Recibido: 10/01/2022, Aceptado: 18/02/2022 Artículo original
Efecto
del extracto de ajo (Allium sativum) en el control de los tres
principales agentes infecciosos de la mastitis bovina
Effect of garlic (Allium sativum)
extract on the control of the three main infectious agents of bovine mastitis
Efeito do extracto de alho (Allium sativum)
no controlo dos três principais agentes infecciosos da mastite bovina
Chumbe Valqui Wuilder Pablo1
*, Reiner
Pedro Gabriel Reátegui Inga2
RESUMEN
El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto
antibacteriano del extracto de ajo (Allium sativum) en el control de los
tres principales agentes de la mastitis bovina, Escherichia coli,
Staphylococcus aureus y Streptococcus agalactiae. Las
concentraciones usadas fueron 0%, 20%, 40% y 60% de extracto de ajo (EA) en
agua destilada. Se utilizó leche con signos de mastitis, se eliminó el
sobrenadante de la muestra, para obtener el concentrado de bacterias para luego
realizar la siembra en los medios de cultivo: Mac Konkey, Manitol Salado y Agar
Sangre; se incubó por 24 horas a 37°C. Posteriormente se sembró para el
diferencial de Escherichia coli, Staphylococcus aureus y
Streptococcus agalactiae. El efecto antibacteriano más eficiente para Escherichia
coli y Streptococcus agalactiae fue la concentración de 60%,
mientras que para el Staphylococcus aureus fue de 40%. Así como el EA
con las concentraciones de 40 y 60% demostraron ser efectivos en el control in
vitro frente a los precursores de la mastitis bovina.
Palabras claves: Efecto
antibacteriano, extracto de ajo, diámetro de halo, mastitis bovina.
ABSTRACT
The objective of this study was to evaluate the
antibacterial effect of garlic extract (Allium sativum) in the control
of the three main agents of bovine mastitis, Escherichia coli, Staphylococcus
aureus and Streptococcus agalactiae. The concentrations used were
0%, 20%, 40% and 60% garlic extract (EA) in distilled water. Milk with signs of
mastitis was used, the supernatant of the sample was eliminated to obtain the
bacteria concentrate and then sowed in the culture media: Mac Konkey, Salted
Mannitol and Blood Agar; it was incubated for 24 hours at 37°C. Subsequently,
it was seeded for the differential of Escherichia coli, Staphylococcus
aureus and Streptococcus agalactiae. The most efficient
antibacterial effect for Escherichia coli and Streptococcus
agalactiae was the 60% concentration, while for Staphylococcus aureus it
was 40%. As well as the EA with the concentrations of 40 and 60% proved to be
effective in the in vitro control against bovine mastitis precursors.
Keywords: Antibacterial effect,
garlic extract, halo diameter, bovine mastitis.
1 Universidad Nacional Toribio Rodríguez
de Mendoza de Amazonas; op71993@hotmail.com
2Universidad Nacional Amazónica de Madre
de Dios Ciudad Universitaria 2do. Piso Biblioteca Central, Madre de Dios, Perú; zootec2005@hotmail.com.
INTRODUCCIÓN
La producción de leche está integrada en la economía global
ya que existen actualmente grandes exportaciones e importaciones y esto a su
vez está en aumento, creando este ambiente amenazas y oportunidades para la
competitividad de la producción lechera peruana (Gamarra, 2001). Sin embargo,
la mastitis es la principal enfermedad en la producción lechera por lo que
representa pérdidas económicas en grandes centros de producción (Bedolla,2008).
Estas enfermedades pueden reducir o afectar la
productividad al disminuir el rendimiento lechero, reducir la fertilidad en
algunos casos, retrasa la llegada de la pubertad en algunos animales, puede
afectar la calidad de la leche y reducir el nivel de conversión de los
alimentos (FAO, 2019).
La medicina tradicional está basada en las plantas
naturales, originalmente los únicos elementos curativos que conocía el hombre
se han mantenido a través de la historia y sobre todo esto se da en zonas
rurales remotas o entre minorías étnicas de la sociedad moderna, donde la
medicina moderna actualmente aún sigue siendo desconocida en donde las plantas
aun proporcionan las únicas medicinas (Medina,2006); por el bajo costo y
efectividad que representa las plantas medicinales
para el tratamiento de enfermedades, se ve como una
alternativa para su uso en la actividad pecuaria. El ajo (Allium sativum)
contiene alicina esto ha sido utilizado por diversas civilizaciones en la
elaboración y en múltiples preparaciones medicinales antifúngica
(Guillamón,2018).
Los extractos de plantas del género Allium sativum,
entre estos el ajo y la cebolla, forman de un importante grupo dentro de los
ingredientes con posibles propiedades farmacológicas y/o terapéuticas debido a
la composición química, entre estos los principios activos que posee:
organosulfurados, como tiosulfinatos, tiosulfonatos y sulfuros, con capacidad
para modificar la fisiología de los animales, desarrollando un efecto
antimicrobiano en la prevención y tratamiento de distintas enfermedades (Ariza,
2015).
Con base en lo mencionado, el objetivo de esta
investigación fue evaluar el efecto del extracto de ajo sobre el desarrollo in
vitro de Escherichia coli, Sthaphyloccocus Aureus y Streptoccocus
Agalactiae
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación geográfica
El presente trabajo de investigación se realizó en el
Laboratorio de Enfermedades Infecciosas y Parasitarias de Animales Domésticos
(Facultad de Ingeniería Zootecnista, Agronegocios y Biotecnología) y en el
Laboratorio de Microbiología (Facultad de Ingeniería Ciencias Agrarias), ambos
laboratorios pertenecientes a la Universidad Nacional Toribio Rodríguez de
Mendoza (UNTRM), que se encuentra ubicada en la Región de Amazonas, Provincia
de Chachapoyas, Distrito Chachapoyas con altitud de 2483 m.s.n.m a 6°13´00´´de
latitud sur y latitud oeste de 77°51´00´´.
El alcance de la investigación, fue experimental, donde la
variable independiente fue el extracto de ajo (Allium sativum); la
variable dependiente fue el control de agentes infecciosos (Tabla 1).
Para la obtención del extracto de ajo, se procedió a
recolectar en el mercado local y pelados en una cantidad de 500 g.
Preparación de los tratamientos:
T1 = 0% EA (0 ml de extracto + 25 ml de agua destilada).
T2 = 20% EA (5 ml de extracto + 20 ml de agua destilada).
T3 = 40% EA (10 ml de extracto+ 15 ml de agua destilada).
T4 = 60% EA (15 ml de extracto+ 10 ml de agua destilada).
Las cepas bacterianas se utilizaron en el ensayo de la
actividad antibacteriana (adquiridas de la leche de vacas que presenten
mastitis clínica). Los métodos microbiológicos se realizaron mediante la
preparación de los agares y medios de identificación bioquímica. El cultivo de
microrganismos se empezó obteniendo y centrifugando la muestra de leche,
posteriormente se eliminó el sobrenadante de la muestra, para obtener el
concentrado de bacterias.
Para realizar la siembra en agar Mac Konkey, se dejó en
incubación en un periodo de 24 horas a 37°C. mientras que para la
identificación de la bacteria se preparó una suspensión de colonias para la
inoculación en los medios de identificación bioquímica (TSI, LIA, CITRATO,
SIM). Los medios fueron incubados en una estufa a 37 °C de 18 – 24 horas. La
aplicación de concentrado de extracto de ajo fue mediante disoluciones extracto
de ajo y agua destilada.
Streptococcus agalactiae: Cultivo e identificación de
microrganismos, se empezó obteniendo y centrifugando la muestra de leche,
posteriormente se eliminó el sobrenadante de la muestra, para obtener el
concentrado de bacterias para luego realizar la siembra en Agar Sangre
(incubadas en un periodo de 24 horas a 37°C). Después de 24 horas se observó el
crecimiento de colonias blancas.
Para el análisis de datos se empleó el diseño completamente
al azar (DCA), Para la comparación de medias se analizó mediante el modelo
lineal tipo 1, para determinar si hay diferencias significativas se analizaron
con la prueba de Tukey; con un nivel de significancia del 0.05. Los datos
fueron analizados con el Software estadístico InfoStat/P versión 2018.
RESULTADOS
En la Tabla 1 se observa los resultados expresados en
promedio de cada tratamiento, también se evidencia que no existe diferencia
estadística (p < 0.05) entre los tratamientos T2, T3 y T4; mientras que para
el tratamiento T1, si existe diferencias significativas. El diámetro del halo
formado en cultivos de Escherichia coli, crece numéricamente de acuerdo
va aumentando la concentración del extracto del ajo.
Tabla 2, se observa el efecto antibacteriano del extracto
de ajo frente a Staphyloccocus aureus, el cual no existe diferencia
estadística (p <0.05) entre los diámetros de halo de T1 y T2, comparando con
el T3 y T4 se puede deducir que son estadísticamente diferentes (p <0.05).
El diámetro del halo fue numéricamente mayor en el T3 con 23.25 mm.
Tabla 1. Diámetros
de halos en Escherichia coli con diferentes concentraciones de extractos
de ajo
|
Extracto
de Ajo
|
Diámetro del halo
(mm)
|
Promedio1
|
|
R12
|
R23
|
R34
|
R45
|
|
T1 (0%)
|
0.000
|
0.000
|
0.000
|
0.000
|
0,000 A
|
|
T2 (20%)
|
17.500
|
17.000
|
17.500
|
17.000
|
17.250 0.289 B
|
|
T3 (40%)
|
24.500
|
21.500
|
16.500
|
17.500
|
20.000 3.697 B
|
|
T4 (60%)
|
22.000
|
23.000
|
19.000
|
16.500
|
20.125 2.955 B
|
Letras diferentes dentro de la columna indica
diferencia estadística (p < 0.05) 2; 3; 4 y 5Repetición 1; 2; 3 y 4.
DISCUSIÓN
El efecto antibacteriano del extracto de ajo, pudo ocurrir por el
tamaño del diámetro del halo, dado que va creciendo dimensionalmente de acuerdo
que va aumentando la concentración del extracto de ajo de 20%, 40% y 60% (T2,
T3 y T4; respectivamente), sin existir diferencia estadística entre estos
tratamientos.
El mencionado efecto puede deberse a que el ajo posee compuestos
azufrados (principios activos) como la alixina, alicina, aliina, ajo en,
adenosina, alil metano tiosulfinato, dialil disulfuro, dialil trisulfuro, alil
metil triosulfinato, S-alil mercaptocisteína, 2-vinil-4H-1,2-ditiina y
5-alilcisteína (Ramírez-Concepción,2016); entre estos compuestos, la alicina ha
demostrado que posee actividad antibacteriana frente a la Escherichia coli
(Chalar,2014).
La actividad antimicrobiana según Ghannoum, et al. (2004) se puede
explicar a la presencia de la alicina o componentes derivados de esta ya que
estos disminuyen la respiración de los microorganismos, reduciendo así el
crecimiento del organismo e inhibiendo la síntesis de algunos componentes
químicos (principalmente proteínas, ácidos nucleicos y lípidos), los cuales
causan daños a las membranas, indicando también que un ajo sin estos químicos
no mostró actividad antimicrobiana in vitro. Si comparamos el efecto
antibacteriano del extracto de ajo con antibióticos sintéticos o comerciales
como la cefixima, cefuroxima y nitrofurorantoina los cuales tienen un alto
afecto bacteriano frente a la Escherichia coli (García,2017), los
tamaños mínimos y máximos de halos que tuvieron los mencionados antibióticos,
según MINSA (2002) fueron 23 a 27 mm (5 mg de cefixima); 20 a 26 mm (30 mg de
cefuroxima) y 20 a 25 mm (300 mg de nitrofurantoina), respectivamente; para el
caso de esta investigación se obtuvo un diámetro de halo en promedio de 20,125
mm (T4), comparándose su efecto con la cefuroxima y nitrofurorantoina.
Los tratamientos T3 y T4 obtuvieron los diámetros de halos más
grandes; 23,25 y 18,5 mm, respectivamente; estadísticamente iguales (p <
0,05) entre ellos y diferentes a T1 y T2; el efecto antibacteriano frente al Estreptococuss
agalactiae que se observa más pronunciado en los T3 y T4 puede deberse a
los aceites esenciales presentes en el extracto de ajo, los mencionados
componentes los podemos encontrar en el material vegetal como hierbas, flores,
hojas, semillas, ramas, y cortezas, entre otros (Burt, 2004); Años recientes,
los aceites esenciales (AE) están siendo usados como agentes antibacterianos
(Carhuallanqui et al.,2020), concordando con Jaramillo eta al (2010) quienes
indican que los efectos antibacterianos se deben principalmente a los
compuestos químicos presentes en los AE; ante esto los aceites esenciales
existen varios compuestos químicos con actividad antimicrobiana por lo tanto el
efecto bactericida del extracto de ajo no puede ser atribuido a uno en
específico si no a la acción combinada a más de uno las cuales actuarán sobre
distintas partes de la célula microbiana. El modo de acción de los AE, según
Holley Patel (2005) y Fisher Phillips (2008) es que estos ingresan al
citoplasma de la bacteria, donde desnaturalizan las proteínas destruyendo la
membrana celular, haciéndola más permeable, por lo que esta se rompe y genera
la fuga del material del citoplasma, produciendo así la muerte de la bacteria.
Los AE del ajo está compuestos por sustancias azufradas
(organosulfurados) (García, 2000), siendo estos compuestos tiosulfinatos,
tiosulfonatos y sulfuros (Ariza, 2015). Bermúdez-Vásquez, (2019) afirman que
las bacterias gram positivas en la mayoría de los casos son más sensibles a los
efectos de los aceites esenciales que a las bacterias gram negativas ya que
estas poseen en su membrana externa lipopolisacáridos los cuales restringen la
difusión de compuestos hidrófobos.
El MINSA (2002) menciona que el diámetro del halo (untado con antibióticos
sintéticos) de los el disco de sensibilidad para que el efecto sea catalogado
como sensible para que contiene oxalicina (1μg) y
trimetoprim/sulfametoxazol (1,25 y 23,75 μg, respectivamente) es de 13 y
16 mm, respectivamente, probados en Staphylococcus spp., si los
comparamos con los datos obtenidos en la presente investigación, el T3 y T4
(23,25 y 18,5 mm, respectivamente) ambos superando a la oxalicina y a
trimetoprim/sulfametoxazol.
Los tratamientos T2, T3 y T4 con 20; 40; y 60% de extracto de ajo
respectivamente; no demostraron diferencia estadística, más si diferencia
numérica, y según esto se puede interpretar que a mayor concentración de
extracto de ajo existirá mayor diámetro de halo; este efecto puede deberse
gracias a que el ajo usado en esta evaluación pasó por un proceso de extractado
esto a que, según Greco,(2011) el ajo posee un químico llamado alicina que por
acción de la enzima aliinasa se convierte en esencia del ajo y levulosa; la
esencia del ajo demuestra efectos antimicrobiológicos in vitro (bactericida y
fungicida principalmente. En otras investigaciónes se demostraron que la
alicina es un antimicrobiano, esto se debe a que el mencionado químico
reacciona químicamente con los grupos tiol de las diferentes enzimas; como, por
ejemplo, el alcohol deshidrogenasa, la tiorredoxina reductasa y el ARN
polimerasa, que pueden afectar el metabolismo esencial de la actividad
proteinasa de la cisteína, implicada en la virulencia de los microrganismos
(Chalar, 2014). Por su parte Juárez-Segovia, (2019), citado demostró que el
extracto acuoso de ajo obtuvo un 95% de actividad fungicida, atribuyendo este
efecto a que el extracto de ajo disminuye la respiración, reducen el
crecimiento, dañan las membranas e inhiben la síntesis de lípidos, proteínas y
ácidos nucleicos (Ankri & Mirelman, 1999; Bender & Bárcenas, 2013).
Acotando González, Guerra, Maza y Cruz (2014) indican que no solo la alicina
tiene efectos bactericidas contra bacterias gram positivas y gram negativas,
también contribuyen los ajoenos y el trisulfuro de dialilo.
CONCLUSIONES
El extracto de ajo de 20; 40 y 60% demostraron ser considerablemente
efectivos frente a la Escherichia coli con 17.25; 20 y 20.125 mm de
diámetro de halo respectivamente. El extracto de ajo de 40 y 60% demostraron
ser considerablemente efectivos frente a la Staphyloccocus aureus con
23.25 y 18.5 mm de diámetro de halo respectivamente. El extracto de ajo de 40 y
60% demostraron ser considerablemente efectivos frente a la Streptococcus
agalactiae con 17.25; 20 y 20.125 mm de diámetro de halo.
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