Efecto de la biomasa recombinante de Kluyveromyces lactis con quimosina bovina sobre el desempeño productivo y el perfil metabólico de pollos de engorde bajo estrés térmico
Estudio que demuestra la seguridad metabólica y eficacia de la quimosina heteróloga administrada por vía oral en avicultura, con crecimiento compensatorio tras estrés por frío extremo (10,6 °C).
Autores
Vivas Ríos L. del C., Pérez Guedez N., Brazon M., Casado M., Mendoza A., Coll D., Faria H., Zavala D., Rosales J., Ulloa A., Jimenez G., Quintero A.
Publicación
Manuscrito en revisión · Bioethics COBIANIM 2025-03 (16 abr. 2026)
April 16, 2026
15 min lectura
Resumen
Quimosina recombinante en pollos bajo estrés por frío
Palabras clave
Introducción
La producción de enzimas recombinantes en sistemas microbianos ha avanzado significativamente por su capacidad para generar biomoléculas con mayor eficiencia, pureza y sostenibilidad. Para la quimosina, la expresión heteróloga en levaduras como Pichia pastoris y Kluyveromyces lactis ha demostrado ser una alternativa viable para obtener una enzima funcional con actividad biológica conservada.
Desde la perspectiva nutricional animal, la quimosina puede actuar sobre proteínas específicas liberando péptidos y aminoácidos esenciales que mejoran la utilización proteica del forraje. La cepa K. lactis GG799 destaca como uno de los hospederos más robustos para la secreción de quimosina activa a escala industrial, y su biomasa aporta beneficios adicionales como proteína unicelular (SCP) de alta calidad y efectos probióticos sobre la salud intestinal aviar.
Producción de la biomasa recombinante
El gen pre-quimosina (NP_851337.1) se sintetizó con optimización de codones para K. lactis y se ligó al vector pKLAC2 en marco con la secuencia líder de secreción α-mating factor. Transformantes positivos se confirmaron por PCR y SDS-PAGE, mostrando una banda proteica de ~35 kDa correspondiente a la quimosina madura.
La actividad enzimática se validó mediante un ensayo estándar de coagulación de leche entera. El escalamiento se realizó en un biorreactor de 2.000 L usando melaza y suero de leche residual como sustratos, alcanzando una biomasa con contenido intrínseco de calcio del 13,03 %. Este modelo de producción se ajusta a principios de economía circular al valorizar subproductos agroindustriales.
Diseño experimental y condiciones de estrés
240 pollos Ross 308 de un día se distribuyeron en pens de 6 m² (10 aves/m²) con dos tratamientos: Control (CON) con dieta basal y KLY-CHY con inclusión del 16 % en Pre-iniciador y 4 % en Iniciador y Finalizador. Las dietas fueron isoenergéticas e isoproteicas según requerimientos Ross 308.
Durante los primeros 20 días (Pre-iniciador y Iniciador) se registraron fluctuaciones térmicas críticas con temperaturas mínimas de 10,6 °C y humedad relativa máxima del 72 %. Lámparas térmicas adicionales se instalaron para estabilizar el ambiente. Desde el día 21 (Finalizador) las temperaturas se mantuvieron entre 20,8 °C y 34,9 °C.
Desempeño productivo y crecimiento compensatorio
Durante Pre-iniciador y Iniciador, el grupo Control superó al KLY-CHY en peso corporal final (95,7 g vs. 87,0 g al día 10; 299,5 g vs. 210,4 g al día 22), coincidiendo con el estrés por frío. Sin embargo, este patrón se invirtió drásticamente en el Finalizador: al día 42 el KLY-CHY alcanzó 1.242,6 ± 348,6 g frente a 750,9 ± 187,0 g del Control (p < 0,05).
El FCR mostró resultados contrastantes según la etapa: KLY-CHY 3,87 vs. Control 2,22 en Iniciador, pero KLY-CHY 1,99 vs. Control 2,72 en Finalizador, evidenciando una eficiencia alimenticia marcadamente superior una vez superado el estrés inicial. La mortalidad en la fase Pre-iniciador fue 0,00 % en KLY-CHY vs. 8,33 % en Control.
Este fenómeno de crecimiento compensatorio ha sido documentado: la exposición controlada al frío puede redistribuir la energía metabólica para mejorar la resistencia al estrés a largo plazo. Una vez maduro el sistema digestivo, la biomasa de K. lactis actuó como facilitador enzimático permitiendo superar los efectos residuales del estrés inicial.
| Parámetro | Pre-iniciador | Iniciador | Finalizador | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| CON | KLY-CHY | CON | KLY-CHY | CON | KLY-CHY | |
| IBW (g) | 34,14 ± 3,04 | 37,85 ± 2,87 | 95,7 ± 9,30 | 87,0 ± 8,80 | 299,46 ± 36,94 | 210,35 ± 32,40 |
| FBW (g) | 95,70 ± 9,30ᵃ | 87,00 ± 8,80ᵇ | 299,46 ± 36,94ᵃ | 210,35 ± 32,40ᵇ | 750,9 ± 187,0ᵇ | 1.242,6 ± 348,6ᵃ |
| DFI (g) | 25,95 ± 14,5 | 20,23 ± 10,9 | 24,2 ± 10,8 | 26,39 ± 6,88 | 117,15 ± 22,8 | 108,58 ± 10,7 |
| BWG (g) | 6,15 | 4,91 | 16,98 | 10,27 | 22,57 | 50,59 |
| FCR | 2,80 | 2,38 | 2,22 | 3,87 | 2,72 | 1,99 |
| Mortalidad (%) | 8,33ᵃ | 0,00ᵇ | 5,45ᵇ | 23,42ᵃ | 10,52ᵇ | 24,33ᵃ |
Superíndices distintos (a, b) en la misma fila y fase indican diferencias significativas p < 0,05. El KLY-CHY revierte el patrón en el Finalizador con un FCR optimizado a 1,99 y peso final +65 % superior al Control.
Perfil hematológico y bioquímico
Al día 42, KLY-CHY mostró hemoglobina significativamente mayor (11,31 g/dL vs. 9,58 g/dL en Control; p = 0,047), indicador de mejor oxigenación tisular y estado de salud robusto al final del ciclo. El conteo total de leucocitos en KLY-CHY también fue superior al día 35 (163.250 vs. 143.800 células/µL).
Es notable que KLY-CHY presentó niveles significativamente menores de AST en los días 7 y 35, sugiriendo una carga reducida de estrés metabólico sobre el parénquima hepático. La estabilidad de creatinina y ALT confirma la seguridad de la biomasa recombinante. Los niveles de glucosa, urea, bilirrubina total, proteína total y perfil lipídico se mantuvieron dentro de rangos fisiológicos.
| Parámetro | CON | KLY-CHY | p | Rango ref. |
|---|---|---|---|---|
| Hemoglobina (g/dL) | 9,58 ± 2,61 | 11,31 ± 0,64 | 0,047 ᵃ | 8,00 – 18,00 |
| Leucocitos (cel/µL) | 160.500 ± 4.172 | 171.033 ± 1.485 | 0,099 | 4.000 – 40.000 |
| Heterófilos (%) | 47,5 ± 3,53 | 51,0 ± 2,83 | 0,338 | 20 – 50 |
| Linfocitos (%) | 48,8 ± 2,89 | 44,2 ± 2,12 | 0,238 | 45 – 75 |
| Trombocitos (cel/µL) | 19.666 ± 0 | 20.500 ± 2.828 | 0,649 | 15.000 – 35.000 |
Significancia: ᵃ p < 0,05. KLY-CHY presenta hemoglobina significativamente mayor al cierre del ciclo, indicador de mejor oxigenación tisular.
| Parámetro | CON | KLY-CHY | Rango ref. |
|---|---|---|---|
| Glucosa (mg/dL) | 223 ± 17 | 230 ± 21 | 200 – 370 |
| Urea (mg/dL) | 13,3 ± 1,6 | 12,2 ± 0,4 | 2,50 – 5,00 |
| Creatinina (mg/dL) | 0,40 ± 0,08 | 0,34 ± 0,10 | 0,17 – 0,42 |
| ALT (UI/L) | 64 ± 14 | 51 ± 16 | 20 – 50 |
| AST (UI/L) | 188 ± 60 | 154 ± 21 | 25 – 275 |
| Proteína total (g/dL) | 2,92 ± 0,27 | 2,79 ± 0,21 | 2,50 – 4,50 |
| Colesterol (mg/dL) | 177 ± 26 | 174 ± 18 | 87 – 192 |
| Triglicéridos (mg/dL) | 45 ± 18 | 40 ± 15 | 31 – 166 |
Todos los parámetros se mantienen dentro o cerca de los rangos fisiológicos, confirmando la seguridad metabólica del aditivo recombinante.
Conclusiones
La suplementación con biomasa de K. lactis portadora de quimosina recombinante representa una alternativa biotecnológica viable para mejorar el desempeño productivo de pollos Ross 308. Aunque el estrés extremo por frío (10,6 °C) durante los primeros 20 días afectó negativamente el crecimiento inicial, la intervención técnica permitió la expresión de crecimiento compensatorio con FCR optimizado a 1,99 y aumento sustancial del peso final.
La estabilidad hematológica y bioquímica confirma la seguridad y ausencia de toxicidad del aditivo recombinante. El incremento en hemoglobina y la conservación de enzimas hepáticas sugieren que la biomasa actúa como optimizador metabólico que promueve resiliencia ante desafíos ambientales. Esta biomasa se posiciona como candidato funcional viable para la industria avícola tropical.
Cómo citar
Vivas L, Pérez N, Brazón M, et al. Effect of recombinant Kluyveromyces lactis biomass expressing bovine chymosin on the growth performance and metabolic profile of broiler chickens under thermal stress. Manuscript 2026.