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Nuevas perspectivas en el control de micotoxinas

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Estudios en las áreas de la microbiología y enzimología condujeron al descubrimiento de las enzimas secretadas por microorganismos capaces de metabolizar las micotoxinas.

A nivel global Brasil es considerado un país de excelencia en lo que respecta a la producción agrícola, dado que se especializa en el proceso de transformación de granos en proteína animal de alta calidad. En este país, aproximadamente el 80% de la producción nacional de maíz se destina a la fabricación de ración para cerdos y aves (ABIMILHO, 2008). Debido a las condiciones climáticas de los trópicos, los granos están constantemente expuestos a la proliferación de hongos y la consiguiente formación de sus metabolitos secundarios: micotoxinas. Además de la predisposición climática, la gran demanda de granos de la producción animal hace que las industrias agrícolas utilicen una calidad muy inferior a la que se debería; especialmente cuando se trata de micotoxinas. Queda a los responsables de las áreas técnicas y de gestión actuar correctivamente para reducir al mínimo los efectos negativos que causan las micotoxinas en los rendimientos productivos y en la salud de las aves y cerdos.

Entre los cientos de toxinas producidas por hongos, se sabe que las micotoxinas más importantes en la producción animal son originarias de hongos del género Aspergillus spp (aflatoxinas y ocratoxina) y Fusarium spp (zearalenona, fumonisina y tricotecenos, tales como DON y T-2). Los estudios sobre la prevalencia de diferentes micotoxinas en las dietas de América Latina muestran que la mayor ocurrencia actual se deriva del crecimiento de Fusarium spp en los cultivos.

En la investigación realizada en Brasil, entre el 50% y el 90% de muestras de grano fueron positivas para la fumonisina, una de las principales toxinas de Fusarium spp. Según Mallman et al. (2007), la contaminación por micotoxinas puede ocurrir en diversas etapas de producción de grano, tales como cosecha, transporte, procesamiento y almacenamiento. Las mejoras en la calidad del proceso de cosecha, procesamiento y almacenamiento de grano en Brasil hicieron que las ​​micotoxinas producidas por hongos durante el período posterior a la cosecha (por ejemplo, aflatoxinas) presentasen incidencia reducida gradualmente. Por otro lado, micotoxinas como las producidas por Fusarium spp se forman en los granos todavía en el campo, por lo que la existencia de estas toxinas no depende de la calidad de almacenamiento. Como resultado, las micotoxinas derivadas de Fusarium spp han tomado una importancia creciente en los programas de control.

Para las personas involucradas en la producción de aves y cerdos, son conocidos desde hace mucho tiempo los daños causados por las micotoxinas en la salud y en el rendimiento de los animales. Con estas pérdidas en la punta del lápiz, las empresas agrícolas dedican recursos humanos y financieros para reducir al mínimo las pérdidas relacionadas con las micotoxinas. Históricamente, los inhibidores del crecimiento y adsorbentes fúngicos figuran como la principal estrategia para el control de micotoxinas; sin embargo, las tecnologías modernas han surgido en los últimos años proporcionando una nueva perspectiva para el control de las micotoxinas en la producción animal. Los inhibidores fúngicos impiden el crecimiento vegetativo de los hongos y, consecuentemente, la formación de micotoxinas durante el almacenamiento de grano, mientras que los adsorbentes operan con eficacia en la eliminación de micotoxinas polares en el tracto digestivo de los animales, ya que la adsorción se hace principalmente por polaridad (carga iónica de las moléculas).

Como se mencionó anteriormente, el objetivo principal con el que se desarrollo esta tecnología fue el control de las aflatoxinas, por considerarlas muy frecuentes; hoy en día hay una preocupación creciente por micotoxinas producidas por hongos del género Fusarium spp (ZEA, DON, T-2, las fumonisinas, etc.). Estas micotoxinas tienen características físicoquímicas que las diferencian de las demás, especialmente por ser generalmente moléculas de baja polaridad. Como son producidas en el campo y poseen carga polar reducida, toxinas derivadas de Fusarium no son controladas adecuadamente por inhibidores fúngicos de almacenamiento y adsorbentes tradicionales. Profundizar en el conocimiento de la prevalencia y mecanismos de acción de las micotoxinas resulta en el desarrollo de nuevas plataformas tecnológicas, lo que permite un enfoque integral para el control de micotoxinas en la producción animal.

En los últimos años, el uso de enzimas para la inactivación de las micotoxinas, se ha convertido en una herramienta segura y eficaz, con efectos sobre una amplia gama de micotoxinas que en su mayoría no están adecuadamente controladas a través de los métodos tradicionales.

MECANISMOS ENZIMÁTICOS DE INACTIVACIÓN DE MICOTOXINAS

Enzimas son estructuras ampliamente conocidas por su efecto fundamental en el metabolismo de los seres vivos, con actividades que van desde la contracción muscular hasta el intercambio gaseoso en los pulmones. Las enzimas son sustancias orgánicas de naturaleza normalmente proteica con actividad intracelular y extracelular. Tienen funciones catalíticas de reacciones químicas, permitiendo que se produzcan en la forma y velocidad necesarias. Esta capacidad catalítica de las enzimas también las hace adecuadas para aplicaciones industriales, tales como la producción de antibióticos a gran escala y mejorar la digestibilidad de los nutrientes en las dietas de monogástricos (por ejemplo, fitasa). Dentro de este aspecto, los mecanismos de inactivación enzimática de toxinas estaban bajo investigación por varias instituciones de investigación, lo que resulta en una plataforma eficaz para la detoxificación de micotoxinas que están apenas controlados por mecanismos tradicionales en la producción animal.

Estudios en las áreas de la microbiología y enzimología condujeron al descubrimiento de las enzimas secretadas por microorganismos capaces de metabolizar las micotoxinas. Este mecanismo se llama detoxificación, biotransformación, o inactivación enzimática. La detoxificación de micotoxinas ha sido conocida desde los años 60, en los que se han publicado los primeros informes de biotransformación de toxinas por microorganismos. Desde un punto de vista práctico, el primer resultado significativo llegó a mediados de los años 80 cuando se demostró la capacidad de inactivación de toxina T-2 (Figura 1). Este fue el resultado de la observación de la fisiología de los rumiantes, ya que no mostraron signos de intoxicación por ciertas micotoxinas. Desde el fluido ruminal se aislaron algunos microorganismos capaces de metabolizar la porción tóxica de los tricotecenos. Fue entonces que se demostró la existencia de ciertos microorganismos que secretan enzimas capaces de escindir las micotoxinas en regiones específicas, dando lugar a metabolitos no tóxicos o de baja toxicidad, luego utilizando técnicas de biotecnología y fermentación industrial, viabilizando la producción de estas enzimas para la inactivación de las micotoxinas en gran escala, se obtuvo un producto capaz de ser comercializado en grandes volúmenes.

                       

DETOXA PLUS - ADITIVO INACTIVADOR ENZIMÁTICO DE MICOTOXINAS

Recientemente, la plataforma de desintoxicación enzimática de micotoxinas ha tomado una posición de referencia en la lucha contra micotoxicosis en la producción animal. Teniendo en cuenta las micotoxinas de mayor importancia y peculiaridades fisiológicas de las aves y cerdos, el Instituto húngaro-canadiense de Investigación de Biotecnología Dr. Bata Ltd. desarrolló un inactivador enzimático de micotoxinas moldeado especialmente para gran acción en el tracto digestivo de los monogástricos. Comercializado en Europa y Asia durante más de cinco años, DETOXA PLUS® llega al mercado brasileño a través de una asociación entre Dr. Bata Ltd. y Vetanco Brasil.

Puesto que las enzimas son muy específicas (catalizan reacciones químicas en un punto dado en una molécula) y dependen de un medio característico (temperatura, pH, tiempo, etc.), los investigadores de Dr. Bata Ltd. trataron de encontrar enzimas que eran específicas para micotoxinas de importancia en la producción de monogástricos y para proporcionar su actividad mejorada en el tracto gastrointestinal del ambiente de estos animales. Con estos objetivos, hemos desarrollado el DETOXA PLUS®, un inactivador enzimático eficaz y seguro para su uso en la alimentación animal, especialmente centrado en el control de las principales micotoxinas en aves y cerdos.

                                               

El complejo enzimático presente en DETOXA PLUS es producido por levaduras de Saccharomyces cerevisiae, que además de secretar enzimas también tienen características físicas en su pared, son importantes para el control de las micotoxinas por adsorción.

Factores críticos para la inactivación enzimática eficaz de micotoxinas en el tracto digestivo de los monogástricos:

  1. Estabilidad térmica (Figura 2): enzimas presentes en DETOXA PLUS® permanecen activas incluso después de la peletización de las raciones;}
  2. Actividad depende del pH del medio (Figura 3): para que la actividad enzimática presente su pico en el lugar de mayor interés para el control de micotoxinas es esencial que las enzimas estén adaptadas para el ambiente del tracto digestivo de los animales monogástricos. El objetivo es tener las enzimas para actuar sobre la porción anterior del tracto digestivo (estómago) por dos razones principales: La inactivación ocurre antes de la absorción intestinal de las micotoxinas (Figura 1), lo que minimiza la toxicidad asociada con ellos. Además, como la reacción enzimática de inactivación dependiente del tiempo, la actividad se vuelve más eficiente en estas porciones del tracto digestivo, ya que esta gran estructura de tiempo de retención de alimentos permite un mayor contacto y la consecuente acción de las enzimas.

             

Para que un inactivador enzimático funcione de manera eficaz, es importante contar con las características que se relacionan con el metabolismo de los animales en cuestión, además de tener la actividad centrada en las micotoxinas más importantes para estas especies. El desarrollo de DETOXA PLUS® es el resultado de años de investigación, alcanzando un producto de alta calidad, seguro y eficaz para el control de las micotoxinas importantes en la avicultura y porcinocultura modernas.

             

              

REFERENCIAS

  • ABIMILHO – Associação das Indústrias de Milho. 2008. Processos Industriais e Aplicações- Aproveitamento do milho. Disponível em :http://www.abimilho.com.br/estatistica/producao_mundial. Acesso em: 20/10/2012.
  • BENNETT, J.W.; KLICH, M. Mycotoxins. Clinical Microbiology Reviews, Washington, v.16, n.3, p. 497-516, July 2003.
  • GIMENO, A; MARTINS, M.L. Micotoxinas y micotoxicosis en animales y humanos: special nutrients, 3 ed. Miami: Special Nutrients, 2011. 130p.
  • Haláz et al., 2009. Decontamination of Mycotoxiontaining Food and Feed by Biodegradation.
  • MALLMANN, C. A. et al. Desempenho produtivo de frangos de corte intoxicados com diferentes concentrações de aflatoxinas na dieta. In: CONGRESSO LATINO AMERICANO DE AVICULTURA BRASIL, 20., 2007, Porto Alegre. Anais... Porto Alegre UFRGS, 2007a. 1 CD-ROM.
  • MUIRHEAD, M. & ALEXANDER, T. Managing Pig Health and the treatment of disease. 5M, 1997.
  • SWAMY, H.V.L.N. Mycotoxicoses in poultry: in the overview. from the Asia – Pacific region. In: BIOTECHNOLOGY IN THE FEED INDUSTRY, 21., 2005, London.

                                                                               

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