ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA AGROPECUARIA DE MANABÍ MANUEL FÉLIX LÓPEZ

CARRERA DE AGROINDUSTRIA

SEMESTRE SEGUNDO PERIODO MAY/2013-SEP /2013

MATERIA:

POSTCOSECHA

TEMA:

LAS MICOTOXINAS

AUTOR:

Terán Guerra Jonathan Hernán

FACILITADOR:

ING. Ángel Prado

Calceta, 13 de Julio del 2013

LAS MICOTOXINAS

"Había en la calle hombres que se desplomaban, entre alaridos y contorsiones; otros caían y echaban espuma por la boca, afectados por crisis epilépticas, y algunos vomitaban y daban signos de locura. Muchos gritaban: "¡Fuego! ¡Me abraso!". Se trataba de un fuego invisible que desprendía la carne de los huesos y la consumía. Hombres, mujeres y niños agonizaban con dolores insoportables."

Estas fueron las palabras que utilizó un cronista del siglo X para describir una enfermedad que afectaba a numerosas partes de Europa en el año 943. La enfermedad se conoció como el "fuego de San Antonio" debido a la sensación abrasadora experimentada por las víctimas, muchas de las cuales visitaban el santuario de San Antonio en Francia con la esperanza de curarse. Sabemos ahora que el "fuego de San Antonio" (ergotismo) se debía al consumo de centeno contaminado con "alcaloides ergóticos", producidos por el hongo Claviceps purpurea o cornezuelo del centeno (Bove, 1970; Beardall y Miller, 1994), y que alcanzó proporciones epidémicas en muchas partes de Europa en el siglo X. Los metabolitos secundarios tóxicos, como los alcaloides ergóticos, producidos por determinados mohos, se conocen como "micotoxinas", y las enfermedades que causan se llaman "micotoxicosis".

Según una definición reciente de Pitt (1996), las micotoxinas son "metabolitos fúngicos cuya ingestión, inhalación o absorción cutánea reduce la actividad, hace enfermar o causa la muerte de animales (sin excluir las aves) y personas."

Probablemente, las micotoxinas han ocasionado enfermedades desde que el hombre comenzó a cultivar plantas de forma organizada. Se ha conjeturado, por ejemplo, que la intensa reducción demográfica experimentada en Europa occidental en el siglo XIII se debió a la sustitución de centeno por trigo, importante fuente de micotoxinas del hongo Fusarium (Miller, 1991). La producción de toxinas de Fusarium en cereales almacenados durante el invierno ocasionó también en Siberia durante la segunda guerra mundial, la muerte de miles de personas y diezmó pueblos enteros. Esta micotoxicosis, conocida después como "aleucia tóxica alimentaria" (ATA), producía vómitos, inflamación aguda del aparato digestivo, anemia, insuficiencia circulatoria y convulsiones.

Las micotoxinas se encuentran en diversos alimentos y piensos y se han relacionado (Mayer, 1953; Coker, 1997) con diversas enfermedades de animales y personas. La exposición a micotoxinas puede producir toxicidad tanto aguda como crónica, con resultados que van desde la muerte a efectos nocivos en los sistemas nervioso central, cardiovascular y respiratorio y en el aparato digestivo. Las micotoxinas pueden también ser agentes cancerígenos, mutágenos, teratógenos e inmunodepresores. Actualmente está muy extendida la opinión de que el efecto más importante de las micotoxinas, particularmente en los países en desarrollo, es la capacidad de algunas micotoxinas de obstaculizar la respuesta inmunitaria y, por consiguiente, de reducir la resistencia a enfermedades infecciosas.

Las micotoxinas son objeto de interés mundial debido a las importantes pérdidas económicas que acarrean sus efectos sobre la salud de las personas, la productividad de los animales y el comercio nacional e internacional. Por ejemplo, se ha calculado (Miller, comunicación personal), que en los Estados Unidos de América y el Canadá, las pérdidas anuales debidas a los efectos de las micotoxinas en las industrias forrajeras y ganaderas son del orden de 5 000 millones de dólares. En los países en desarrollo, donde los alimentos básicos (como el maíz y el maní) son susceptibles de contaminación, la población se verá también probablemente afectada de forma significativa por la morbilidad y las muertes prematuras relacionadas con las micotoxinas.

TIPOS DE MICOTOXINAS

Algunos de los diferentes tipos de micotoxinas son:

Las Aflatoxinas (producidas por los Aspergillus) - incluyen la Aflatoxina B1, B2, G1, G2, M1 y M2

Las aflatoxinas son un grupo de compuestos tóxicos producidos principalmente por algunas especies de Aspergillus (A. flavus, A. parasiticus y A. nominus)

Los mohos toxigénicos son capaces de desarrollarse en gran variedad de sustratos, pudiendo contaminar los alimentos cuando éstos son cultivados, procesados, transformados o almacenados en condiciones adecuadas que favorezcan su desarrollo.

El crecimiento de los mohos y la producción de toxinas dependen de muchos factores como el sustrato, la temperatura, el pH, la humedad relativa y la presencia de microflora competidora. Aunque las aflatoxinas pueden encontrarse en muchos productos agrícolas, los mayores niveles de contaminación se han encontrado en semillas de algodón y maíz, cacahuetes, nueces, avellanas y otros frutos secos. En cereales como el trigo, el arroz, el centeno o la cebada la presencia de aflatoxinas es menos frecuente, siendo los niveles generalmente bajos. Las condiciones climáticas de las zonas tropicales favorecen la formación de aflatoxinas, sin embargo, también pueden producirse en zonas más templadas.

Las aflatoxinas son un grupo de derivados difuranocumarínicos relacionados estructuralmente. Se han identificado 18 tipos de aflatoxinas, de las cuales las más frecuentes en los alimentos son la B1 , B2 , G1 , G2 , M1 y M2 . La aflatoxina M1 (AM1) es un metabolito hidroxilado de la aflatoxina B1 (AB1), secretada en la leche de los animales que consumen alimentos contaminados con AB1 .La cantidad de AM1 secretada es proporcional a la cantidad de AB1 ingerida. La tasa de conversión de AB1 en AM1 oscila entre 0.4 y 3% según los diversos autores, aceptándose por lo general una tasa media cercana al 1%

Las aflatoxinas poseen actividad mutágena y carcinógena y por tanto su presencia en los alimentos ha de reducirse al mínimo. La más tóxica es la AB1 , y en orden decreciente le siguen AM1 , AG1 , AB2 , AG2

El IARC incluye las aflatoxinas dentro del grupo 1, considerándolas cancerígenas para el hombre81. Asimismo, el Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios calificó las aflatoxinas como potentes carcinógenos humanos, pero consideró que no existía suficiente información para establecer una cifra del grado de exposición tolerable, recomendando que se rebajaran al mínimo las ingestas dietéticas para reducir el riesgo potencial.

Los límites máximos permitidos de las aflatoxinas B1 , B2 , G1 y G2 en alimentos para consumo humano están regulados por el RD 475/198883 y son los siguientes: 10 µg/kg para la suma de aflatoxinas B1 , B2 , G1 y G2 y 5 µg/kg para la aflatoxina B

En muchos países se han fijado contenidos máximos de aflatoxina M1 en leche y otros productos lácteos, oscilando las tolerancias entre 0.05 y 0.5 µg/kg84. En el Estado español no existe una limitación para la presencia de AM1 en leche pero sí se han regulado los contenidos de AB1 en piensos destinados a la alimentación del ganado lechero (máximo 10 µg/kg en piensos compuestos)

La Ocratoxina - incluye las Ocratoxinas A, B y C

Las ocratoxinas constituyen una familia de toxinas cuya estructura molecular consiste en un núcleo de isocumarina unido a una molécula de L-fenilalanina mediante un enlace amida.

De todas ellas, la más importante es la ocratoxina A (OTA) (C.A. No.303-47-9), aislada por primera vez a partir de cultivos de Aspergillus ochraceus. La OTA es una micotoxina mayoritariamente presente en las contaminaciones primarias por mohos de muchos productos vegetales y de modo particular en cereales y legumbres de regiones geográficas tanto templadas como frías y húmedas. Puede considerarse como una de las micotoxinas más frecuentes en la contaminación de los granos de cereales, junto a las aflatoxinas y las toxinas del género Fusarium y Alternaria. La ocratoxicosis parece ser un fenómeno mundial, aunque la magnitud de estas contaminaciones puede mostrar variaciones según paises y años, porque las condiciones necesarias para que los micomicetos filamentosos produzcan metabolitos tóxicos, cuando se desarrollan sobre las materias primas alimenticias suelen ser bastante complejas. Debido a los riesgos que el consumo crónico de OTA a través de los alimentos, para la salud humana comporta, algunos paises han establecido niveles máximos permisibles en alimentos y la Unión Europea tiene en proceso de elaboración la correspondiente legislación a este respecto. La presente revisión se ocupa de los diferentes efectos tóxicos de la OTA, tanto desde el punto de vista de toxicidad aguda como, sobre todo, debido al consumo crónico de la micotoxina, incidiendo en el mecanismo de acción de la misma.

Micología y producción

Los hongos productores de OTA pertenecen a los géneros Aspergillus y Penicillium, el primero dominante en climas tropicales y el segundo en climas fríos o templados. Por este motivo se ha propuesto que la ocratoxicosis en Alemania y Escandinavia podría estar relacionada con el género Penicillium, mientras que en Francia lo estaría con el Aspergillus.

No obstante, habida cuenta del clima predominante, la presencia de OTA en Europa será debida fundamentalmente al género Penicillium, con P. verrucosum como especie productora principal.

Entre las diversas cepas de las especies productoras se han señalado diferencias en lo que hace referencia a la capacidad de producción de la toxina, que también se encuentra condicionada, entre otros factores, por las condiciones de humedad, temperatura y pH.

Los Tricotecenos (producidos por el Stachybotrys) - incluye Satratoxin-H, Vomitoxina y las micotoxinas T-2

Los Tricotecenos son un grupo de toxinas producidas por varios hongos Fusarium, particularmente Fusarium graminearum y Fusarium sporotrichioides. Las características estructurales más importantes que producen las actividades biológicas de los Tricotecenos son el anillo 12, 13-epoxy, la presencia de los grupos hidroxilo o acetil y la estructura y posición de cadenas laterales.

Los Tricotecenos son toxinas típicas de campo. Se producen en cosechas y entran al alimento a través de ingredientes contaminados. Los Tricotecenos son irritantes tisulares comprobados y su ingesta se asocia principalmente con lesiones orales, dermatitis e irritación intestinal.

La principal respuesta fisiológica a las micotoxinas de tricotecenos es la pérdida del apetito, lo cual ha hecho que se les llame la toxina del rechazo del alimento. Los tricotecenos son micotoxinas supresoras fuertes que afectan la respuesta celular inmune con un impacto directo sobre la médula, el bazo, los tejidos linfoides, el timo y la mucosa intestinal, en donde se lesionan las células que se dividen activamente.

Vomitoxina (Deoxinivalenol o DON)

El Deoxinivalenol (DON) se conoce comúnmente como vomitoxina. Esta micotoxina es producida por el Fusarium graminearum que suele ocurrir en el maíz (pudrición del grano por Gibberella), trigo y cebada (costra de la cabeza). El hongo usualmente se desarrolla durante épocas frías y húmedas, produciéndose un hongo blanco rojizo.

A niveles por encima de 1 ppm puede haber una disminución del consumo de alimento y en consecuencia del índice de ganancia de peso. Concentraciones superiores a las 5 ppm producen rechazo del alimento y por encima de 10 ppm puede haber pérdida de peso y vómito. Cuando se sustituye el alimento contaminado por alimento limpio, no contaminado, los cerdos generalmente volverán a consumirlo sin ningún otro signo visual aparente.

Vomitoxina:

Afecta el tracto gastrointestinal (por ejemplo, lesiones) Niveles de 1-2 ppm producen reducción del consumo de alimento y en

consecuencia, disminución de la ganancia de peso A medida que suben los niveles por encima de 5 ppm, puede tornarse severa

la depresión del consumo de alimento Niveles de 10-20 ppm producen vómito y total rechazo del alimento,

ocasionando una reducción de la ganancia de peso o pérdida de peso corporal Los cerdos consumirán inicialmente suficiente ración para inducir el vómito,

pero voluntariamente reducirán la ingesta para parar el vómito Las cerdas son más tolerantes que los lechones Niveles bajos pueden suprimir el sistema inmune

Toxina T-2

Más potente pero menos común que la vomitoxina Es más probable que se produzca durante períodos prolongados de frío y

humedad 1 ppm o más produce vómito y reducción del consumo y de las tasas de

crecimiento Niveles de 16-20 ppm producen rechazo total del alimento

Efectos/signos clínicos

DON o las vomitoxinas son las toxinas más comunes y tienen marcados efectos sobre el cerdo. Por lo general, esta vasta familia de compuestos está involucrada cuando se presenta rechazo del alimento, vómito y lesiones del tracto gastrointestinal en los cerdos. La salud de los animales también se ve afectada por los efectos inmunosupresores de las micotoxinas. El peso del hígado aumenta, en tanto que se reduce la síntesis de proteína hepática. La concentración y actividad de la serotonina en el cerebro puede también aumentar.

Diversos estudios han demostrado que 3-5 mg/DON/kg de alimento deprimen notablemente el apetito en los cerdos, lo cual resulta en un menor desempeño de los animales. Esto tiene consecuencias considerables para la cerda lactante, puesto que la reducción del apetito influye sobre la producción de leche y la tasa de crecimiento del lechón y conlleva a mayores pérdidas de peso y una peor condición corporal al destete. Esto prolonga el intervalo destete-estro y afecta el posterior desempeño reproductivo.

Nivel de intervención

Debido a la disminución del apetito, así como a los efectos inmunosupresores, se recomienda que se tomen medidas cuando la concentración de DON en el alimento animal es >0,2 ppm.

Las Fumonisinas - incluye las Fumonisinas B1 y B2

Las fumonisinas son un grupo de toxinas producidas por varias especies de hongos patógenos del género Fusarium. (F. verticilloides y F. proliferatum).

Las fumonisinas son unas micotoxinas muy termoestables, pero procesos térmicos que excedan los 150º C de temperatura pueden reducir significativamente su presencia en los alimentos.

La fumonisina B1 es la más frecuente de las fumonisinas, familia de toxinas con más de 18 miembros identificados, de las que destacan por su toxicidad las fumonisinas B1, B2 y B3.

Hongos productores y condiciones de crecimiento:Las especies de hongos productores de fumonisinas más importantes son Fusarium verticilloides y F.proliferatum.

Crecen a un intervalo de valores de temperatura muy amplio, pero se ven limitados a condiciones de actividad agua > 0,9.

Los hongos fusarium infectan el grano de cereal antes de la cosecha.

Toxicología

La absorción es baja, normalmente solo llega a sangre el 5% de la dosis ingerida inicialmente.

La fracción absorbida es rápidamente distribuida y eliminada.

La eliminación se produce a través de la orina y también de las heces. Existe un cierto porcentaje (1,4% de la dosis), que entra en el ciclo de circulación enterohepática, haciendo que se retrase la eliminación total del organismo

Efectos en animales

CERDOS:

Produce el “Síndrome del Edema Pulmonar Porcino”.

Se cree que se inicia con alteraciones hemodinámicas y de consumo de oxigeno, a causa de alteraciones en el corazón izquierdo.Posteriormente evoluciona a hipertrofia cardíaca, hipertrofia de las arterias pulmonares, hipertensión pulmonar y edema pulmonar.

Se puede observar en los animales afectados:

• disnea.

• debilidad.

• cianosis.

- A dosis > de 12mg FB1/kg pienso (0,6mg/kg peso vivo) al día, se produce edema pulmonar letal e hidrotórax, con aumento de la anchura del septo interlobular, pero sin ningún otro signo de inflamación.- A dosis menores produce hepatotoxicidad.

En los animales afectados se observa:

• anorexia, disminución del peso.

• signos de encefalopatía.

• hiperplasia hepática nodular.

• necrosis hepática y colestasis.

• alteraciones de los parámetros bioquímicos hepáticos (transaminasas, colesterol, fosfatasa alcalina, etc.

Zearalenona

La zearalenona pertenecen al grupo de las micotoxinas, toxinas producidas por hongos que contaminan los cereales y alimentos a base de cereales, pudiendo provocar al ser humano a largo plazo una toxicidad crónica al consumir dichos alimentos contaminados con altas concentraciones de zearalenona.

Formación en el alimento

La zearalenona es una micotoxina producida por varios hongos del género Fusarium, pero, sobre todo, por:

• Fusarium graminearum, que prevalece en áreas templadas y húmedas de cultivo, creciendo a una temperatura óptima de 25ºC y humedad relativa mayor al 88%.

• Fusarium culmorum en aquellas áreas con condiciones ambientales frías y húmedas, creciendo a una temperatura óptima de 21ºC y humedad relativa mayor al 87%.

La zearalenona se forma principalmente en la post-cosecha de los cereales(principalmente maíz y trigo, pero también afecta a cebada, avena, arroz, sorgo y soja) por inadecuadas prácticas de higiene y conservación de los

cereales durante el transporte y almacenamiento, pero también puede formarse por condiciones climáticas favorables para la producción del hongo.

Suele estar presente en el maíz junto a otras micotoxinas, generalmente con tricotecenos, como el deoxinivalenol.

Condiciones de crecimiento

Las condiciones climáticas en cosecha y particularmente en post-cosecha tienen una gran influencia. Por ello, la zearalenona es de distribución amplia en países cálidos de Norte América, pero, también, se desarrollaen menor proporción en países desarrollados como Japón y en Europa, donde se cultiva maíz en climas templados y húmedos.

Asimismo, los daños físicos a las cosechas (por golpes, ataques de insectos, roedores, aves, etc.) favorecen la proliferación de hongos y su consecuente producción de micotoxinas.

Es una micotoxina termoestable y también persiste a la congelación a -15ºC. Además, temperatura por debajo de 10ºC y humedad menor del 33% son condiciones favorables para la estabilidad de la producción de zearalenona.

Clasificación y Toxicidad

La zearalenona no es clasificable en cuanto a su carcinogenicidad porque no hay evidencia de carcinogenicidad, mutageneicidad, ni genotoxicidad en especies animales de laboratorio o sometidos a experimentación.

Debido a su actividad estrogénica y la de sus metabolitos, niveles plasmáticos altos de zearalenona pueden relacionarse con alteraciones endometriales en las mujeres y crecimiento de carcinomas mamarios. Asimismo, en el cerebro actúa como estrógeno agonista. No obstante, no hay datos suficientes para conocer los efectos tóxicos en humanos.Por otra parte, se metaboliza y se excreta rápidamente, por lo que su bioacumulación en órganos y tejidos es muy baja.

Control y Prevención de Micotoxinas

Las micotoxinas aparecen en la cadena de alimentos como resultado de la infección Fúngica de la cosecha. Según la FAO una micotoxina se considera “importante” si se ha demostrado su capacidad de tener efectos considerables sobre la salud de las personas y la productividad de los animales en diversos países, haciendo un recorrido histórico es posible comprobar la presencia de micotoxinas en diversos lugares del mundo provocando la pérdida de vidas animales y humanas, por este motivo es necesario el control y prevención de su aparición en los alimentos que llegan a nuestra mesa. Lograr esto se puede a

través de la trazabilidad y la aplicación de medidas como la descontaminación y/o detoxificacion.La trazabilidad es la posibilidad de "rastrear" un alimento en todas las etapas de producción, transformación y distribución, es decir, conocer la ruta del alimento "de la granja, a la mesa". La trazabilidad se compone de tres elementos:

1- Buenas prácticas agrícolas.

2- Buenas prácticas de almacenaje y manufactura.

3- Sistema de análisis de peligros y puntos de control críticos (APPCC)

Las buenas prácticas agrícolas implican la aplicación de los principios esenciales de higiene y manejo del cultivo para la productos frescos en la producción primaria, desde el campo hasta la cosecha, reduciendo la contaminación de micotoxinas que pueden poner en riesgo la inocuidad de los alimentos en etapas posteriores. Estas prácticas incluyen;· Control de plagas y parásitos porque dañan la planta y favorecen la proliferación de hongos micotoxigénicos.

· El control de la infección fúngica, mediante el empleo de fungicidas.· Variedades resistentes a hongos y plagas, como es el caso de maíz BT.· El uso apropiado de la tierra, mediante la rotación, retiro de abono, arado correcto, uso de fertilizantes, eliminación de malas hierbas y prevención de sequía.

· Dirección y almacenaje apropiados, inmediato a la cosecha.

Las buenas practicas de almacenaje y manufactura :  Para obtener un producto seguro son fundamentales la higiene y manipulación en el empaquetamiento, almacenamiento, transporte e industrialización. Los puntos importantes a tener en cuenta son los controles de humedad, actividad del agua y de la temperatura. La ventilación y desinsectación, desinfección y desratización para evitar la proliferación de los hongos micotoxigénicos. Temperatura y ventilación adecuada. La humedad para la conservación de las materias primas no debe ser mayor al 12%, la actividad del agua (AW) menor al 0.70 y la temperatura debería estar entre los 20 ºc y 22 ºc. El tratamiento de las materias primas en los silos con corrientes de aire frío y seco, tratamiento de corrientes de anhídrido carbónico, y la limpieza y desinfección de los circuitos de fabricación.

Sistema de APPCC (Análisis de peligros y puntos de control críticos)

Este sistema identifica los puntos donde aparezcan los peligros más importantes para la seguridad del alimento (biológicos, físicos y químicos) en las diferentes etapas del proceso del alimento; recepción de materias primas, producción, distribución y uso del consumidor final. El objetivo es: Adoptar medidas precisas y evitar que se desencadenen los riesgos de presentación de peligros. Esta metodología permite, a través de fallos, hacer una análisis de las causas que los

han motivado y adoptar medidas que permitan reducir o eliminar los riesgos asociados a esos fallos. También puede ser aplicado a aquellos errores potenciales relacionados a la calidad comercial. Su uso en la prevención de la presencia de micotoxinas en alimentos ha resultado en muchos casos exitoso. 

El otro pilar importante en el control y prevención de las micotoxinas son la descontaminación (eliminación o neutralización de las micotoxinas de los alimentos) y la detoxificación (reducir o eliminar las propiedades toxicas de las micotoxinas.)

Un método ideal para descontaminar o detoxificar debe ser fácil de usar, económico, no producir compuestos más tóxicos que la micotoxina original y no debe alterar las propiedades nutricionales ni organolépticas del alimento. Existen varios métodos, físicos, químicos y biológicos.

Los métodos físicos pueden ser; la separación física, separando por ejemplo los granos que estén infestados, como primera medida. En el caso de los cereales la concentración de micotoxinas se encuentra en el pericarpio de los granos y en el polvo del cereal, en este caso es útil la selección de granos y su descascarillamiento, seguido de la separación mecánica de la cáscara y el polvo del resto del cereal.

Las micotoxinas son termorresistentes, por lo que es necesario una temperatura mayor a los 100ºc para destruir su presencia en la materia prima. Esto puede ocasionar repercusiones organolépticas y nutricionales. En estos casos no sólo la exposición a una temperatura determinada es efectiva sino también el tiempo de la misma.

El uso de adsorbentes también es un proceso efectivo para determinadas micotoxinas aunque algunos tienen el inconveniente de adsorber vitaminas y minerales. Se los puede incorporar como aditivos a la alimentación animal.

Existen varios compuestos utilizados como métodos químicos para la descontaminación de las micotoxinas. Se destacan el hidróxido de calcio, azúcares, bisulfito, ozono o compuestos fungistáticos.

En el caso del maíz por ejemplo para la elaboración de las conocidas tortitas se utiliza un proceso denominado nixtamalización, esto es; la cocción del maíz en agua adicionada con cal, la gelificación de los almidones dándole a la tortita su flexibilidad y sabor. Este proceso puede reducir las aflatoxinas.

Un tratamiento térmico con la adición de determinados azúcares también puede disminuir algunas micotoxinas. El bisulfito destruye la aflatoxina B y reduce el deoxinivalenol. En el caso del ozono es probable que pueda degradar las aflatoxinas en cereales.

Los fungistáticos se utilizan hace mucho como inhibidores del crecimiento y de la proliferación de hongos micotoxigénicos, por lo que favorece una reducción o eliminación de las micotoxinas.

Como métodos biológicos existen tres ramas en las cuales aún se sigue investigando; el uso de agentes biológicos de control, enzimas biotransformadoras y plantas modificadas genéticamente (como se señaló un ejemplo de esto es el caso del Maíz BT).

La primera posibilidad requiere la aplicación de hongos u otros microorganismos antagónicos que inhiban el crecimiento de los hongos micotoxigénicos y por lo tanto la producción de micotoxinas.

El empleo de enzimas biotransformadoras puede modificar la micotoxina en compuestos derivados, menos tóxicos o no tóxicos, respecto de la micotoxina original, para ser eliminados por la orina y las heces, o bien aplicadas a la materia prima para eliminarlas

MICOTOXINAS EN ALIMENTOS

Niveles máximos de tolerancia para aflatoxinas:País Producto

máximo (µg/kg ó /lt)

Argentina

Maíz, maní y sus productosAlimentos para bebésHarina de sojaLeche fluída y en polvo

5 (B1) ó 200 (B1)30 (B1)0.5 (M1)

Australia Todos los alimentos 5

Austria Todos los alimentos 50

Brasil Alimentos para humanos 30

Canadá Nueces y sus productos 15

Colombia

Alimentos para humanos y avesOleaginosasCerealesAlimentos para bovinos

20103050

Comunidad Europea

Alimentos completos para animales en generalAlimentos completos para ganado no lecheroAlimentos completos para aves y cerdosAlimento complementario para ganado lecheroOtros alimentos completos

50 (B1)50 (B1)20 (B1)20 (B1)10 (B1)

CubaAlimentos para humanos y piensos o materias primas para alimentos de animales, cereales y maní

5

ChileAlimentos animalesIngredientes de alimentos para animales

5 (B1) ó 2020 (B1) ó 50

Japón Todos los alimentos 10 (B1)

USA Todos los alimentos 20

TECNICAS PARA IDENTIFICAR LOS NIVELES DE MICOTOXINAS EN LOS ALIMENTOS

Se estima que cada año, el 25 % de las cosechas mundiales están afectadas por micotoxinas. Estas toxinas de origen fúngico son producidas principalmente por los géneros Aspergillus, Fusarium y Penicillium. [1] Las micotoxinas son metabolitos secundarios producidos por hongos en respuesta a factores de stress que actúan sobre éstos. [2] Rara vez se encuentra en forma aislada un solo tipo

de hongo o micotoxina, y dos o más micotoxinas pueden ejercer un mayor efecto tóxico que cada una por separado, es decir que sus acciones se sinergizan. [3, 4]

La presencia de micotoxinas en granos y raciones, cuyo tipo o estructura química depende del desarrollo de cepas fúngicas específicas que está sujeta a la influencia de factores ambientales como humedad del sustrato y temperatura ambiente, además del métodos de procesamiento o producción, almacenamiento y tipo de sustrato. [5]

Entre las micotoxinas que más afectan a los cerdos en las regiones subtropicales, prevalecen a)Aflatoxinas, b)Zearalenona, c)Vomitoxina y d)Fumonisinas. Con respecto a esta dos últimas, aún no se han realizado estudios en la región Noreste de la Argentina.

Las Aflatoxinas, tipo B1, B2, G1 y G2, son producidas principalmente por los hongos Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus, que son de distribución universal, y son muy frecuentes en las raciones y en el maíz. Casi todas las raciones permiten un aislamiento en laboratorio de estos hongos, lo que equivale a decir, que prácticamente la totalidad son susceptibles a presentar un crecimiento descontrolado de estos microorganismos, en caso de presentarse las condiciones adecuadas de humedad. La temperatura ideal para su crecimiento es de 28°C, pero son microorganismos poco exigentes en este término, y pueden desarrollarse desde los 18°C hasta los 40°C aproximadamente. Contando con una temperatura óptima y un sustrato adecuado, por ejemplo maíz, estos hongos necesitan solamente 5 a 7 días para producir concentraciones altas de aflatoxinas, si la humedad del producto fuera al menos del 18 %. [6]

Las Aflatoxinas son las micotoxinas de mayor influencia en la performance porcina. El efecto del consumo de raciones contaminadas en éste aspecto, depende de la edad y la salud del animal, los niveles de concentración de toxina en el alimento, y el período de ingesta del mismo. Los cerdos jóvenes son los más afectados. Bajos niveles de Aflatoxinas (20 a 200 ppb), ejercen acciones inmunosupresoras, tornando al animal más susceptible a las infecciones y reduciendo la ganancia de peso, afectando la conversión alimenticia; cuando la exposición es prolongada, puede presentarse cáncer, daño hepático e ictericia. Altos niveles de contaminación (1000 a 2000 ppb), producen aflatoxicosis aguda, provocando la muerte del animal en pocas horas, con daño hepático evidente y hemorragias. (Ver tabla 1). [7] En la leche de las cerdas se puede encontrar Aflatoxina M1, cuando consumen raciones medianamente contaminadas, y esto puede producir disminución del desarrollo y mortandad en los lechones.

Otra toxina muy común en las raciones para cerdos es la Zearalenona, producida, principalmente, por Fusarium graminearum, pero otras especies también la pueden producir: F. sporotrichioides F. roseum y F. culmorum. Esta micotoxina tiene efectos similares a la hormona femenina estrógeno y puede inducir a la feminización aun cuando se encuentre en bajas concentraciones. Estas especies poseen características peculiares de exigencia en lo que respecta a la temperatura

de desarrollo, necesitando de 24°C a 28°C para un crecimiento óptimo, pero de 14°C a 17°C para la síntesis de Zearalenona. Esto hace que la toxina aparezca en los alimentos susceptibles en los períodos fríos en que hay oscilación de la temperatura, como ser la fase entre otoño e invierno y en cuando se presentan temperaturas más cálidas en el invierno. Cuando los indicies de humedad son adecuados, el hongo crece abundantemente en la semana de calor y en la semana siguiente, cuando disminuye la temperatura, comienza a sintetizar la toxina, contaminando el alimento. [6] Altas concentraciones interfieren con la ovulación, concepción, implantación y desarrollo fetal. En los no-natos, puede aumentar el número de abortos y fetos mortinatos, los lechones nacidos pueden presentar baja probabilidad de sobrevivencia o vulva hinchada. [8] Las hembras jóvenes son las más sensibles: concentraciones bajas pueden conducir a un pseudoestro y prolapso rectal o vaginal. Cuando las hembras pre-púberes consumen raciones contaminadas con Zearalenona presentan la vulva hinchada y enrojecida, con un pico evidente luego de las seis semanas del comienzo de la ingesta, y esto causa un alto índice de prolapso vaginal. En los jóvenes reproductores puede producirse disminución de la libido, y disminución del tamaño testicular, pero no hay consecuencias evidentes de intoxicación en los reproductores adultos, aún en concentraciones altas. [9] En los capones, que consumen alimento para terminación, las concentraciones altas afectan muy poco la conversión alimentaria.

Algunos países, como ser Brasil, y la Unión Europea, tienen especificaciones acerca de los niveles máximos recomendados de Aflatoxinas y Zearalenona, para las materias primas destinadas a la elaboración de alimentos balanceados, y raciones completas para cerdos. [10] (Ver tabla 1)

Tabla 1: Niveles establecidos por la Unión Europea, de concentración máxima de micotoxinas presentes en raciones y materia prima para ganado porcino.

 

El objetivo de este estudio es determinar los niveles de contaminación por Aflatoxinas y Zearalenona en muestras de materia prima destinada a la manufactura de alimentos balanceados para cerdos y raciones de tipo Iniciador que se elaboran y consumen en la provincia de Misiones, debido a las

características climáticas que favorecen el desarrollo de los géneros fúngicos potencialmente micotoxigénicos y la producción de toxinas por los mismos en esta región de la Argentina.

MATERIALES Y METODOS

MuestreoLa obtención de la muestra se resolvió con el método propuesto por GIPSA-USDA (Grain Inspection, Packers and Stockyards Administration – United Estates Department of Agriculture) [11], tomando las muestras en distintos puntos de los silos, utilizándose para ello una sonda de profundidad, lográndose una muestra global de 5 kg, que por cuarteo se redujo a 500 g, que fue lo recibido en el laboratorio. Cada muestra de materia prima correspondió a un nuevo lote adquirido por la empresa fabricante de las raciones, provenientes de distintos puntos del país, durante un período de 3 meses, en total fueron 11: 7 de maíz en grano (MG), 2 de pellets de soja (PS), 1 de afrechillo de trigo (TA) y una de soja desactivada (SD).

Las muestras de alimentos, en total 5, correspondieron una a cada nuevo lote de raciones de tipo “Iniciador”, elaborado con la materia prima analizada. 

Extracción y análisis de las micotoxinas:Se procedió a la extracción de las Aflatoxinas y Zearalenona, utilizando el método BF modificado con tolueno. [12, 13]. Cada muestra recibida en el laboratorio, se molió con un molino de martillos hasta alcanzar una granulometría de 20 mesh, luego se tomaron 50 g del material molido y se mezclaron, en un vaso de precipitado de 500 mL, con 250 mL de una solución metanol-agua (55:45), 100 mL de hexano y 4 g de cloruro de sodio, sometiéndose a agitación con un agitador de paletas durante 10 minutos; una vez cumplido el tiempo, se procedió a filtrar con un embudo y papel de filtro; se separaron las dos fases, y se recogieron 25 mL de la fase acuosa, que se colocó en una ampolla de decantación, donde se realizaron dos extracciones sucesivas con 25 y 12 mL de tolueno respectivamente, y se recogió la fase orgánica en un vaso de precipitado, pasando a través de un lecho de sulfato de sodio anhidro, se coloco la fase del tolueno en un balón y se llevó a sequedad en un evaporador rotatorio a 80°C. El residuo seco se resuspendió en 200 ?l de benceno-acetonitrilo (98:2) y se sembró 10 ?l en una placa de sílica gel 60 con base de aluminio. También se sembraron patrones de Aflatoxina B1 y Zearalenona de concentración conocida, y se desarrolló la Cromatografía en Placa Delgada (TLC), utilizando cloroformo-acetona (90:10) como solvente de corrida. Una vez retirada la placa de la cuba, se dejó secar y se procedió a observarla bajo una lámpara de luz UV. 

Identificación de los analitos:La identificación de las micotoxinas se efectuó comparando el Rf de los patrones con las muestras bajo la luz UV. La Aflatoxina B1 aparece con fluorescencia azul vista con UV onda larga con un Rf de 0,3, la Zearalenona aparece con fluorescencia verde vista con UV onda corta, con un Rf de 0,5. Para la

confirmación, se agregó ácido sulfúrico al 30 % sobre los spot sospechosos de Aflatoxina B1, la fluorescencia viró del azul al amarillo. Para confirmar la Zearalenona, se agregó, con una pipeta, a las manchas sospechosas, una solución de cloruro de aluminio en etanol, y se examinó la placa con UV onda larga, la Zearalenona apareció con fluorescencia azul. [12]

Cuantificación de los niveles de micotoxinas presentes en las muestras:Se comparó la intensidad de la fluorescencia de la muestra con los patrones y se aplicó la siguiente fórmula (AOAC) [12]:

 

Vs: µl de estándar igual al desconocido.Cs: concentración de estándar en µg / mL.Vf: volumen en µl de la disolución final del extracto. Vm: µl del extracto cuya fluorescencia coincide con Vs.P: gramos de la muestra original en el extracto final.

De esta forma se obtuvieron los resultados de concentración de Aflatoxina B1 y Zearalenona expresados en partes por billón (ppb = µg/kg)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Contaminación de la materia primaLos niveles de contaminación encontrados en los distintos tipos de materia prima utilizados para la elaboración de las raciones variaron, como era de esperar, según el tipo de sustrato.

En la figura 1, se observan los resultados obtenidos para ambas micotoxinas, expresados en partes por billón (ppb). Se puede observar que la mayor concentración de Zearalenona y Aflatoxina B1 se presentaron en las muestras de maíz en grano. Dos de las muestras de MG presentaron altas concentraciones de Zearalenona, 1200 y 1600 ppb; y en una tercer muestra de MG se registró una concentración de Aflatoxina B1 de 96 ppb, también considerada elevada. No se detectaron Aflatoxinas en las muestras de pellets de soja, afrechillo de trigo y soja desactivada. En TA y SD tampoco se determinó la presencia de Zearalenona.

Debido a que las raciones para el ganado porcino se formulan utilizando un 75 % de maíz, esta es la principal materia prima que debe tenerse en cuenta para la vigilancia de los niveles de micotoxinas. Se calculó el promedio para ambas micotoxinas en las muestras de maíz en grano y se obtuvo un valor de 18 ppb de Aflatoxina B1 y 470 ppb de Zearalenona. (Ver tabla 2)

 

Figura 1: Concentración de Aflatoxina B1, ( eje izquierdo) y Zearalenona (eje derecho) hallados en la materia prima.

Contaminación de las racionesLas raciones elaboradas en un período de 3 meses, utilizando los lotes analizados de materia prima, exhibieron los niveles de contaminación presentados en la figura 2. (Ver tabla 2)

Figura 2: Concentración Aflatoxina B1, (eje izquierdo) y Zearalenona (eje derecho) en raciones de tipo “Iniciador”

Se puede observar que en solamente uno de los lotes analizados de las raciones no se detectó contaminación con las micotoxinas analizadas. Una de las muestras presentó niveles considerables de Aflatoxina B1 (30 ppb) y Zearalenona (1600 ppb), y otra exhibió un nivel elevado de Zearalenona solamente.

Tabla 2: Resultados de los análisis de las muestras de materias primas y raciones iniciador. 

CONCLUSIONES:

Los niveles de contaminación hallados en general, demostraron que la ocurrencia varía de lote a lote, tanto de materias primas como de las raciones completas, además son valores que se encuentran por debajo de los recomendados, excepto en unos pocos casos, si se los considera en forma individual, y si tenemos en cuenta los valores medios, para los dos casos, éstos se consideran aceptables para ambas micotoxinas, tanto en el maíz, como en las raciones completas. (Ver Tablas 1 y 2).

No podemos, por lo expresado anteriormente, dejar de considerar la importancia de haber encontrado micotoxinas en las muestras analizadas, por lo que se sugiere lo siguiente:

Examinar en forma periódica las variaciones de los niveles de micotoxinas que pueden hallarse en la materia prima, para proceder de tal manera de reducir al mínimo la contaminación de los alimentos elaborados.

Controlar las raciones, para disminuir las pérdidas económicas por los efectos de las micotoxinas en la producción porcina, debido a que la contaminación con múltiples toxinas, produce efectos sinérgicos, aumentando así el riesgo productivo.

Un adecuado manejo de materia prima y raciones, para evitar un aumento en las concentraciones de micotoxinas en silos y comederos.

Micotoxinas en los alimentos reglamentados en América Latina

Los principales cultivos agrícolas de América Latina (maíz, trigo, café, algodón, soja, cebada, girasol, maníes y nueces de árbol, cocoa y lácteos) son muy susceptibles a la contaminación con hongos y proclives a producir micotoxinas (Piñeiro, 2004). Las Figuras 9 y 10 muestran los límites reglamentarios respectivos para diversas micotoxinas en América Latina en los alimentos y en las raciones. Se sabe que 19 países, que representan el 91 por ciento de la población de la región, cuentan con reglamentaciones específicas sobre micotoxinas. En el MERCOSUR, un bloque comercial integrado por Argentina, Brasil, Paraguay y Uruguay existen reglamentos armonizados para las aflatoxinas (ver también la Sección 3.5.3). Otros países indican que siguen también los reglamentos del MERCOSUR. Los reglamentos para aflatoxinas en los alimentos son a menudo fijados para el total de las aflatoxinas B1, B2, G1 y G2. El Uruguay cuenta con las reglamentaciones más detalladas, incluyendo límites para los alcaloides del ergot en las raciones, algo muy raro en el mundo de los reglamentos para las micotoxinas.

Figura 9: Micotoxinas en los alimentos reglamentados en América Latina

Figura 10: Micotoxinas en las raciones reglamentadas en América Latina

Mundialmente, al menos 99 países tenían reglamentos para las micotoxinas1 en los alimentos y/o en las raciones en el año 2003 (ver la Figura 1), un aumento de aproximadamente 30 por ciento comparado con 1995. La población total en estos países representa aproximadamente 87 por ciento de los habitantes del globo. La Figura 2 muestra la proporción de la población mundial que vive en regiones con reglamentos vigentes para las micotoxinas en 1995 y en el año 2003. En 1995, el 23 por ciento de la población mundial vivía en una región en la que no estaba vigente ningún reglamento conocido para las micotoxinas. Este porcentaje había disminuido al 13 por ciento en el año 2003, en razón de un ligero aumento en América Latina y Europa e incrementos más significativos en África y Asia/Oceanía.

De hecho, todos los países con reglamentaciones para las micotoxinas tenían en el año 2003 al menos límites reglamentados para la aflatoxina B1 o para el total de las aflatoxinas B1, B2, G1 y G2 en los alimentos y/o las raciones, una situación similar a la de 1995. Para varias 2

La palabra “reglamentos” usada en el texto y en las tablas incluyen también otras disposiciones como “guías” 10

otras micotoxinas, también existen reglamentos específicos (por ej. la aflatoxina M1; los tricotecenos deoxinivalenol y diacetoxiscirpenol, las toxinas T-2 y HT-2; las fumonisinas B1, B2, y B3; el ácido agárico; los alcaloides del ergot; la ocratoxina A; la patulina; las fomopsinas; la esterigmatocistina y la zearalenona). Con los años el número de países que reglamentan las micotoxinas ha aumentado. Comparando la situación en 1995 con la del año 2003, resulta que en este último año hay más micotoxinas reglamentadas en más productos básicos y en otros productos en tanto que los límites tolerables permanecen generalmente en los mismos valores o tienden a disminuir. Los reglamentos son más variados y detallados, con nuevos requisitos relativos a los procedimientos oficiales de

muestreo y a las metodologías analíticas. Al mismo tiempo, se han armonizado o se encuentran en alguna etapa de armonización (ver Sección 3.5) varios reglamentos entre países integrantes de comunidades económicas (Australia/Nueva Zelandia, UE, MERCOSUR).

BIBLIOGRAFIA

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Ediciones Díaz de Santos Año 2007

www.fao.org

Aspectos generales de las Micotoxinas - Evaluación según el Codex Alimentarius

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Fiorentin L. As micotoxinas e a produção de suínos. Suinocultura dinámica. EMBRAPA-CNPSA. Año II – N° 10. Octubre 1993.

M. Lauwaars (Centro de Investigación Conjunta de la UE, Instituto para Materiales de Referencia y Medidas, Geel, Bélgica), W.J. de Koe (Wageningen, Países Bajos), J.L. Jouve y M. Pineiro (ambos de la FAO, Roma, Italia)

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Gimeno, A.; Martins, M. Micotoxinas y micotoxicosis en animales y humanos. Specials nutrients Inc., 3° edición, 2011.

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EFECTOS TÓXICOS DE LA OCRATOXINA A, López de Cerain A, Jiménez AM, Ezpeleta O, Bello

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