FECHA DE PUBLICACIÓN: 21/10/2008
AUTOR: Verena Starkl, Gerente de Producto en Latinoamérica. Biomin
En los últimos años se han realizado grandes avances en la investigación sobre los principales efectos de las micotoxinas y los daños que pueden provocar en los animales, afectando directamente los bolsillos de los productores. No obstante las micotoxinas son un grupo de toxinas muy complejas producidas por hongos y todavía estamos lejos de haber descubierto todo sobre ellas. En total se conocen más de 400 diferentes micotoxinas, de las cuales aproximadamente solo 10 consideramos relevantes en la producción animal. Dentro de este grupo se encuentran las aflatoxinas, ocratoxinas, fumonisinas, toxina T2, diacetoxyscirpenol, deoxynivalenol y zearalenona. Estas micotoxinas son consideradas de gran importancia debido a su toxicidad y su frecuente presentación en las materias primas y los alimentos a nivel mundial.
La mejor estrategia para enfrentar las micotoxinas seria prevenir la formación de estas, evitando:
- el estrés de las plantas en crecimiento (causado por sequia, inundación, falta de nutrientes, etc.);
- daños a la plantas y la cosecha que faciliten la penetración de los hongos;
- silos sucios no desinfectados,
- grandes diferencias en las temperaturas que causan agua condensada,
- cosechar los granos con un alto porcentaje de humedad, etc.
Sin embargo, se estima que en total más del 25% de las cosechas anuales a nivel mundial están contaminadas con micotoxinas. Como consecuencia de la globalización y de la adquisición de alimentos en diferentes partes del mundo se pueden encontrar todo tipo de micotoxinas en cualquier lugar del planeta. La utilización de diferentes tipos de aluminosilicatos fue una de las primeras estrategias para contrarrestar las micotoxinas con la limitación de que básicamente solo sirve para micotoxinas con estructuras polares en posiciones disponibles para la adsorción por el material Adsorbente. Es conocido que la adsorción funciona muy bien para las aflatoxinas pero su eficacia es menor frente a otras micotoxinas como ocratoxinas, fumonisinas y zearalenona. Con respecto a las micotoxinas del grupo de tricotecenos la eficacia es prácticamente cero (Huwig et al., 2001). La desactivación enzimática o “biotransformación”, por el contrario, inactiva específicamente estas micotoxinas que no pueden ser adsorbidas. La biotransformación hoy en día es la única solución eficaz para las micotoxinas no adsorbibles como los tricotecenos (deoxynivalenol, toxina T-2, diacetoxyscirpenol, etc.) o poco adsorbibles como la zearalenona y la ocratoxina A.
La cuarta generación de los productos de la línea Mycofix® ofrece una solución a medida y completa para la desactivación de las micotoxinas más comunes en la agricultura. Esta línea de productos se basa en tres estrategias para contrarrestar a las micotoxinas, la biotransformación, la adsorción y la bioprotección que se detallaran a continuación.
Biotransformación de tricotecenos, ocratoxinas y zearalenona
La biotransformación de tricotecenos (deoxynivalenol, toxina T-2, diacetoxyscirpenol, etc.), ocratoxina y zearalenona consiste en la transformación de cada una de las micotoxinas a un metabolito no-tóxico por medio de enzimas específicas. Hasta ahora a nivel mundial solo hay dos microorganismos patentados que tienen la capacidad de biotransformar micotoxinas específicas en el tracto intestinal de los animales: En el año 1997 en los laboratorios de Biomin se aisló una cepa bacteriana del rumen de bovinos, que más tarde se denominó, Eubacterium BBSH 797 (Binder et al., 2001). El BBSH 797 produce enzimas específicas, llamadas de-epoxidasas, que cambian la estructura principal tóxica de los tricotecenos, el anillo epóxido, a un metabolito no-tóxico (Figura 1). Por ejemplo, en el caso de deoxynivalenol (DON) el metabolito se llama de-epoxy-deoxynivalenol (DOM-1). Como todas las micotoxinas del grupo de tricotecenos (más de 170) tienen este anillo epóxido, todas son detoxificadas por el BBSH 797.
Figura 1: Detoxificación de tricotecenos (DON, DAS, T-2, etc.) a metabolitos no-tóxicos en el tracto intestinal de los animales, por de-epoxidasas producidas por Eubacterium BBSH 797.
Figura 2: Mecanismo de detoxificación de OTA (separando las uniones amidas) por Trichosporon. mycotoxinivorans (MTV). El metabolito ocratoxina alpha es 500 veces menos tóxico que ocratoxina A.
En el año 2003, después de un intenso proceso de selección, se escogió una levadura por sus excelentes propiedades para biotransformar ocratoxina y zearalenona. Esta levadura llamada Trichosporon mycotoxinivorans (MTV) biotransforma la ocratoxina A (OTA) a ocratoxina alpha (Figura 2), un metabolito que tiene 500 veces menos toxicidad que la OTA inicial (Schatzmayr et al., 2003, Molnar et al., 2004). Esta levadura también tiene la capacidad de biotransformar zearalenona a un metabolito no-tóxico, sin efectos estrogénicos.
Es importante que además de la eficacia para detoxificar las micotoxinas, los microorganismos seleccionados cumplan con algunos requisitos mínimos con el fin de ser utilizados como aditivo alimenticio para animales:
- los microorganismos tienen que probar su eficacia en experimentos in vitro e in vivos, para cada especie donde serán utilizados,
- los metabolitos formados tienen que ser atóxicos,
- la desactivación enzimática tiene que acontecer rápidamente en el tracto digestivo,
- los microorganismos utilizados tienen que ser generalmente reconocido como seguro (GRAS, por sus siglas en ingles: generally recognized as safe, término utilizado por la FDA, EE.UU..),
- los aditivos microbianos tienen que ser estables durante el almacenamiento, producción del alimento y durante los procesos fisiológicos internos del tracto gastrointestinal (pH acido!) de los animales.
Cuando se respetan estos requisitos mínimos los microorganismos son la forma más factible para contrarrestar el espectro más amplio de micotoxinas. Utilizando el Eubacterium BBSH 797 y Trichosporon mycotoxinivorans MTV se puede detoxificar enzimáticamente 170 tricotecenos (DON, DAS, T-2, etc.,), ocratoxina A y zearalenona.
Adsorción de aflatoxina y fumonisina
El mecanismo de acción más conocido para contrarrestar micotoxinas incluye el uso de adsorbentes que cuentan con la capacidad de adsorber (“secuestrar”) básicamente a las micotoxinas con polaridad (aflatoxinas) en el tracto gastrointestinal de los animales y por lo tanto reducir su biodisponibilidad. También se puede adsorber la fumonisina bajo ciertas condiciones (100%, en pH acido). En varios estudios científicos independientes, los aluminosilicatos han demostrado ser los adsorbentes más prometedores para prevenir la aflatoxicosis en animales de granja. Podemos decir que hoy en día la adsorción de aflatoxinas no es solo económicamente factible, sino que también es una estrategia científicamente comprobada y bien establecida. Durante el proceso de desarrollo de los productos de la línea Mycofix®, varios estudios de adsorción se realizaron en conjunto con universidades Austriacas e internacionales para poder encontrar los mejores adsorbentes para contrarrestar las aflatoxinas y las fumonisinas, y al mismo tiempo contar con una forma de aplicación segura. Una mezcla de minerales premium fue diseñada para formar parte de los productos Mycofix® para lograr una máxima adsorción especifica bajo las diferentes condiciones en el tracto intestinal (adsorción comprobada en pH ácido y neutro, ver Figura 3). La mezcla de minerales que es parte de la formulación de la línea Mycofix® cumple con las siguientes exigencias:
- adsorción entre 90 y 100% de aflatoxina en pH ácido y en pH neutro (in-vitro)
- baja desorción de aflatoxina
- adsorción hasta 100% de fumonisina en pH ácido
- adsorción baja de nutrientes y antibióticos
- ausencia de componentes tóxicos en el material Adsorbente (dioxina, metales pesados!)
Figura 3: Adsorción de diferentes concentraciones de aflatoxina B1 (30, 80, 200ppb) con diferentes inclusiones de Mycofix® (0,5, 1 y 2kg/t de alimento), y en dos pH importantes durante la digestión.
Bioprotección del hígado y del sistema inmune
A pesar de los grandes esfuerzos científicos técnicos empleados nunca será posible contrarrestar cada una de las 400 micotoxinas identificadas. Sin embargo hay efectos generales que producen todas las micotoxinas como inmunosupresión y daño hepático, por esta razón, a los productos Mycofix® se les agrega una mezcla científicamente estudiada y cuidadosamente seleccionada de extractos de plantas y de algas que son capaces de eliminar estos efectos. Los extractos de algas inmunoestimulantes incorporados a los productos Mycofix® fueron seleccionados utilizando diferentes sistemas de evaluación in vitro, incluyendo el ensayo de activación de macrófagos y la prueba de proliferación de linfocitos. El efecto hepato-protector que proporcionan los extractos de plantas presentes en la formulación de los productos Mycofix® fue comprobado científicamente en una prueba de campo en pollos de engorde realizado en la Universidad Nacional de Colombia.
Conclusión
Encontrar estrategias exitosas para contrarrestar las micotoxinas relevantes para la agricultura no es una tarea fácil. Varios años de intensa investigación fueron necesarios para poder desarrollar los métodos que se describieron anteriormente. La cuarta generación del Mycofix® es actualmente el producto más completo y único para contrarrestar exitosamente las micotoxinas. La combinación de varios componentes que actúan según tres estrategias (biotransformación, adsorción y bioprotección) garantiza el éxito en el control de micotoxinas. El BBSH 797 y el Trichosporon mycotoxinivorans, producen enzimas específicas que degradan las micotoxinas y ofrecen un mecanismo biológico natural para realizar estas actividades en el tracto digestivo de los animales. Los aluminosilicatos cuidadosamente seleccionados garantizan una alta adsorción de aflatoxina y fumonisina con niveles de inclusión de Mycofix® muy bajos. Las plantas y los extractos de algas seleccionadas que contrarrestan los efectos de las toxinas no degradables y no-adsorbibles completan el producto.
Referencias
Binder, E.M., Heidler, D., Schatzmayr, G., Thimm, N., Fuchs, E., Schuh, M., Krska, R., Binder, J. Microbial detoxification of mycotoxins in animal feed. Mycotoxins and Phycotoxins in perspective at the turn of the Millennium. 271–277, 2001.
Huwig A., Freimund S., Käppeli O., Dutler H. Mycotoxin detoxication of animal feed by different adsorbents Toxicology Letters 122, 179 – 188, 2001.
Molnar, O., Schatzmayr, G., Fuchs, E., Prillinger H.J.. Trichosporon mycotoxinivorans sp. nov., A New Yeast Species Useful in Biological Detoxification of Various Mycotoxins. Applied and Systematic Microbiology, 27(6), 661-671(11), 2004.
Schatzmayr, G., Heidler D., Fuchs, E., Mohnl, M., Täubel. M., Loibner, A.P., Braun, R., Binder E.M.. Investigation of different yeast strains for the detoxification of Ochratoxin A. Mycotoxin Research, 19(2), 124-128, 2003.
FECHA DE PUBLICACIÓN: 21/10/2008
AUTOR: Verena Starkl, Gerente de Producto en Latinoamérica. Biomin
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29/10/2008
Ante todo permítame felicitar y agradecer por la participación de conocimientos. Otro excelente articulo en este tema AFLATOXINAS.
Cuando Ud. habla de una de las estrategias pienso que la primera esta en el campo, sin descuidar los silos y fabricas de balanceado. Porque en el campo: muy simple, por experiencia propia veo que de 500 has no todo esta ciento por ciento libre de hongos (Fusarium), siempre hay pequeños parches, justo en esos pequeños parches que no son mayores de 5 m2 clavamos un banderín rojo y la maquina no cosecha ese punto. El parche es mínimo pero los beneficios en cadena son altos. De pronto esta idea es saludable.
Por otra parte, permítame hacerle una pregunta Si esta a vuestro alcance podría darnos los niveles mínimos y máximos de aflatoxinas que producen daños en estado juvenil y adulto tanto para peces y camarones. Gracias.
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29/10/2008
Estimado Dr Zapata,
Muchas gracias por su comentario. Me parece excelente la forma de evitar cosechar estas plantas que están contaminadas con hongos y probablemente también con micotoxinas. Lamentablemente también estoy segura que no todos los productores están haciendo eso - menos estos productores que venden sus cosechas...
En el caso de micotoxinas en Acuacultura en general hay mucho menos informacion disponible que en aves o cerdos. La mayoría de la informacion disponible esta hecho en laboratorio y ahí suponemos el mismo efecto que en aves y cerdos: en laboratorio - bajo condiciones científicas niveles muy altos de micotoxinas están necesarios para causar impacto en los animales. La extensión de la enfermedad causada por el consumo de aflatoxinas depende de la edad y la especie del pez. Los peces jóvenes son más susceptibles a la aflatoxicosis que los adultos y algunas especies de peces son más sensibles a las aflatoxinas que otros (Tuan et al., 2002). Los resultados de diferentes estudios científicos difieren mucho. Por ejemplo: Los estudios sobre tilapia del Nilo mostraron tasas de crecimiento reducidas cuando se alimentaron con dietas conteniendo 1,9 ppm AFB1 (Chavez-Sanchez et al., 1994). Sumado a esto se presentaron anormalidades de los tejidos o lesiones en hígado mostrando el comienzo del desarrollo de cáncer. En otro estudio, la tilapia del Nilo alimentada con dietas conteniendo 0,1 ppm de AFB1 durante 10 semanas mostró un crecimiento reducido y con otro alimento conteniendo 0,2 ppm de AFB1 presentó un 17% de mortalidad (El-Banna et al., 1992). Tuan et al., (2002) mostró que a concentraciones dietéticas de AFB1 de 0,25 ppm o menos los efectos agudos o subcrónicos son poco probables. Las dietas conteniendo 100 ppm de AFB1 causaron pérdida de peso y necrosis hepática severa en la tilapia del Nilo.
En camarones marinos, varios estudios mostraron que AFB1 puede causar anormalidades como un crecimiento deficiente, baja digestibilidad aparente, desórdenes fisiológicos y cambios histológicos, principalmente en el tejido hepatopancreático (Wiseman et al., 1982 Bintvihok et al., 2003 Boonyaratpalin et al., 2001 Burgos-Hernandez et al., 2005). Sin embargo los reportes sobre los efectos de AFB1 en camarones son inconsistentes. Bintvihok et al., (2003) reportaron que después de 7 ó 10 días de consumo de raciones alimenticias con niveles de AFB1 por debajo de 20 ppb, la tasa de mortalidad fue ligeramente más alta en los grupos tratados con AFB1 que en el grupo control. Los hallazgos histopatológicos indicaron un daño hepatopancreático por AFB1 con cambios bioquímicos del sistema hemolínfatico. En otro estudio, Boonyaratpalin et al., (2001) mostraron que proporcionando 50 – 100 ppb de AFB1 en el alimento no se afectaba el crecimiento de camarones juveniles. Sin embargo, el crecimiento fue reducido cuando las concentraciones de AFB1 fueron elevadas a 500 – 2500 ppb.
Esto solamente eran algunos ejemplos que diferente son los resultados de investigación. En general siempre podemos suponer que los animales juveniles y/o estresados (enfermos) son los mas sensibles que necesitan el mejor alimento.
Saludos cordiales
Verena Starkl
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29/10/2008
Hola, mi nombre es Karen Fuentes, laboro en un molino de harina de trigo y recientemente estoy empezando a evaluar Aflatroxinas, DON y Ocratoxinas totales en trigo, mogolla, salvado y harina por inmunoensayo a traves del sistema Veratox de Neogen.
Estoy feliz de encontrar tanta informacion sobre micotoxinas y sus distintos efectos, mas la generacion de tanta informacion tambien genera un poco de inquietud al momento de verme solo en inicios frente a ella y la necesidad de conocer el como aplicarla a los procesos de la organizacion en la cual laboro.
En la palnta hemos tenido incovenientes con un lote de trigo que no cumple con las especificaciones del cliente ( DON 1.5 maximo ) para el derivado de salvado, realicé un seguimiento en parte del proceso que me indica que los niveles de micotoxinas estan heterogeneos en el lote y que a partir de un punto del proceso muy relacionado a tuberias de soplantes es donde inician los canbios en los niveles de DON.
Solicito la ayuda de personas con experiencia para darle un buen manejo en los seguimientos que se realizan, informacion de manejo de trigo en silos para evitar produccion de micotoxinas, tratamientos si es que existen para el producto comprometido y si pueden los parametros de aceptacion de DON, Aflatoxinas y Ocratoxinas trigo y sus derivados establecidos por la Union Europea o entes reconocidos.
Gracias
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Dr. en Ciencias Veterinarias
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30/10/2008
Verena recibe un cordial saludo, seguro tu no te acuerdas de mi, pero tuve la oportunidad de conocerte hace un par de años atras en una visita a las instalaciones de BIOMIN en Viena.
Solo quiero felicitarte por el artículo, además quisiera preguntarte de si habría la posibilidad de solicitarte una donación del producto, para realizar un ensayo pequeño en la Facultat de Estudios Superiores Cuautitlán-UNAM de alimento contaminado con aflatoxina.
Recibe un cordial saludo desde México
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Técnico Agropecuario
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04/11/2008
Hola Verena, no se si me recuerdas, tuve la oportunidad de conocerte en un congreso internacional de mocotoxina realizado en la ciudad de Cordoba en el 2006.
Es un exelente articulo y muy bueno lo realizado por el sr Zapata con su cosecha.
Hoy por hoy, los productores agropecuarios por cuetiones economicas, politicas, etc, almacenan su produccion en silos bolsas ( planta y granos verdes, granos humedos o granos secos).
Creo que la gran mayoria de los productores en especial los pequeños y medianos no tienen el conocimiento de lo que es mocotoxinas y sus consecuencias.
¿ como podriamos ayudarlos prevenir?
saludos
Sergio
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05/11/2008
Estimada Karen,
Me imagino que en el inicio debe ser muy difícil manejar el tema de las micotoxinas – más si una esta solita ya que este tema es muy complejo!
Aunque no conozco exactamente las circunstancias del molino (que alimento producen, de donde compran la materia prima etc.) puedo sugerirte algunos consejos básicos.
Lo mejor siempre seria utilizar materias primas libres de micotoxinas. En caso que esto no sea posible si se dispone de materias primas de diferentes orígenes se pueden mezclar para lograr bajar el nivel de micotoxina (dilución de la concentración). Si el nivel de micotoxinas es muy alto seria conveniente rechazarlo o no comprarlo.
Suponemos que conocemos los resultados de nuestro análisis de micotoxinas. Como hay que reaccionar?
De hecho solamente Aflatoxina está reglamentado dentro de una “directiva” (“DIRECTIVA 2003/100/CE DE LA COMISIÓN” se encuentra poniéndolo así en el google) para el resto de las micotoxinas solo presentan los niveles máximos recomendados.
Por ejemplo el nivel máximo en piensos completos para ganado lechero es de 0,005 ppm (5ppb), calculado sobre la base de un contenido de humedad del 12 %. El nivel máximo general para todos los alimentos para animales es de 0,02ppm (20 ppb).
En el caso de las otras micotoxinas solo existe una recomendación por parte de Comunidad Europea que también uno encuentra con google: “RECOMENDACIÓN DE LA COMISIÓN de 17 de agosto de 2006 sobre la presencia de deoxinivalenol, zearalenona, ocratoxina A, toxinas T-2 y HT-2 y fumonisinas en productos destinados a la alimentación animal (2006/576/CE).
Apesar de las recomendaciones de la Unión Europea las experiencias en el campo sugieren que con niveles inferiores a estos se pueden presentar problemas en los animales.
Lamentablemente los efectos siempre dependen de muchos factores y por eso mismo no existe una recomendación definitiva en la práctica de los niveles peligrosos de cada una de las micotoxinas.
Algunos consejos prácticos:
Siempre hay que considerar que los animales más jóvenes son los más sensibles. Si ustedes producen alimento para animales jóvenes/en crecimiento este grupo tendría que recibir el alimento con mejor calidad.
Aflatoxina B1 y B2 y su metabolito aflatoxina M1 que aparece por ej. en la leche son carcinogénicos ya en niveles muy bajos. Por eso en muchos países del mundo la contaminación del alimento o por lo menos la contaminación de la leche tiene un valor máximo tolerado.
Ocratoxina A afecta a todos los animales, es carcinógeno pero no tan prevalente como la aflatoxina. Hasta ahora no esta reglamentada en una directiva. Pero se esta pensando ya que ocratoxina A es de mayor consideración en la alimentación humana.
Los cerdos en general son muy sensibles contra zearalenona - las aves al contrario no son sensibles contra zearalenona. Entonces si se encuentra materia prima contaminada con zearalenona se podría utilizar para alimento de aves. Zearalenona muchas veces aparece junto con tricotecenos, especialmente con deoxinivalenol (DON, o también llamado vomitoxina) que causa muchas problemas en cerdos pero en aves menos.
Si encuentras toxina T-2 eso te puede llevar a problemas porque esa toxina en todos los animales puede causar problemas - básicamente lesiones, ej bucales en los aves.
Fumonisina es muy peligroso para los caballos. El caballo es el animal más sensible, después el cerdo y los menos sensibles son las aves. Poco sabemos de la sensibilidad de los rumiantes frente de una contaminación con fumonisina.
Espero que estas respuestas de hayan ayudado!
Saludos cordiales
Verena
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24/02/2009
En base a este articulo cabe señalar que el desempeño del producto in-Vitro es pobre a contaminaciones de 200ppb de AFB1 y a una dosificación de 2 kilos. Si agregamos el costo por kilogramo veremos que el producto es muy caro comparado con otros que tienen capacidad de adsorción 5 u 8 veces mas de este tipo de Micotoxinas. Un dato importante y que no se menciona es ¿Cual es la contaminación de ZEA, OCRA, T2 etc. que pueden desactivar? Y a que nivel de inclusión del
Adsorbente, lo cual nos arrojaría el costo por tonelada protegida. ¿Que pruebas o certificaciones tienen para decir que las Micotoxinas se desactivan?...El articulo es presentable pero no brinda mayores herramientas para la toma de decision.
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01/07/2009
karen me parece a mi tambien un exceente articulo y fuente actalixzada de anailisis de micotoxinas que me fascinan,he estado en plantas de alimentos y te puedo decir de fuentes contaminantes muy severas dentro de la planta, (dejemos estar la contaminacion x con que venga el producto de cosecha)sobretodo el los silos de almacenaje, si no tienen un control de temperatucra y un buen sistema de aireacion, es un punto de contaminacion asimismo el molino y los filtros de polvo hay que tener un sistema de cambio periodico e limpieza, ya que es una fuente enorme de humedad y por consiguiente focos de micotoxinas,las mezcladoras y los sistemas de elevadores, asi como las tolvas de pt deben de tener un sistema de limpieza ´periodica sobretodo en tapas , en algun timepo hicimos pruebas con alumociticatos probando con un mismo grano dandole todo el seguimiento hasta el pt, manejando resultados mas o menos aceptables.
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