Micotoxinas y ganado lechero

MICOTOXINAS Y GANADO VACUNO LECHERO

María Rodríguez-Blanco, Sonia Marín, Vicente Sanchis, Antonio J. Ramos Unidad de Micología Aplicada, Departamento de Tecnología de Alimentos, ETSEA-Universitat de Lleida, UTPV-XaRTA, Agrotecnio antonio.ramos@udl.cat

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Las micotoxinas son metabolitos secundarios de bajo peso molecular, producidos por determinados géneros de hongos filamentosos bajo condiciones ambientales favorables para su síntesis (Bennett and Klich 2003).

La contaminación por micotoxinas de las materias primas utilizadas para la formulación de los piensos, supone un problema a nivel mundial que da origen a importantes pérdidas económicas.

Además, la ingesta de piensos contaminados puede dar lugar a intoxicaciones agudas o crónicas en los animales y también

Las principales micotoxinas que se

puede contribuir al consumo de

encuentran contaminando piensos y

micotoxinas en humanos, debido

materias primas son las aflatoxinas

a la posible transferencia de

(AFs), deoxinivalenol (DON),

estos compuestos a productos

fumonisinas (FBs), ocratoxina A

de origen animal, como la

(OTA), toxina T-2 y zearalenona

leche, la carne o los huevos (Fink-Gremmels 2008a; Pinotti et al. 2016).

(ZEN).

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Efectos tóxicos de las micotoxinas en vacas lecheras Los rumiantes son considerados relativamente resistentes a la acción de las micotoxinas, ya que los microorganismos del rumen son capaces de degradar estos compuestos a otros menos tóxicos, o incluso biológicamente inactivos, a niveles normales de exposición (Fink-Gremmels 2008b).

Sin embargo, hay que tener en cuenta que la capacidad de degradación del rumen puede saturarse o verse afectada por cambios en la dieta o como consecuencia de enfermedades metabólicas (Fink-Gremmels 2008b). Por lo tanto, el consumo de piensos contaminados por estos compuestos puede afectar al estado de salud de las vacas lecheras.

En la Tabla 1 se recogen algunos de los efectos negativos causados por las micotoxinas en ganado vacuno.

Tabla 1. Principales efectos tóxicos en vacas lecheras derivados del consumo de piensos contaminados por AFs, FBs, ZEN y DON.

MICOTOXINA

EFECTOS TÓXICOS

AFLATOXINAS

Deterioro de las funciones hepáticas, reducción de la ingesta de alimento y de la producción de leche (Fink-Gremmels 2008b), disminución de la eficiencia alimentaria, inmunosupresión, reducción capacidades reproductivas (CAST 2003).

FUMONISINAS

Reducción de la ingesta de alimento y de la producción de leche, lesiones hepatocelulares leves, inmunocitotoxicidad (Fink-Gremmels 2008b).

ZEARALENONA

Problemas reproductivos, infertilidad, reducción de la producción de leche e hiperestrogenismo (Kallela and Ettala 1984).

DEOXINIVALENOL

Reducción de la ingesta de alimentos y de la producción de leche (Jouany and Diaz 2005).

Alteraciones hepáticas • AFs • FBs (lesiones hepatocelulares leves)

Alteraciones inmunitarias • AFs (inmunosupresión) • FBs (inmunocitotoxicidad)

Problemas reproductivos • AFs • ZEN (infertilidad e hiperestrogenismo Reducción de ingesta • AFs • FBs • ZEN • DON

Reducción de producción de leche • AFs • FBs • ZEN • DON

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Micotoxinas en piensos para ganado vacuno lechero Las vacas lecheras necesitan

Entre los materiales incluidos en la

Los ensilados constituyen una

energía, fibra, proteína, agua,

formulación de las raciones para

parte importante de las dietas de

vitaminas y minerales como

vacas lecheras, los componentes

las vacas lecheras, ya que suelen

nutrientes fundamentales. Por

ricos en energía representan

representar un alto porcentaje de la

otra parte, es necesario incluir en

la primera fuente potencial de

ración final. Estos materiales pueden

sus piensos una cantidad suficiente

micotoxinas.

ser contaminados en el campo,

de forraje para mantener una microbiota ruminal funcional.

Además, se necesitan altas cantidades de componentes ricos en energía, esenciales para conseguir una alta producción de leche y mantener el peso del animal

(Gonçalves et al. 2015).

La gran variedad y variabilidad de ingredientes utilizados en las dietas aumenta el riesgo de exposición a todo un conjunto de micotoxinas diferentes.

AFs, FBs, OTA, tricotecenos, y alcaloides del ergot se han encontrado contaminando algunos de estos componentes como cereales, soja, cacahuetes o semilla de algodón.

Los forrajes son la segunda fuente de micotoxinas, y los piensos conservados como ensilados, heno y paja, la tercera (Fink-Gremmels, 2008a).

en etapas poscosecha, y también durante el almacenamiento.

Aspergillus, Fusarium, Alternaria y Penicillium son algunos de los hongos filamentosos que frecuentemente se encuentran contaminando los ensilados, por lo que micotoxinas como las AFs, FBs, ZEN, tricotecenos, ácido micofenólico y roquefortina C pueden detectarse en estas materias primas (Storm et al.

2008; Driehuis et al. 2008; Schmidt et al. 2015).

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Transferencia de las micotoxinas a la leche Además de los efectos directos en la salud de los animales, uno de los principales problemas asociados a la presencia de micotoxinas en piensos para animales es su posible transferencia a productos de origen animal, como la leche.

La AFM1 se detecta en la leche aproximadamente 6 horas después del consumo del pienso contaminado. Se pueden detectar picos de toxina 24 y 48 horas después si continúa la ingesta del pienso y desaparece casi por completo a las 72 horas de la retirada del alimento contaminado (Rodrigues 2014).

Cuando las vacas lecheras consumen pienso contaminado con aflatoxina B

(AFB1), una parte es degradada

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en el rumen a aflatoxicol, y otra parte llega al hígado donde es metabolizada por enzimas hepáticas mediante hidroxilación, hidratación, metilación y epoxidación.

Presencia de AFM1 en leche tras consumo de pienso contaminado 6 horas

24 horas

48 horas

72 horas

La hidroxilación de la AFB1 da lugar a la aflatoxina M1 (AFM1) y una parte de este compuesto es excretada finalmente a través de la leche (Dhanasekaran et al. 2011).

Primera detección

Detección de picos si continúa la ingesta

Desaparición completa tras retirada del pienso contaminado

Metabolismo hepático

Hidroxilación

AFB1

Excreción de AFM1 en leche

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La tasa de transferencia de la AFB1 en el pienso a AFM1 en la leche puede variar del 1-2% en vacas de bajo rendimiento y alcanzar porcentajes del 6% en vacas de alto rendimiento (Britzi et al. 2013; Rodríguez-Blanco et al. 2019).

Tasa de transferencia de la AFB1 en el pienso a AFM1 en la leche 1-2 %

6%

Vacas de bajo rendimiento

Vacas de alto rendimiento

FACTORES QUE PUEDEN AFECTAR A LA TASA DE TRANSFERENCIA

Día de lactación (Veldman et

al. 1992) Especie Estado de salud Tasa de ingestión y digestión Capacidad de biotransformación hepática Integridad de las membranas de las células alveolares mamarias (Fink-Gremmels

2008a; Britzi et al. 2013)

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La monitorización de la AFM1 en leche ha aumentado, especialmente desde que esta toxina fue clasificada como sustancia carcinógena para el ser humano (Grupo 1) por la Agencia Internacional de Investigación sobre el Cáncer (IARC) (IARC, 2012).

Para minimizar la entrada de AFs en la dieta a través del consumo de leche contaminada por AFM1, diferentes países han establecido concentraciones máximas de este compuesto en la leche.

La Comisión Europea y la Comisión del Codex Alimentarius (EC 2006; Codex Alimentarius 2001) establecen un límite de: 50 ng/kg de AFM1 en leche cruda, leche tratada

EN CUANTO A LA TRANSFERENCIA DE OTRAS TOXINAS A LA LECHE, SE HAN LLEVADO A CABO MENOS ESTUDIOS

térmicamente y leche para la fabricación de productos lácteos.

La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) comunicó que la transferencia de FBs a la leche

25 ng/kg de AFM1 en leche

es limitada y que no contribuye significativamente

infantil y leche de continuación.

a la exposición total en humanos (EFSA 2005).

En otros países como Estados

Del mismo modo, en cuanto a la ZEN, la EFSA

Unidos, el límite máximo es de:

comunicó que la tasa de transferencia de esta

500 ng/kg de toxina en leche cruda.

toxina a la leche es muy baja (EFSA 2004).

Por otra parte, varios estudios han demostrado que el DON es transformado a de-epoxi-deoxinivalenol (DOM1) en el

25 ng/kg en productos de leche infantil.

Los límites máximos de AFB1

rumen (Coté et al. 1986; Seeling et al. 2006; Keese et al.

2008) y que la parte que no se metaboliza se excreta en la leche en una tasa muy baja (Prelusky et al. 1984).

fijados en piensos para animales lecheros (5 µg/kg) están dirigidos a reducir la presencia de AFM1 en leche debido a la transferencia del pienso a la leche.

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Reducción de la contaminación por micotoxinas A pesar de los límites de micotoxinas establecidos en

La implementación de buenas

diferentes países para reducir

prácticas agrícolas, buenas prácticas de

el nivel de exposición a estos

fabricación, buenas prácticas de higiene

compuestos, su presencia en

y buenas prácticas de almacenamiento,

alimentos y piensos normalmente es inevitable.

es esencial para reducir la contaminación por micotoxinas.

La contaminación por micotoxinas puede producirse en cualquier punto de la cadena de producción de piensos, por lo que se han desarrollado estrategias para prevenir su producción, así como para eliminarlas de los productos contaminados. Sin embargo, son compuestos muy estables y difíciles de eliminar.

El problema de las micotoxinas

Tratamientos físicos:

en los piensos se puede abordar desde un punto de vista

Algunos de los tratamientos físicos ensayados han sido la

preventivo, evitando la formación

inactivación térmica o la aplicación de luz UV (CAST 2003).

de micotoxinas en los cultivos, en poscosecha, controlando las

Tratamientos químicos:

condiciones de almacenamiento

Entre los métodos químicos, tratamientos con soluciones ácido/

de los piensos, o una vez se haya

base o el uso de aditivos se han empleado con éxito (CAST 2003).

producido la contaminación de los productos, mediante la aplicación de diferentes estrategias tecnológicas.

Aunque hay que recordar que la utilización de métodos químicos de detoxificación de micotoxinas está prohibida en la UE. Tratamientos biológicos: Por otra parte, los métodos biológicos basados en la acción detoxificadora de microorganismos como levaduras, mohos, bacterias y algas pueden representar en el futuro una alternativa más adecuada para la eliminación de micotoxinas (EU 2018;

EFSA 2013)

Otra estrategia, muy empleada en el ámbito de la alimentación animal, consiste en la adición de materiales adsorbentes a los piensos, los cuales se unen a la toxina durante su tránsito por el tracto gastrointestinal, reduciendo su absorción, promoviendo su excreción o modificando su mecanismo de acción.

Su utilización ya ha sido autorizada por la UE (EC, 2009).

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REFERENCIAS

Bennett JW, Klich M (2003) Mycotoxins. Clin Microbiol Rev 16:497–516. doi: 10.1128/CMR.16.3.497-516.2003 Britzi M, Friedman S, Miron J, Solomon R, Cuneah O, Shimshoni JA, Soback S, Ashkenazi R, Armer S, Shlosberg A (2013) Carry-over of aflatoxin B1 to aflatoxin M1 in high yielding Israeli cows in mid- and late-lactation. Toxins (Basel) 5:173–183. doi: 10.3390/toxins5010173 Codex Alimentarius Commissions (2001) Comments submitted on the draft maximum level for aflatoxin M1 in milk. Codex committee on food additives and contaminants 33 rd sessions, Hauge, The Netherlands: FAO, Rome Publishers Coté LM, Dahlem AM, Yoshizawa T, Swanson SP, Buck WB (1986) Excretion of deoxynivalenol and its metabolite in milk, urine, and faces of lactating dairy cows. J Dairy Sci 69:2416–2423. doi: 10.3168/jds.S0022-0302(86)80681-6 Council for Agricultural Science and Technology (CAST) (2003) Mycotoxins: risk in plant, animal and human systems. Council for Agricultural Science and Technology, Ames, Iowa, USA Dhanasekaran D, Shanmugapriya S, Thajuddin N, Annamalai P (2011) Aflatoxins and aflatoxicosis in human and animals In: Dr. Ramon G. Guevara-Gonzalez (Ed.), Aflatoxins-Biochemistry and Molecular Biology. Intech, Rijeka, Croatia, pp 221-254 Driehuis F, Spanjer MC, Scholten JM, Te Giffel MC (2008) Occurrence of mycotoxins in maize, grass and wheat silage for dairy cattle in the Netherlands. Food Addit Contam Part B 1:41–50. doi: 10.1080/19393210802236927 European Commission (EC) (2006) Commission Regulation No 1881/2006 of 19 December 2006 setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs. Off J Eur Union L364:5–24 European Commission (EC) (2009) Commission Regulation No 386/2009 of 12 May 2009 amending Regulation (EC) No 1831/2003 of the European Parliament and of the Council as regards the establishment of a new functional group of feed additives. Off J Eur Union L118:66 European Commission (EC) (2018) Commission implementing regulation No 2018/1568 of 18 October 2018 concerning the authorisation of a preparation of fumonisin esterase produced by Komagataella phaffii (DSM 32159) as a feed additive for all pigs and all poultry species. Off J Eur Union L262:34–36 European Food Safety Authority (EFSA) (2004) Opinion of the Scientific Panel on contaminants in the food chain related to zearalenone as undesirable substance in animal feed. EFSA J 89:1–35. doi: 10.2903/j.efsa.2004.89 European Food Safety Authority (EFSA) (2005) Opinion of the Scientific Panel on contaminants in the food chain related to fumonisins as undesirable substances in animal feed. EFSA J 235:1–32. doi: 10.2903/j.efsa.2005.235 European Food Safety Authority (EFSA) (2013) Scientific Opinion on the safety and efficacy of micro-organism DSM 11798 when used as a technological feed additive for pigs. EFSA J 11(5):3203. doi: 10.2903/j.efsa.2013.3203 Fink-Gremmels J (2008a) Mycotoxins in cattle feeds and carry-over to dairy milk: a review. Food Addit Contam - Part A Chem Anal Control Expo Risk Assess 25:172–180. doi: 10.1080/02652030701823142 Fink-Gremmels J (2008b) The role of mycotoxins in the health and performance of dairy cows. Vet J 176:84–92. doi: 10.1016/j.tvjl.2007.12.034 Gonçalves BL, Corassin CH, Oliveira CAF (2015) Mycotoxicoses in dairy cattle: a review. Asian J Anim Vet Adv 10:752–760. doi: 10.3923/ajava.2015.752.760 International Agency for Research on Cancer (IARC) (2012) Monograph on the evaluation of carcinogenic risk to humans: Chemical agents and related occupations. A review of humans carcinogens, vol 100F. IARC, Lyon, France Jouany JP, Diaz DE (2005) Effects of mycotoxins in ruminants. In: Diaz, D.E. (Ed.), The Mycotoxin Blue Book.

Nottingham University Press, Nottingham, United Kingdom, pp 295–321 Kallela K, Ettala E (1984) The oestrogenic Fusarium toxin (zearalenone) in hay as a cause of early abortions in the cow. Nord Vet Med 36:305–309 Keese C, Meyer U, Valenta H, Schollenberger M, Starke A, Weber IA, Rehage J, Breves G, Dänicke S (2008) No carry over of unmetabolised deoxynivalenol in milk of dairy cows fed high concentrate proportions. Mol Nutr Food Res 52:1514–1529. doi: 10.1002/mnfr.200800077 Pinotti L, Ottoboni M, Giromini C, Dell’Orto V, Cheli F (2016) Mycotoxin contamination in the EU feed supply chain: a focus on cereal byproducts. Toxins (Basel) 8:45. doi: 10.3390/toxins8020045 Prelusky DB, Veira DM, Trenholm HL, Foster BC (1987) Metabolic fate and elimination in milk, urine and bile of deoxynivalenol following administration of lactating sheep. J Environ Sci Health B 22:125–148. doi: 10.1080/10934528709375339 Rodrigues I (2014) A review on the effects of mycotoxins in dairy ruminants. Anim Prod Sci 54:1155–1165. doi: 10.1071/AN13492 Rodríguez-Blanco M, Ramos AJ, Prim M, Sanchis V, Marin S (2019) Usefulness of the analytical control of aflatoxins in feedstuffs for dairy cows for the prevention of aflatoxin M1 in milk. Mycotoxin Res. doi: 10.1007/s12550-019-00362-y Schmidt P, Novinski CO, Junges D, Almeida R, de Souza CM (2015) Concentration of mycotoxins and chemical composition of corn silage: a farm survey using infrared thermography. J Dairy Sci 98:6609–6619. doi: https://doi.org/10.3168/jds.2014-8617 Seeling K, Dänicke S, Valenta H, Van Egmond HP, Schothorst RC, Jekel AA, Lebzien P Schollenberger M, Razzazi-Fazeli E, Flachowsky G(2006) Effects of Fusarium toxin-contaminated wheat and feed intake level on the biotransformation and carry-over of deoxynivalenol in dairy cows. Food Addit Contam 23:1008–1020. doi: 10.1080/02652030600723245 Storm IMLD, Sørensen JL, Rasmussen RR, Nielsen KF, Thrane U (2008) Mycotoxins in silage. Stewart Postharvest Rev 4:1–12. doi: 10.2212/spr.2008.6.4 Veldman A, Meijs JAC, Borggreve GJ, Heeres-Van Der Tol JJ (1992) Carry-over of aflatoxin from cows’ food to milk. Anim Prod 55:163–168. doi: 10.1017/S0003356100037417

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