Micotoxinas en la acuicultura

Cuando se consume, el alimento contaminado con micotoxinas causa graves problemas de salud o metabólicos en los cultivos acuícolas. La amenaza de las micotoxinas, a menudo subestimada y pasada por alto por la industria, aumenta con el paso del tiempo hacia un enfoque sostenible con más ingredientes a base de plantas en la alimentación acuícola.

Por Sudhakar V. S. Govindam y Henry Wong *

Las micotoxinas son compuestos químicos tóxicos producidos por hongos que crecen en cultivos agrícolas y alimento para animales.

Las micotoxinas son diversas en términos de estructura química y tienen efectos tóxicos en los animales.

Las primeras incidencias reconocidas de micotoxicosis de peces ocurrieron hace más de 55 años en criaderos de truchas en los Estados Unidos cuando la trucha arco iris (Psalm gairdneri), alimentada con dietas peletizadas que se preparaban con harina de semillas de algodón contaminada con aflatoxina, desarrolló tumores hepáticos (Halver, 1969).

Jantrarotai y Lovell (1990) evaluaron la toxicidad del ácido ciclopiazónico (CPA), una micotoxina producida por Penicillium, en el bagre de canal (Ictalurus punctatus) y encontraron que estaba afectando el crecimiento.

En otro experimento de Manning (1998) en el bagre de canal, se observó que 50mg de fuminosina B1 por kg de dieta, redujo significativamente el crecimiento de los peces.

Recientemente se llevó a cabo un ensayo de investigadores chinos para evaluar los efectos de DON dietético y aflatoxinas en el rendimiento del crecimiento, la respuesta inmune y la salud intestinal en el rodaballo (Scophthalmus maximus).

Ambas micotoxinas redujeron profundamente la tasa de utilización de nutrientes y el rendimiento de crecimiento, suprimieron la respuesta inmune, afectaron las estructuras morfológicas intestinales, disminuyeron la diversidad de la comunidad bacteriana intestinal, disminuyeron la abundancia de probióticos potenciales y aumentaron la cantidad de patógenos potenciales (Yang et al., en prensa).

También se notifica daño a los órganos y acumulación de lípidos hepáticos en la carpa (Cyprinus carpio) después de la exposición a la micotoxina post alimento, DON (Constanze, 2014). Por último, la aflatoxina B1 (AFB1) reduce el rendmiento de crecimiento, la respuesta fisiológica y la resistencia a las enfermedades en el bagre, Pangasius hypophthalmus (Rui et al., 2018).

Esta recopilación de datos de investigación indica las cuestiones patológicas relacionadas con las micotoxinas en las especies acuícolas.

Camarón marino

En camarones blancos Litopenaeus vannamei, el crecimiento y el músculo se vieron afectados cuando se alimentaron con dietas que contenían 0.6ug/g de fumonisina B1 durante 30 días (Miriam-Hiesu et al., 2015).

Cuando L. vannamei y Penaeus monodon recibieron una dieta que contenía T-2 en 1.0–2.0mg/kg durante un máximo de 10 semanas, se encontró que su mucosa del tracto digestivo estaba gravemente inflamada (Supamattaya et al., 2006).

Un estudio realizado por Zhanrui et al. (2019) demostró que la toxina T-2, producida por una especie de Fusarium, redujo el crecimiento y la actividad digestiva, al tiempo que promovía la degeneración y necrosis del tejido de la mucosa intestinal.

Qiu y col. (2016), encontraron que T-2 dañaba la microestructura del hepatopáncreas del camarón de una manera dependiente de la concentración y tenía un efecto significativo sobre las actividades de la fosfatasa alcalina (AKP), la transaminasa glutamicoxaloacética (GOT) y la transaminasa glutámico-pirúvica (GPT).

Deng y col. (2017) demostraron que la exposición dietética a T-2 disminuyó significativamente (P <0.05) el crecimiento del camarón y la tasa de supervivencia en comparación con los controles. Esta investigación también mostró un aumento dependiente de la dosis en las especies reactivas de oxígeno (ROS), la actividad de la enzima superóxido dismutasa (SOD) y T-AOC en exposiciones bajas de T-2, junto con cambios histopatológicos asociados en el hepatopáncreas.

Aunque hay investigaciones sobre los impactos de las micotoxinas en la acuicultura, los acuicultores todavía se enfrentan a enormes pérdidas económicas debido a este enemigo silencioso, ya que los síntomas de la micotoxicosis en las especies de acuicultura a menudo se desconocen a nivel de la granja.

Los productores pueden no ser conscientes de la amenaza de las micotoxinas, e incluso si lo son, la ingesta crónica de niveles más bajos puede pasar desapercibida.

Un posible ejemplo de tal escenario es el síndrome de las Heces Blancas y la enfermedad de Necrosis Hepatopancreática Aguda en L. vannamei, dos de los problemas de enfermedad más comunes en la cría de camarones en los países asiáticos.

Ensayos de investigaciónes recientes en L. vannamei han demostrado los efectos adversos de las micotoxinas en el sistema digestivo, tejido hepatopancreático y crecimiento. Cuando se utilizaron atrapadores de toxinas (micotoxinas) comerciales mejoró el rendimiento en el camarón (Qiu et al., 2016; Zhanrui et al., 2019; Mireya, 2017).

Por lo tanto, los productores de alimentos en Asia deben considerar la contaminación por micotoxinas de los alimentos para el sector como una amenaza grave y deben considerarse estrategias de mitigación adecuadas para salvaguardar a la comunidad acuícola.

Manejo de micotoxinas

En la planta de alimento balanceado, el manejo de las micotoxinas comienza a partir del cribado de materias primas para las micotoxinas. Durante el cribado, se debe tener cuidado con la recogida adecuada de muestras y se deben utilizar técnicas analíticas avanzadas adecuadas para la detección del tipo y la concentración de micotoxinas.

En los últimos tiempos, hay muchos métodos diferentes para el análisis de micotoxinas. Un método analítico que es fácil de usar y ha disminuido el tiempo necesario para la determinación precisa del contenido de micotoxinas es el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas de competencia directa o ELISA.

Existen otras técnicas analíticas, como la cromatografía de columnas de afinidad inmune y la cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), disponibles para el aislamiento y cuantificación de micotoxinas.

La técnica más sofisticada para el cribado amplio y la cuantificación precisa de la micotoxina son las técnicas de cromatografía líquida de ultra rendimiento (UPLC) en combinación con la espectrometría de masas (LC-MS/MS).

Alltech percibe que una buena gestión de las micotoxinas proporciona varias soluciones para ayudar a los productores de alimento balanceado a mitigar la amenaza de las micotoxinas en campo o en el almacenamiento.

Programa de Manejo de Micotoxinas de Alltech

El programa de manejo de micotoxinas destaca la contaminación por micotoxinas en una granja o en la planta de alimento balanceado, demuestra el impacto físico y financiero de los riesgos de micotoxinas y proporciona análisis detallados y recomendaciones sobre la mejor solución para proteger el rendimiento y la rentabilidad de los animales.

Una de las ventajas insignia de este programa es el Laboratorio Analítico Alltech 37+ que es un procedimiento acreditado por ISO que analiza 54 micotoxinas en una muestra utilizando UPLC-MS/ MS para lograr una determinación precisa de las micotoxinas con el más alto nivel de sensibilidad.

Se proporcionan límites de pauta de micotoxinas en los alimentos y alimentos terminados específicos de cada especie animal individual por grupo de edad y estado fisiológico, medidos en partes por mil millones (ppb).

Estos límites prácticos de Alltech 37+® se establecieron mediante la utilización de dos áreas de información: las regulaciones gubernamentales y la investigación científica.

Con la investigación actual, estos límites de directriz de Alltech se pueden establecer en niveles más bajos, medios o más altos para comprender el impacto de las micotoxinas en el rendimiento animal.

Los límites prácticos para los animales acuáticos recomendados se muestran en la Tabla 1.

Además, para ayudar a los productores a predecir con mayor precisión los efectos de múltiples micotoxinas en animales acuáticos, el programa de Manejo de Micotoxinas de Alltech ha llegado a un número que tiene en cuenta la concentración y toxicidad de cada micotoxina presente en una muestra.

Este valor, denominado Cantidad Equivalente de Riesgo (REQ), aumentará cuando se combinen micotoxinas.

Tabla 1. Límites de referencia para las micotoxinas en especies acuáticas para reducir los efectos negativos sobre la salud y el rendimiento (según lo especificado por Alltech *). * Basado en regulaciones gubernamentales e investigación científica

Alltech 37+® analiza miles de muestras cada año. De acuerdo a esta base de datos, se han detectado numerosas micotoxinas individuales en alimento balanceado y alimentos acuícolas, como se muestra en la Figura 1.

Se analizaron un total de 313 muestras a nivel mundial desde el año 2013 al 2020 y se detectaron un promedio de cinco micotoxinas por muestra con aproximadamente el 80% que contiene dos o más micotoxinas por muestra.

Figura 1. Resultados del análisis de muestras de alimento balanceado y alimentos acuícolas analizados por el Laboratorio Analítico Alltech 37+.

La Tabla 2 muestra el tipo de micotoxinas, su concentración promedio y niveles máximos. Con base en estos datos, se evaluó el riesgo de REQ para diferentes especies, incluida la tilapia, el camarón blanco y la trucha (Figura 2).

Tabla 2. Niveles medios y máximos de micotoxinas detectados en piensos acuícolas y piensos según lo analizado por el Laboratorio Analítico Alltech 37+

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Al proporcionar consejos prácticos respaldados por datos, ahora podemos ayudar a los acuicultores y los fabricantes de alimentos a tomar decisiones más informadas para mitigar la amenaza de las micotoxinas.

Figura 2. Riesgo total de micotoxinas (Cantidad Equivalente al Riesgo; REQ) para especies seleccionadas según el análisis de micotoxinas Alltech 37+ de los alimentos balanceados y los alimentos acuícolas.

Prevención y mitigación de las micotoxinas

El almacenamiento adecuado de granos y alimento balanceado es de suma importancia para prevenir el crecimiento de hongos y la contaminación por micotoxinas.

El crecimiento de hongo generalmente ocurre en condiciones de alto contenido de humedad (> 12%), alta humedad relativa y en presencia de suficiente oxígeno (Bruce, 2001; Clifford, 1976).

La contaminación de los cereales forrajeros y los alimentos terminados para peces y camarones con micotoxinas se puede prevenir utilizando únicamente alimento balanceado con niveles de humedad del 12% o menos, eliminando los desechos de los cereales antes del almacenamiento y almacenándolos en contenedores o edificios limpios y estructuralmente sólidos.

Los gránulos de alimento deben secarse y enfriarse adecuadamente para evitar el crecimiento de hongo. Se recomiendan niveles de humedad inferiores al 10%. Sin embargo, a pesar de nuestros mejores esfuerzos, las micotoxinas seguirán estando presentes en una amplia gama de alimentos y alimento balanceado.

En consecuencia, se requieren estrategias para la eliminación de micotoxinas de los granos.

El amoníaco, tanto en forma de vapor anhidro como de solución acuosa, es el reactivo de desintoxicación que ha atraído el mayor interés y que ha sido explotado comercialmente por la industria de alimento balanceado para la destrucción de aflatoxinas.

El proceso de desintoxicación por amonización funciona alterando químicamente la estructura de las aflatoxinas para formar productos que no son tóxicos para los animales (Beckwith et al., 1975). Sin embargo, esta técnica tradicional no es suficiente para eliminar de manera eficiente las aflatoxinas y otras micotoxinas de los alimentos contaminados.

Un enfoque más prometedor ha sido el uso de adsorbentes que se unen a las micotoxinas transmitidas por los alimentos para evitar que sean absorbidas por los peces y camarones después del consumo.

Hay diferentes tipos de sustancias adsorbentes. Los compuestos de arcilla existen en formas hidratadas internamente que contienen hasta un 23% de humedad y parecen unir de manera eficiente solo aflatoxinas, en lugar de otras micotoxinas.

Sin embargo, la mayoría de las amenazas de micotoxinas provienen de la contaminación de múltiples micotoxinas.

Mycosorb A+®

Para hacer frente a tales contaminaciones, Alltech ha desarrollado Mycosorb A+® que reduce la absorción de micotoxinas dentro del animal, anulando así los efectos dañinos de las micotoxinas en su salud y productividad.

Los componentes de carbohidratos de las paredes celulares de levadura y algas en Mycosorb A+® adsorben las micotoxinas debido a las estructuras complementarias con las micotoxinas y se mantienen unidos por las fuerzas de van der Waals y las fuerzas electrostáticas entre el sitio de interacción y la micotoxina, eliminando así la micotoxina del tracto digestivo.

Sudhakar V. S. Govindam está en Alltech Biotechnology Pvt Ltd, Kodihalli, Bangalore, India. Email: sgovindam@alltech.com Henry Wong está en Alltech, Malaysia. Email: hwong@alltech.com