Sonia Marín – Desvelando la vida secreta de las micotoxinas

Entrevistamos a SONIA MARÍN, profesora de la Universidad de Lleida

Desvelando la vida secreta de las micotoxinas

Entrevistamos a Sonia Marín, Ingeniera Técnica Agrícola por la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), Ingeniera Agrónoma por la Universitat de Lleida (UdL) y Doctora en Ingeniería Agronómica por la Universitat de Lleida, especializada en el área de mohos y micotoxinas, formando parte del grupo de investigación de Micología Aplicada de la UdL y del grupo consolidado de investigación de la Generalitat de Catalunya “Unidad de Tecnología de Productos Vegetales” sobre el fascinante mundo de las micotoxinas y, concretamente, Aspergillus flavus.

1

USTED SE HA ESPECIALIZADO EN EL ESTUDIO DE LOS MOHOS Y LAS MICOTOXINAS. ¿QUÉ LE ATRAJO DEL FASCINANTE CAMPO DE LA MICOLOGÍA APLICADA?

Sin duda, la diversidad de roles que los hongos pueden jugar. El reino Fungi es suficientemente amplio como para permitir muy diferentes abordajes y aplicaciones.

Son nuestros aliados, puesto que desarrollan un papel fundamental en el mantenimiento de la biosfera ya que son los principales descomponedores de la materia orgánica, producen metabolitos de interés en medicina y biotecnología y son los responsables de la producción de alimentos fermentados.

Sin embargo, pueden ser también nuestros enemigos, puesto que pueden producir enfermedades en humanos y animales: las micosis y las micotoxicosis.

¿EN QUÉ CONSISTE LA MICOLOGÍA APLICADA Y CÓMO SE TRASLADAN LOS RESULTADOS DE SUS INVESTIGACIONES AL SECTOR DE LA PRODUCCIÓN ANIMAL?

Dentro de la Micología Aplicada, en los últimos 40 años nuestro grupo de investigación ha dedicado grandes esfuerzos en generar conocimiento sobre las micotoxinas y su problemática.

Las micotoxinas son metabolitos fúngicos que son tóxicos para humanos y animales, y suelen estar presentes en materias primas de origen vegetal, sobre todo cereales. Dichas materias primas están presentes en la formulación de piensos y una ingesta alta de micotoxinas hace que se desencadenen diferentes formas de micotoxicosis en los diferentes animales de granja.

Si la ingesta no es excesivamente alta, el efecto puede pasar más desapercibido, debilitando, por ejemplo, la respuesta inmunitaria frente a otras enfermedades.

Nuestras investigaciones han ido encaminadas a la prevención de la acumulación de micotoxinas en materias primas vegetales durante la post-cosecha de las mismas, y así reducir la exposición de los animales.

También hemos trabajado en el desarrollo y aplicación de adsorbentes en piensos con la intención de reducir la exposición de los animales a las micotoxinas, cuando éstos consumen piensos contaminados.

Los adsorbentes añadidos a los piensos, una vez ingeridos por los animales, forman complejos irreversibles, no digeribles, con las micotoxinas a nivel gastrointestinal, disminuyendo su absorción, para luego ser excretados en las heces.

ADICIÓN ADSORBENTE AL PIENSO

INTESTINO

COMPLEJO ADSORBENTE MICOTOXINA EXCRECIÓN

2

En la Universidad de Lleida, tenemos los servicios científico-técnicos de atención y colaboración con empresas. En particular, desde el servicio Calidad Microbiológica en el sector agroalimentario asesoramos y trabajamos en proyectos conjuntos con empresas de todo tipo: fábricas de piensos, empresas productoras de aditivos para piensos, y veterinarios que trabajan en granjas.

ENTRE LOS MOHOS EN LOS QUE SE HAN CENTRADO EN SU GRUPO DE INVESTIGACIÓN, CABRÍA DESTACAR ASPERGILLUS FLAVUS. ¿CUÁL ES LA IMPORTANCIA O EL IMPACTO DE ESTE MOHO PARA LA PRODUCCIÓN ANIMAL?

El crecimiento de Aspergillus flavus, como el de cualquier otro moho, sobre un pienso o una materia prima para pienso, conlleva una merma en el peso de dicha materia, y además una pérdida de valor nutricional.

En el caso de A.flavus, si la cepa es micotoxigénica, conducirá a la acumulación de aflatoxinas como resultado de dicho crecimiento.

Los efectos ligados a las aflatoxinas dependen de la especie afectada. Por ejemplo, en ganado vacuno incluyen daño hepático, renal, cardíaco y en el sistema nervioso central, inmunosupresión y contaminación de la leche por AFM1, mientras que en porcino pueden causar diarreas, hemorragias intestinales, daño renal y hepático, inmunosupresión, etc.

¿QUÉ CARACTERÍSTICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS O DE LOS PIENSOS NOS PUEDEN HACER SOSPECHAR DE UNA CONTAMINACIÓN CON ASPERGILLUS FLAVUS?

Es difícil establecer unas características específicas para A. flavus, pero puesto que las condiciones que conducen a su crecimiento son similares a las que favorecen el crecimiento de otros hongos, por norma general se rechazará cualquier lote que presente un porcentaje alto de granos rotos, polvo en superficie, granos de bajo peso o enmohecimiento visible.

En particular, en lotes de maíz fuertemente contaminados se observan zonas verdes (conidióforos) con aspecto granular.

POSIBLE CONTAMINACIÓN: % granos rotos Polvo en superficie Granos de peso Enmohecimiento visible Zonas verdes (lotes de maíz)

3

¿EXISTEN ADITIVOS U OTROS MÉTODOS QUE HAYAN DEMOSTRADO REDUCIR EL NIVEL DE CONTAMINACIÓN DE LAS MATERIAS PRIMAS CON ASPERGILLUS FLAVUS?

Reducir la contaminación de las materias primas por A. flavus en las etapas inmediatamente anteriores a su uso para pienso no tiene sentido, puesto que el problema son las aflatoxinas, y no el hongo en sí.

Por lo tanto, se trata de minimizar la presencia de A. flavus desde el principio, utilizando un enfoque preventivo para evitar que pueda producir aflatoxinas.

La contaminación de las materias primas por A. flavus suele ocurrir en el campo, mediante esporas presentes en el suelo, malas hierbas, residuos de cosecha… El manejo de todos ellos será importante para minimizar el nivel de inóculo en campo.

Una vez las esporas fúngicas se hallan en la planta, podrán germinar, crecer y extenderse por la misma en función de factores como la climatología y la presencia de plagas.

Así pues, en este punto, la aplicación de insecticidas y fungicidas, o cualquier otra forma de control, será clave.

Tras la recolección, hay que evitar que los elementos de transporte y almacenaje, por unas malas condiciones higiénicas, aporten más inóculo, siendo importante lograr que la humedad sea lo suficientemente baja y constante para que no haya crecimiento adicional.

SU GRUPO DE INVESTIGACIÓN HA TRABAJADO EN DESARROLLO MODELOS DE PREDICCIÓN DEL CRECIMIENTO DE ASPERGILLUS FLAVUS Y LA PRODUCCIÓN DE AFLATOXINA B1. ¿EN QUÉ CONSISTEN LOS MODELOS DE PREDICCIÓN ESTUDIADOS Y EN QUÉ PARÁMETROS SE BASA SU DESARROLLO?

En los últimos años hemos abordado la problemática de la acumulación de micotoxinas en post-cosecha (durante el almacenamiento y transporte de las materias primas susceptibles) utilizando modelos matemáticos en los cuales los parámetros básicos que gobiernan la acumulación son la temperatura y la humedad (actividad de agua).

Dichos modelos permiten la predicción del comportamiento de los mohos bajo diferentes condiciones.

Nos hemos centrado en la predicción de la acumulación de aflatoxina B1, ya que puede producirse tanto en pre-cosecha como en post-cosecha, y por la importancia toxicológica de la misma.

Sin embargo, a veces las estructuras de almacenamiento no son las adecuadas para evitar fluctuación de humedad, puede haber condensaciones, plagas, etc. En ese caso, se recurre al uso de aditivos conservantes, tales como los ácidos sórbico, propiónico, acético y sus sales.

4

¿CUÁL ES LA UTILIDAD DE ESTOS MODELOS DE PREDICCIÓN?

MODELOS DE PROBABILIDAD

MODELOS CINÉTICOS

Se han desarrollado modelos cinéticos y de probabilidad.

1. Los primeros permitirían contestar preguntas como: ¿Qué concentración de aflatoxina B1 tendré en el silo/almacén a unas determinadas condiciones de temperatura y humedad tras “X” días de almacenamiento?

Sería la panacea, sin embargo, hemos demostrado que la concentración de aflatoxina B1 es muy dependiente de la cepa productora, por lo tanto, la viabilidad práctica de este tipo de modelos queda comprometida.

2. En consecuencia, nos hemos centrado en modelos de probabilidad que nos permiten dar respuesta a las preguntas:

¿Qué probabilidad hay que en « X » días de almacenamiento se haya iniciado la producción de aflatoxina B1? ¿Cuánto tengo que bajar la humedad del pienso o la materia prima si quiero almacenar durante « X » días sin que haya producción de aflatoxina B1?

¿CÓMO SE APLICA LA INFORMACIÓN OBTENIDA?

A través del servicio científico-técnico asesoramos a empresas productoras de piensos sobre la implementación de los sistemas de gestión de seguridad alimentaria, donde se incluye la minimización de la acumulación de micotoxinas en post-cosecha.

Además, hemos colaborado con la administración en el desarrollo de guías de recomendaciones para el control de aflatoxinas en la producción animal, aplicando medidas de prevención (entre ellas el uso de modelos predictivos) desde el campo o la importación, hasta la granja. ¿NOS PODRÍA EXPLICAR EN QUÉ CONSISTE EL CONCEPTO DE ACTIVIDAD DE AGUA Y CÓMO INFLUYE EN EL CRECIMIENTO DE LOS MOHOS? ¿EXISTEN VARIACIONES EN CUANTO AL RANGO DE ACTIVIDAD DE AGUA EN EL QUE LOS DISTINTOS MOHOS SON CAPACES DE PROLIFERAR?

La actividad de agua (aw) es la cantidad de agua libre en el pienso o materia prima, es decir, el agua disponible para el crecimiento de microorganismos y para que se puedan llevar a cabo las diferentes reacciones químicas.

El valor de aw depende de la composición, la temperatura y el contenido en agua del producto.

Los mohos, comparados con bacterias y levaduras son, en general, más resistentes a valores de aw bajos, con lo cual predominan en sustratos con aw baja.

Entre los mohos existen especies moderada y altamente xerofílicas. Entre estas últimas se encuentran especies de Aspergillus y Penicillium que son capaces de crecer por debajo de 0,80 aw, y que comprometen frecuentemente la estabilidad de piensos y materias primas.

ASPERGILLUS Y PENICILLIUM : Crecimiento a <0,80 aw

5

¿EXISTE UNA INTERRELACIÓN ENTRE EL RANGO DE ACTIVIDAD DE AGUA Y EL pH O SON PARÁMETROS INDEPENDIENTES?

Los niveles de micotoxinas detectados en muestras positivas no excedieron, afortunadamente, los valores de referencia de la UE para alimentación animal.

En efecto, existe una interrelación entre el efecto inhibidor de un pH bajo y una actividad de agua baja.

La falta de relación entre los conteos de Fusarium y las concentraciones de sus micotoxinas sugirió que la producción de micotoxinas posiblemente ocurrió en el campo o al inicio del ensilado, cuando Fusarium todavía está activo.

La actividad de agua es un factor mucho más determinante que el pH para el desarrollo fúngico, sin embargo, la capacidad antimicrobiana de un incremento de la acidez puede potenciarse bajando en paralelo la actividad de agua.

De la misma manera existe una clara interrelación entre el efecto inhibidor del crecimiento de niveles bajos de temperatura y, a la vez, de actividad de agua.

EN BASE A LOS RESULTADOS DE SUS ESTUDIOS, ¿CUÁLES SERÍAN LAS CONDICIONES IDEALES DE ALMACENAMIENTO DEL ENSILADO DE MAÍZ PARA EVITAR EL CRECIMIENTO DE ASPERGILLUS Y LA PRODUCCIÓN DE MICOTOXINAS?

Por lo tanto, una buena calidad del cultivo a ensilar, una correcta compactación del ensilado para eliminar oxígeno y una acidificación efectiva (incluyendo, si es necesario, cultivos lácticos) pueden ser las mejores opciones para evitar la contaminación.

La situación más común observada en los ensilados es la coocurrencia de múltiples micotoxinas, lo cual es especialmente preocupante debido a los efectos potencialmente aditivos o sinérgicos sobre los animales.

En nuestros estudios de muestras de ensilado de maíz producido en España, la incidencia de aflatoxinas (producidas por Aspergillus) fue baja (10% de las muestras positivas).

Sin embargo, se detectaron micotoxinas de Fusarium en el 40% de las muestras y las fumonisinas fueron las toxinas más comúnmente detectadas.

MICOTOXINAS EN ENSILADO DE MAÍZ: 10% muestras positivas toxinas de Aspergillus 40% muestras positivas toxinas de Fusarium

6

ES EVIDENTE, CUANDO SE TRATA DE LA PRESENCIA DE MOHOS EN LAS MATERIAS PRIMAS, EL RIESGO 0 NO EXISTE. NO OBSTANTE, ¿QUÉ MEDIDAS PODEMOS ADOPTAR PARA MINIMIZAR EL RIESGO DE QUE ESTOS MICROORGANISMOS PRODUZCAN MICOTOXINAS?

Como bien dice, los mohos se encuentran de forma habitual en el ambiente y, por lo tanto, en las materias primas que utilizamos en alimentación animal.

Sin embargo, tenemos tres estrategias necesarias a seguir cuando se trata de reducir su impacto y solamente una implica minimizar la producción:

Evitar que las esporas fúngicas lleguen a entrar en contacto de forma masiva con la materia prima o pienso.

Por ejemplo, manteniendo las condiciones higiénicas necesarias en instalaciones donde se almacenan o procesan los mismos.

Asumiendo que cierta presencia de mohos micotoxigénicos es inevitable, evitar su crecimiento y producción de toxinas durante períodos de almacenamiento.

Por ejemplo, mediante control de humedad y temperatura, uso de antifúngicos y realizar la aireación de las materias primas almacenadas si se detectan desviaciones de humedad o temperatura.

Monitorizar los niveles de toxinas en materias primas que han de usarse para la producción de piensos y rechazar aquellos lotes que no sean conformes.

7