Effect of Supplemental Kluyveromyces marxianus and Pichia kudriavzevii on Aflatoxin M1 Excretion in Milk of Lactating Dairy Cows

Abstract

The objective of this study was to determine the effect of supplementing Kluyveromyces marxianus CPY1, K. marxianus RSY5 and Pichia kudriavzevii YSY2 isolated from ruminal fluid of dairy cows on transfer of aflatoxin B1 (AFB1) from feed into aflatoxin M1 (AFM1) in milk, DMI, milk production and nutrient digestibility. Four multiparous Holsteins in mid-lactation were used in a 4 × 4 Latin square design trial consisting of 14 days in each experimental period for sample collection. Between each period, 14 clearance days prior to the next treatment were allowed to minimize carryover effects. In each treatment, subsequent supplementation of isolated yeast was compared, i.e., (1) control (without yeast supplementation), (2) K. marxianus CPY1 (K1Y), (3) K. marxianus RSY5 (K2Y) and (4) P. kudriavzevii YSY2 (PY). All diets contained 22.28 µg of AFB1/kg. Treatments were individually fed at the rate of 2 g/day (1 × 109 CFU/g) of yeast biomass or corn meal in the control group. Concentrations of AFM1 in milk was reduced with yeast and averaged 1.54, 0.36, 0.43 and 0.51 µg/L for control, K1Y, K2Y and PY, respectively (p < 0.01). The transfer of AFB1 from feed into AFM1 in milk was higher in control compared with K1Y, K2Y and PY (7.26% vs. 1.18%, 1.44% and 1.69% respectively, p < 0.01). Supplementation of yeast also improved DMI and milk compositions, but no differences were observed in nutrient digestibility or milk yield among treatments. Concentration and yield of milk protein, fat, lactose, solid-not-fat (SNF) and total solids were greater in cows fed yeast compared with the control (p < 0.01). These results indicate that K. marxianus CPY1, RSY5 and P. kudriavzevii YSY2 shows promise as a dietary supplementation to detoxify AFB1 and improve DMI and yield of milk components.

Impacto de las aflatoxinas B1/M1 sobre el bienestar de las vacas lecheras y su presencia en productos lácteos

“…La degradación o inactivación de las AFsen los alimentos balanceados y la leche puede realizarse por métodos físicos, químicos o biológicos y su propósito es reducir la biotransformación de la AFB1 a AFM1 en el animal para disminuir la transferencia hacia la leche o bien sobre la leche para reducir las concentraciones de AFM1 (Giovati et al, 2015;Ogunade et al, 2018;Intanoo et al, 2020;Kemboi et al, 2020). Las estrategias tecnológicas más prometedoras son el uso de adsorbentes (bentonita) más levaduras (Jiang et al, 2018), el biocontrol (levaduras y Lactobacillus spp.)…”

“…Todos estos microorganismos fueron aislados del rumen y son activos en ambientes anaeróbicos y aeróbicos (Intanoo et al, 2018). Posteriormente, se confirmó en vacas alimentadas con alimentos contaminados con 22,2μg de AFB1/kg de la ración mixta total y suplementados con Kluyveromycesspp., y Pichiakudriavzevii YSY2[levaduras suministradas a razón de 2 g/día (1 x 10 9 UFC/g) en la ración mixta total] una disminución de la concentración de AFM1 en la leche ≤0,50μg/kg en vacas tratadas, mientras que las vacas no suplementadas mostraron 1,54 μg/kg de AFM1 en la leche, además la tasa de transferencia de AFB1 a AFM1 en la leche fue menor al 2,0% en las vacas suplementadas y en las vacas no tratadas fue de 7,2% (Intanoo et al, 2020).…”

“…Además, el consumo de alimentos contaminados con AFB1 por vacas lactantes genera AFM1 como producto de la hidroxilación hepática de la AFB1 (Gonçalves et al, 2017;Seid y Mama, 2019; Rodríguez-Blanco, Ramos, Prim, Sanchis y Marín, 2019a). La producción de leche y la tasa de transferencia de AFB1 desde el alimento contaminado a AFM1 en la leche (desde 0,30hasta 7,26%) están altamente correlacionados de manera positiva (Agus, Khuluq, Sumantri, Noviandi y Nuryono, 2010;Britzi et al, 2013;Intanoo et al, 2020). Por tanto, el fracaso en la vigilancia y monitoreo de la inocuidad de los alimentos e ingredientes para alimentos balanceadosconduce al consumo de productos lácteos nocivos, que incrementan el daño causado por la AFB1 en la salud pública (Gonçalves et al, 2017;Mahato et al, 2019).…”

“…En general,la concentración máxima permisible de AFs en los alimentos balanceados y sus ingredientes siguen los lineamientos propuestos por la Unión Europea (UE) o por la Agencia de Administración de Medicamentos y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) (Kemboi et al, 2020). Así, el límite máximo de AFB1 establecido por la UEfue de 5 μg de AFB1/kg de alimento, peroel fijado por la FDA fue de 20 μg de AFs/kg de alimento balanceadopara ganado lechero (Food and DrugAdministration, 2000;EuropeanUnion, 2010;Ogunade et al, 2018;Kemboi et al, 2020) debido a que los alimentos contaminados con una concentración ≤ 20 μg de AFB1/kg de MS difícilmente excederán el límite máximo de AFM1 en leche establecido por la FDA (0,5 μg de AFM1/kg de leche) (Xiong, Wang, Zhou y Liu, 2018;Intanoo et al, 2020). En Costa Rica, el límite máximo de las AFs en los alimentos balanceados y susingredientes se fijó en 20 μg/kg de alimento (Granados-Chinchilla et al, 2017a).…”

“…Transferencia de AFB1 a AFM1 en la leche e impacto sobre los productos lácteos Las vacas que consumen alimentos con AFB1 muestran residuos de AFM1 en la leche dentro de 12-24 horas después de ingerir el alimento contaminado y hasta el quinto día después de retirar el alimento contaminado con AFB1, a una tasa de transferencia desde 0,30hasta 7,26% (Agus et al, 2010;Marchese et al, 2018;Seid y Mama, 2019;Intanoo et al, 2020;Kemboi et al, 2020;Vaz, Cabral-Silva, Rodrigues y Venâncio, 2020). La transferencia de AFB1 a AFM1 en la leche está correlacionada con la producción de leche, siendo las vacas con mayor producción las que secretan los niveles más altos de AFM1.…”