Utilización de secuestrantes de micotoxinas en el pienso

Con el artículo de Imasde cerramos el tema dedicado a los secuestrantes de micotoxinas.
Viernes 30 julio 2004 (hace 12 años 4 meses 8 días)
La presencia de contaminación por hongos en el pienso es un problema per se , pero mucho más grave son las micotoxinas producidas por éstos. El hecho de que una materia prima o pienso esté libre de hongos no nos garantiza la ausencia de micotoxinas, las cuales pueden haberse producido en una fase anterior a un tratamiento fungicida de éste.

Según diferentes estudios entre un 5-10% o 20-25% de las materias primas y el pienso pueden estar contaminados con micotoxinas. En los últimos años la mejora de las técnicas de análisis (HPLC y ELISA) han mejorado enormemente la precisión y cierta rapidez en su detección. Sin embargo un muestreo exhaustivo y representativo es de suma importancia para su detección. Al igual que muchos parámetros de calidad, el problema es que no podremos disponer de los resultados analíticos antes de la decisión de entrada de la materia prima en la fábrica. Por tanto es necesario establecer un programa de control según los principios del sistema APPCC.

La toxicidad de las diferentes micotoxinas dependerá de la dosis, edad y estado productivo del animal y del periodo de ingestión (efecto acumulativo). También hay que considerar que existe un efecto aditivo entre la toxicidad de diferentes micotoxinas al suministrase conjuntamente. Sus efectos pueden ser desde subclínicos hasta agudos con muerte del animal, afectando tanto al crecimiento, reproducción o estado sanitario.

La primera gran cuestión que se nos plantea es saber en qué grado está nuestro pienso contaminado con micotoxinas: tanto cualitativa como cuantitativamente; de forma esporádica o continuada; atribuible a una o varias materias primas, al almacenaje, proceso de fabricación o pienso acabado, qué problemas origina en los animales, etc. En la medida que podamos responder mejor a éstas preguntas, más fácil será la elección del procedimiento de control.

Existe una amplia diversidad de métodos para el tratamiento de las micotoxinas presentes en los alimentos, los cuales se enumeran a continuación:
Destrucción de las moléculas de las micotoxinas:
- Físicos: rayos X, altas temperaturas, etc
- Químicos: ácidos, álcalis, disolventes orgánicos, agentes oxidantes o reductores, etc
- Microbiológicos: enzimas y microorganismos específicos
Secuestro de las moléculas de las micotoxinas.

Debido a su posible aplicación práctica en la fabricación de piensos nos centraremos en los métodos microbiológicos y de secuestro de micotoxinas:
a) Enzimas y microorganismos específicos capaces de modificar la estructura molecular de ciertas micotoxinas.
Proteasas específicas pueden hidrolizar el grupo peptídico de la ocratoxina A
• La flora ruminal es capaz de esterificar la ocratoxina A a ocratoxina C
• Se ha estudiado la capacidad de los microorganismos tales como Corynebacterium rubrum, Aspergillus niger, Trichoderma viride o Mucor ambigus para modificar la estructura de la aflatoxina B1
b) Agentes químicos inertes capaces de absorber las moléculas de las micotoxinas en su estructura
• El carbón activo obtenido por la pirólisis de diferentes materiales orgánicos presenta una gran superficie externa de absorción. Ha sido ampliamente utilizado para la fijación de tóxicos entéricos, habiéndose demostrado también eficaz en la absorción de diferentes micotoxinas dependiendo de las condiciones.
• Los polímeros de pirrolidona por su capacidad de absorción física, como de formación de puentes de hidrógeno y nitrógeno.
• Los polímeros de glucomananos procedentes de la pared celular de las levaduras son eficaces en reducir los efectos tóxicos producidos por las micotoxinas. A pesar de no conocerse con precisión su mecanismo de acción, parece ser que secuestran a las micotoxinas dentro de su estructura.
• Los silicatos alumínicos son arcillas tanto de origen volcánico (Tectosilicatos como la zeolita, etc) (Imagen 1) como de transformación de la roca y/o minerales (Filosilicatos como la bentonita, sepiolita, ilitas, cloritas, montmorillonitas, etc) (Imagen 2). En la tabla 1 y 2 se presentan las características estructurales y fisicoquímicas de los silicatos alumínicos de mayor interés. Los de mayor interés como secuestrantes de micotoxinas son los filosilicatos. Su estructura tridimensional básica está formada por capas alternas de óxidos de sílice y óxidos de aluminio, hablándose de tipos 1:1, 2:1 y 2:2 dependiendo del número de capas de sílice y aluminio intercaladas respectivamente. Estas arcillas presentan la propiedad de absorción física de micitoxinas por su estructura porosa y de fijación de las micotoxinas polares por presentar carga eléctrica (por sustitución isomórfica o por carga inducida dependiendo del pH). Por tanto a estructuras más porosas y con mayor CIC, mayor capacidad de absorción de micotoxinas. Por último hay que considerar que también puede producirse el secuestro de otros nutrientes como vitaminas y minerales.

Imagen 1: Estructura de los Tectosilicatos (Zeolita) Imagen 2: Estructura de los filosilicatos (Ilitas, Cloritas, Bentonitas)

Tabla 1: Características estructurales de los silicatos alumínicos
Tipo arcilla Formación
Mg 2+ / Al 3+
Formación
Si 4+ / Al 3+
Tipo de capas Cationes iterlaminares
Caolinita Trioctaedral 1:1
Si – Al
Alta en magnesio
Bajo en potasio
Sepiolita, Vermiculitas (micas hidratadas) (Filosilocatos) (Diagénesis: proceso de edificación) Dioctaedral y/o Trioctaedral 2:1
Si -Al - Si
Expandible Absorpcion de agua y nutrientes Alto en K
Bajo en Mg
Ilitas y cloritas (micas no hidratadas) (Filosilocatos) (Diagénesis: proceso de edificación Trioctaedral 2:1:1
Si - Al - Si - Al
Fijas
No Expandible
No Absorción de agua ni nutrientes
Alto en Mg
Bajo en K
Montmorlinitas
Bentonitas
(Filosilicatos)
(Diagenesis: Proceso de
edifización )
Dicotaedral 2:1
Si -Al - Si
Movible
Expandible Absorpcion de agua y nutrientes
Alto en Ca y/o Na
Zeolitas
(Tectosilicatos)
(Devitrificacion: volcanico)
Tectosilicatos / Dioctaedral 1:2
Si - Al - Al
Movible
Expandible
Absorpcion de agua y nutrientes
Alto en Ca y/o Na

Tabla 2: Características fisico-químicas de las arcillas
Tipo arcilla CIC 1 meq Tipo de cargas 2 Polaridad Resitencia (milihoms)
Caolinita, 0 – 20 Isolectrica
Sepiolita, Vermiculitas 15 – 20 Polares y/o dipolares
Ilitas y cloritas 20 – 60 Isomórfica
Inducidas
Dipolar 1,2 – 1,4
Montmorlinitas
Bentonitas
60 – > 100 Isomórfica Polar 0,2 – 0,6
Zeolitas 200 – 1000 Isomórfica Polar 0,2 – 0,6
1 CIC: Capacidad de intercambio Catiónico (miliqeuivalentes)
2 Origen de las cargas: Sustitución isomórfica (-), Cargas inducidas dependientes de pH y Roturas superficiales (+)

Micotoxina Niveles tóxicos 1 Hongo productor Estructura química
Aflatoxina B1, B2, G1, G2, M1, M2 20 ppb B1
50-100 ppb totales
Aspergillus flavus Aspergillus parasiticus Aflatoxina B1

Ocratoxina A 1-5 ppm Aspergillus ochraceus Penicillum viridicatum Ocratoxina A
Zearalenona 25-100 ppb Fusarium tricinctum Fusarium moniliforme Roseum gramineatum Zearalenona
Tricotecenos
Nivalenol
Vomitoxina – Deoxinivalenol
T-2
Diacetoxycirpenol Monoacetoxiscirpernol
5-50 ppm
-
0,5-1 ppm
-
-
-
Fusarium spp
Trichothecium spp
Vomitoxina
Fumonisina B1, B2, B3 5-10 ppm Fusarium verticilloides Fusarium proliferatum Fumonisina B1

1 Valores de referencia según nivel de toxicidad considerado, tiempo de suministro y presencia de varias micotoxinas simultáneamente.

ANEXO 2: Legislación de interés
DIRECTIVA 98/53/CE DE LA COMISIÓN, de 16 de julio de 1998, por la que se fijan métodos de toma de muestras y de análisis para el control oficial del contenido máximo de algunos contaminantes en los productos alimenticios

REGLAMENTO (CE) No 466/2001 DE LA COMISIÓN, de 8 de marzo de 2001, por el que se fija el contenido máximo de determinados contaminantes en los productos alimenticios

REGLAMENTO (CE) No 472/2002 DE LA COMISIÓN, de 12 de marzo de 2002, que modifica el Reglamento (CE) no 466/2001 por el que se fija el contenido máximo de determinados contaminantes en los productos alimenticios

DIRECTIVA 2002/27/CE DE LA COMISIÓN. de 13 de marzo de 2002, que modifica la Directiva 98/53/CE, por la que se fijan métodos de toma de muestras y de análisis para el control oficial del contenido máximo de algunos contaminantes en los productos alimenticios

DIRECTIVA 2002/32/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO, de 7 de mayo de 2002, sobre sustancias indeseables en la alimentación animal

REAL DECRETO 465/2003, de 25 de abril, sobre las sustancias indeseables en la alimentación animal.

DIRECTIVA 2003/100/CE DE LA COMISIÓN, de 31 de octubre de 2003, por la que se modifica el anexo I de la Directiva 2002/32/CE del Parlamento Europeo y del Consejo sobre sustancias indeseables en la alimentación animal.

Así lo ve Imasde

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