno, las bacterias continúan actuando, favoreciendo la degradación de la materia orgánica residual y acelerando la recuperación del sistema para el siguiente ciclo productivo.
   

3. Zonas de aplicación
Debe priorizarse la aplicación en las zonas de mayor afectación y con mayor acúmulo de materia orgánica, como las áreas de alimentación, prestamos, sectores con presencia de lodo negro y las zonas con menor o nula aeración, donde suelen acumularse sedimentos y compuestos reducidos. Es recomendable mapear previamente estas áreas de aplicación, ya que muchas de estas bacterias no poseen estructuras de movilidad activa, como flagelos o cilios, por lo que su desplazamiento en el agua es limitado.

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La línea AquaStar® constituye una de las gamas de probióticos para acuacultura más completas del mercado, con soluciones específicas para laboratorios, recría, engorde y biorremediación. Su enfoque multigénero se basa en la sinergia y complementariedad de los modos de acción entre diferentes géneros bacterianos, lo que permite maximizar los beneficios para camarones y peces. 

AquaStar® GH (laboratorios, precrías y engorde) es un probiótico formulado con cepas de Bacillus sp., Enterococcus sp., Lactobacillus sp. y Pediococcus sp., con una concentración total de 3 × 10¹² UFC/kg. Contribuye a estabilizar la microbiota intestinal desde la eclosión hasta la cosecha, aumentando la supervivencia y el rendimiento productivo.

AquaStar® Pond y AquaStar® PondZyme son probióticos biorremediadores compuestos por cepas de Bacillus sp., Enterococcus sp., Pediococcus sp., Thiobacillus sp. y Paracoccus sp., con una concentración total de 2 × 10¹² UFC/kg. Favorece la salud animal impulsando los procesos de nitrificación y desnitrificación, modificando la microbiota del suelo y del agua mediante vías metabólicas específicas para reducir compuestos nitrogenados y sulfuro de hidrógeno. Además, contribuye al control de bacterias indeseables por inhibición directa, exclusión competitiva y mecanismos de quorum quenching. AquaStar® PondZyme cuenta con un diferencial, que es la incorporación adicional de enzimas (proteasas, amilasas, celulasas, xilanasas) que aceleran la biorremediación, la degradación de la materia orgánica, y la maduración biológica de los estanques.

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Por Flávia Banderó Hoffling, PhD en acuacultura - Thiago Soligo, Me. en Acuacultura
Fuente: Dsm Firmenich