Múltiples micotoxinas detectadas en el maíz cosechado en 2020 en cuatro continentes

MÚLTIPLES MICOTOXINAS DETECTADAS EN EL MAÍZ cosechado en 2020 en cuatro continentes

Jog Raj1*, Hunor Farkaš1, Zdenka Jakovčević1, Marko Vasiljević1 y Naresh Magan2 PATENT CO, DOO., Vlade Ćetkovića 1A, 24 211, Mišićevo, Serbia Grupo de Micología Aplicada, Universidad de Cranfield, Cranfield, MK43 0AL, Reino Unido. *Autor corresponsal: jog.raj@patent-co.com

1 2

1

La producción animal destinada al consumo humano está fuertemente influenciada por la calidad de las materias primas de los piensos. Esto repercute tanto en la seguridad alimentaria como en la de los piensos.

Es importante señalar que los ingredientes de los piensos y los alimentos compuestos para la alimentación animal pueden estar contaminados con diversos residuos químicos y biológicos, como dioxinas y metales pesados, microorganismos alterantes y micotoxinas.

La contaminación con micotoxinas es una de las más importantes “amenazas silenciosas”, pudiendo tener un amplio espectro de efectos adversos para la salud de los animales y, posteriormente, entrar en la cadena alimentaria humana.

Las micotoxinas son metabolitos secundarios tóxicos producidos por mohos específicos (por ejemplo, Aspergillus, Penicillium, Fusarium) que pueden colonizar alimentos ricos en carbohidratos y lípidos procedentes de cacahuetes, trigo, maíz, sorgo y otros cereales.

Son muy estables al calor y, por tanto, difíciles de destruir una vez formados.

La FAO declaró que probablemente el 25% de los cultivos de alimentos de primera necesidad y piensos del mundo, incluyendo los cereales producidos anualmente, pueden estar contaminados con micotoxinas.

Sin embargo, esto puede ser una subestimación significativa, ya que la ocurrencia por encima de los niveles detectables sugiere que la contaminación con estas toxinas es de hasta el 60-80% (Eskola et al., 2020).

2

Las micotoxinas son un reto importante para los productores de alimentos para animales y, por lo tanto, es esencial controlar periódicamente estos contaminantes en los productos alimenticios, para minimizar su impacto en las principales cadenas de producción animal.

El objetivo del presente estudio fue analizar las muestras de maíz recibidas de diferentes países y regiones del mundo entre septiembre de 2020 y febrero de 2021 para determinar su nivel de contaminación con micotoxinas.

En este estudio, se analizaron 50-60 muestras por país y un total de >1000 muestras para múltiples micotoxinas.

Las muestras de maíz se recolectaron en Europa (incluyendo Serbia, Bosnia, España, Croacia, Italia y Rusia), África (Argelia, Marruecos, Ghana, Costa de Marfil, Kenia y Camerún), América Latina (República Dominicana, Perú, Argentina y Colombia) y Asia (Vietnam, Malasia, Turquía y Tailandia).

Todas las muestras de maíz fueron analizadas mediante LC-MS/MS triple quad (serie Agilent 6460) utilizando un método multimicotoxina para la cuantificación de todas las micotoxinas presentes. Estas incluían las siguientes micotoxinas que están reguladas en la UE en los piensos por las Directivas 2002/32/CE, 2006/576/CE y 2013/165/UE:

Aflatoxina B1 (AFB1), B2, G1 y G2

Ocratoxina A (OTA)

Zearalenona (ZEN)

Deoxinivalenol (DON)

Fumonisina B1 y B2 (FB1 y FB2)

Toxinas T-2 y HT-2

3

Los resultados de este estudio se presentan en el siguiente formato: Datos específicos de cada país Conclusiones globales sobre 2020 Tendencias de las micotoxinas detectadas en el periodo 2018-2020 Conclusiones

DATOS ESPECÍFICOS DE CADA CONTINENTE ANALIZADO Promedio de micotoxinas detectadas en muestras de maíz La Tabla 1 muestra el promedio de cada micotoxina detectada (ppb) en las muestras de maíz del estudio por países y continentes.

Las Fumonisinas fueron las micotoxinas predominantes detectadas con niveles promedios altos de contaminación, especialmente en: Italia Camerún Costa de Marfil Kenia Tailandia Se encontró que DON y ZEN estaban presentes a niveles de contaminación promedio más bajos.

4

Europa

Tabla 1. Niveles promedios de contaminación por múltiples micotoxinas detectados (ppb) en muestras de maíz en cada país y continente en 2020. Los números en negrita indican los niveles promedio de contaminación más altos encontrados. <LOQ, por debajo del límite de cuantificación.

Países

AFB1

OTA

ZEN

DON

FB1

FB2

HT-2

T-2

Serbia

54

11

411

566

1396

447

906

81

Croacia

4

11

968

872

1121

340

39

32

España

<LOQ

<LOQ

<LOQ

<LOQ

683

287

<LOQ

<LOQ

Rusia

<LOQ

<LOQ

144

1181

442

142

109

132

Italia

<LOQ

<LOQ

34

203

4592

1015

<LOQ

<LOQ

Bosnia & Herzegovina

<LOQ

<LOQ

<LOQ

290

1358

371

45

68

264

<LOQ

<LOQ

<LOQ

2995

873

175

<LOQ

<LOQ

<LOQ

58

116

694

161

10

<LOQ

1

<LOQ

<LOQ

<LOQ

803

269

<LOQ

<LOQ

Camerún

38

<LOQ

<LOQ

<LOQ

2495

635

<LOQ

<LOQ

Algeria

<LOQ

<LOQ

<LOQ

87

1128

262

<LOQ

<LOQ

Kenia

Costa de Marfil

Asia

América Latina

África

Marruecos

Ghana

<LOQ

<LOQ

521

749

2494

669

<LOQ

<LOQ

República Dominicana

1

<LOQ

36

134

1320

331

<LOQ

<LOQ

Colombia

<LOQ

<LOQ

31

283

1472

313

24

<LOQ

Argentina

<LOQ

<LOQ

63

442

1167

315

<LOQ

<LOQ

Perú

<LOQ

<LOQ

62

462

1554

442

<LOQ

<LOQ

Turquía

<LOQ

<LOQ

<LOQ

<LOQ

69

<LOQ

<LOQ

<LOQ

Malasia

<LOQ

<LOQ

45

184

154

59

<LOQ

<LOQ

Vietnam

<LOQ

<LOQ

46

353

737

185

<LOQ

<LOQ

Tailandia

6

<LOQ

30

<LOQ

2033

688

22161

<LOQ

5

Porcentaje relativo de muestras de maíz positivas con micotoxinas

Europa

El porcentaje de muestras positivas con diversas micotoxinas se muestra en la Tabla 2 para cada uno de los países.

Países

AFB1

OTA

ZEN

DON

FB1

FB2

HT-2

T-2

Serbia

2%

ND

ND

12%

68%

52%

5%

1%

Croacia

1%

1%

42%

67%

89%

69%

21%

12%

España

<LOQ

<LOQ

<LOQ

<LOQ

100%

83%

<LOQ

<LOQ

Rusia

<LOQ

<LOQ

35%

52%

32%

19%

58%

32%

Italia

<LOQ

<LOQ

10%

33%

100%

100%

<LOQ

<LOQ

Bosnia & Herzegovina

<LOQ

<LOQ

<LOQ

60%

100%

100%

45

68

86%

<LOQ

<LOQ

<LOQ

38%

86%

43%

<LOQ

<LOQ

<LOQ

8%

23%

100%

92%

8%

<LOQ

Ghana

14%

<LOQ

<LOQ

<LOQ

100%

86%

<LOQ

<LOQ

Camerún

80%

<LOQ

<LOQ

<LOQ

80%

80%

<LOQ

<LOQ

Algeria

<LOQ

<LOQ

<LOQ

67%

100%

100%

<LOQ

<LOQ

Kenia

<LOQ

<LOQ

80%

100%

80%

80%

<LOQ

<LOQ

República Dominicana

33%

<LOQ

10%

10%

100%

100%

<LOQ

<LOQ

Colombia

<LOQ

<LOQ

17%

70%

100%

93%

3%

<LOQ

Argentina

<LOQ

<LOQ

28%

47%

100%

84%

<LOQ

<LOQ

Perú

<LOQ

<LOQ

17%

33%

92%

92%

<LOQ

<LOQ

Turquía

<LOQ

<LOQ

<LOQ

<LOQ

69%

<LOQ

<LOQ

<LOQ

Malasia

<LOQ

<LOQ

17%

40%

100%

13%

<LOQ

<LOQ

Vietnam

<LOQ

<LOQ

5%

32%

97%

68%

<LOQ

<LOQ

Tailandia

70%

<LOQ

21%

ND

95%

77%

2%

<LOQ

Costa de Marfil

Asia

América Latina

África

Marruecos

Tabla 2. Porcentaje (%) de muestras de maíz positivas de cada país en cada uno de los cuatro continentes en 2020. Los porcentajes en negrita reflejan la importancia de la contaminación por Fumonisinas. Los países donde el DON fue importante se muestran en verde. % relativo de muestras de maíz positivas Fumonisinas >80% en la mayoría de los países DON 67% de las muestras de Croacia y Argelia 70% de las muestras de Colombia 100% de las muestras de Kenia Aflatoxinas 80% de las muestras de Camerún 70% de las muestras de Tailandia

6

Número de micotoxinas por muestra

EUROPA

El número de micotoxinas por muestra de los 6 países europeos se muestra en la Figura 1.

En general, el maíz cosechado en 2020 estaba predominantemente contaminado con >1 micotoxina, independientemente del país o del origen.

De hecho, todas las muestras italianas y bosnias estaban contaminadas con múltiples micotoxinas.

100

100

Número de micotoxinas (%)

90

100

85

80

77

70

65

60

55

50 40 30 20

30 14

23

15

15

12

8

10

1

0 Serbia

0 Croacia

Rusia

España

0 Italia

0

0

Bosnia & Herzegovina

Países <LOQ

1 Micotoxina

>1 Micotoxina

Figura 1. Resumen del porcentaje (%) de muestras de diferentes países europeos contaminadas con una o más micotoxinas.

7

De nuevo, en todos estos países las muestras de piensos estaban predominantemente contaminadas con múltiples micotoxinas. Sólo ≤15% de las muestras de estos países estaban contaminadas con 1 micotoxina.

100

100

95

100

92

90 Número de micotoxinas (%)

ÁFR IC A

La Figura 2 resume los porcentajes relativos de muestras de maíz con micotoxinas de los 6 países africanos muestreados.

86

80

77

70 60 50 40 30 20 10 0

5

8 0 Costa de Marfil

0

15

14 8 0

0

Marruecos

Ghana

0

0

Camerún

0 Algeria

Kenia

Países <LOQ

1 Micotoxina

>1 Micotoxina

Figura 2. Comparación del porcentaje (%) de muestras de maíz contaminadas con una o varias micotoxinas en 6 países africanos.

8

AMÉR IC A L AT IN A

En América Latina, se obtuvieron resultados similares con casi todas las muestras de maíz para piensos contaminadas con ≥1 micotoxina y sólo <8% contenía solamente una micotoxina.

100

100

97

Número de micotoxinas (%)

92

91

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

0

0

0

República Dominicana

3

Colombia

9

8

0

0

Argentina

Perú

Países <LOQ

1 Micotoxina

>1 Micotoxina

Figura 3. Contaminación relativa de las muestras de maíz con una o varias micotoxinas en 4 países diferentes de América Latina.

9

Hubo un mayor porcentaje de muestras con una sola micotoxina, especialmente en Malasia (50%), Vietnam (25%) y Tailandia (14%).

Curiosamente, en las muestras turcas una cuarta parte contenía una micotoxina y ninguna estaba contaminada con múltiples micotoxinas.

En general, en tres de los cuatro países aún había ≥50% de muestras con más de una micotoxina.

100 90 Número de micotoxinas (%)

A SI A

En los cuatro países asiáticos en los que se analizaron las muestras, la tendencia fue ligeramente diferente (Figura 4).

80

82 75

73

70 60

50 50

50 40 30

25

25

20

14

10 0

0 Turquía

4

2

0 Malasia

Vietnam

Tailandia

Países <LOQ

1 Micotoxina

>1 Micotoxina

Figura 4. Contaminación relativa de muestras de maíz con una sola micotoxina o una mezcla de micotoxinas en 4 países asiáticos diferentes.

10

CONCLUSIONES GLOBALES BASADAS EN EL ESTUDIO SOBRE EL MAÍZ REALIZADO EN 2020 En este estudio realizado en 2020, se recibió más de 1.000 muestras en total para su análisis por parte de PATENT CO. De ellas, el 92% de las muestras estaban contaminadas con al menos una o varias micotoxinas,

y únicamente el 8% no contenía ninguna micotoxina (Figura 5).

8% 15% Figura 5. Resumen de los porcentajes relativos de las muestras contaminadas con una o varias micotoxinas en las más de 1000 muestras de maíz analizadas.

77%

<LOQ

1 Micotoxina

>1 Micotoxina

11

Las micotoxinas predominantes y sus niveles medios de contaminación por orden de concentración fueron: FB1 (1396 ppb) FB2 (447 ppb) DON (566 ppb) ZEN (411 ppb) AFB1 (54 ppb) HT-2 (906 ppb) T-2 (81 ppb) OTA (11 ppb) Los datos agrupados de todos los países de los cuatro continentes examinados revelaron la presencia de Fumonisinas en el 85% de las muestras, de DON en el 29%, de AFB1 en el 16%, de T-2/HT-2 en el 9% y de ZEN en el 16% (Tabla 3).

Estos resultados demuestran ciertamente que, globalmente, las micotoxinas de Fusarium (FB1, FB2, DON, ZEN,) fueron las más predominantes en la contaminación de las muestras de maíz cosechado destinadas a la alimentación animal.

AFB1

OTA

ZEN

DON

FB1

FB2

HT-2

T-2

54

11

411

566

1396

447

906

81

Máximo

1947

11

25731

8827

14314

4369

44303

638

Mediana

3

11

43

298

770

248

44

26

% de positivos

16

0

16

29

85

69

9

4

Promedio

Tabla 3. Resumen de los niveles de contaminación global, incluyendo los niveles de contaminación Medio, Máximo y Promedio (PPB) y el número relativo de muestras positivas basado en los datos de 20 países a nivel mundial en 2020.

12

COMPARACIÓN DE LOS PATRONES DE CONTAMINACIÓN DE MUESTRAS DE MAÍZ CON MICOTOXINAS EN 2018, 2019 Y 2020 En todos los casos, todas las muestras de maíz cosechado en 2018, 2019 y 2020 fueron analizadas en busca de micotoxinas desde PATENT CO mediante LC-MS/MS. El patrón de micotoxinas detectado en estos tres años se comparó para identificar cualquier tendencia o patrón de contaminación en las diferentes regiones.

Comparación de los niveles de contaminación por micotoxinas en los tres años de muestreo sobre una base global en las muestras de maíz

Cabe destacar que el patrón en los tres años es muy consistente.

Maíz contaminado con micotoxinas (2018-2020) >75% contaminado con >1 micotoxina Las muestras de maíz que se encontraron globalmente contaminadas con una sola micotoxina fueron ≤15%.

Figura 6. Comparación del porcentaje de muestras de maíz que no contenían micotoxinas, o que contenían una o varias micotoxinas en 2018, 2019 y 2020.

100 90 Número de micotoxinas (%)

La Figura 6 muestra la comparación del número de muestras de maíz que no contenían micotoxinas, o que contenían una o varias micotoxinas en los tres años de estudio.

86

85

80

77

70 60 50 40 30 20 10

10 4

15 8

8

6

0 2018

2019

2020

Años de análisis <LOQ

1 Micotoxina

>1 Micotoxina

13

Promedio de micotoxinas (ppb) detectadas en muestras de maíz en 2018-2020 En la Figura 7 se comparan los niveles de contaminación promedio reales encontrados para todas las muestras en cada uno de los tres años de muestreo.

Esto demuestra claramente los altos niveles constantes de FB1 en las muestras de maíz durante los tres años. A esto le siguió el DON y un aumento en 2020 de la contaminación con ZEN. Por otro lado, hubo una tendencia a la baja en los niveles de contaminación con AFB1 y OTA durante los 3 años de la encuesta.

2000 1819

1800

Promedio (ppb)

1600

1428

1396

1400 1200 1000 800 600 400

566 411 366 182

200 0

13 AFB1

16

25

11

383

402

89 110

OTA

98

ZEN

DON

FB1

41

81

T-2

Micotoxinas Promedio 2018

Promedio 2019

Promedio 2020

Figura 7. Comparación del promedio de las diferentes micotoxinas encontradas contaminando las muestras de maíz a nivel global durante los tres años del estudio.

AFB1, Aflatoxina B1; OTA, Ocratoxina A; ZEN, Zearalenona; DON, Deoxinivalenol; FB1, Fumonisina B1.

14

Porcentaje de micotoxinas (ppb) detectadas en muestras de maíz en 2018-2020 La Figura 8 también revela que, en base al porcentaje de contaminación relativa, la mayoría de las muestras estaban contaminadas con FB1 (>75%), seguidas por DON (>25%) y luego ZEN y AFB1 (<25%).

100 90 78

80

82

85

Porcentaje (%)

70 60 50 40 30

30

26

20 10

16 9

21

AFB1

29

16 10

0

0

17

11

27

9 4

0

OTA

ZEN

DON

FB1

T-2

Micotoxinas % positivos en 2018

% positivos en 2019

% positivos en 2020

Figura 8. Comparación del porcentaje relativo (%) de muestras de maíz positivas contaminadas globalmente con las diferentes micotoxinas durante los tres años de muestreo.

15

CONCLUSIONES El estudio mundial de 2020 sobre muestras de maíz destinadas a la alimentación animal reveló que, en general, en más de 1000 muestras, las Fumonisinas eran las micotoxinas predominantes. Este parecía ser el caso en las muestras de los países de los cuatro continentes. Le siguieron el DON y la ZEN. Solamente en algunos de los países africanos (Costa de Marfil y Camerún) se encontró AFB1 en niveles de contaminación elevados.

Además, en más del 75% de las muestras se encontraron múltiples micotoxinas, independientemente del continente o del país.

En cuanto al patrón de contaminación, es clara la tendencia al predominio de la contaminación por Fumonisinas y DON a lo largo de 2018-2020.

El número de muestras contaminadas con Fumonisinas se ha mantenido alto durante los tres años.

Sin embargo, ha disminuido la contaminación por AFB1 y OTA en comparación con años anteriores.

Además, se observa una tendencia al aumento de la contaminación con mezcla de mas dos micotoxinas en las muestras de maíz usado para la alimentación animal.

La coocurrencia de dos o, en algunos casos, tres micotoxinas puede tener efectos aditivos o sinérgicos cuando se alimenta a especies sensibles (por ejemplo, cerdos y aves de corral, entre otros).

Esto sugiere que se requiere tecnologías para el control de las mezclas de dichos contaminantes en los piensos, para minimizar su impacto en el desarrollo de los animales, esto basado principalmente en los resultados obtenidos en el maíz.

Sería interesante superponer estas tendencias a la información climática regional y global, incluyendo la temperatura, los episodios de lluvia y el estrés por sequía, para examinar si estos patrones continuarán o si pueden cambiar a corto y medio plazo.

Esto sería beneficioso para el desarrollo de estrategias de minimización apropiadas bajo regímenes climáticos cambiantes en los próximos 4-5 años.

16