Ecuador - Minimizar la carga de aflatoxinas en maíz con levaduras
Publicado: 22 de marzo de 2021
Fuente: Engormix.com
El maíz (Zea mays L.) es uno de los productos alimenticios más consumidos a nivel mundial, siendo de gran importancia tanto para alimentación humana como animal. La demanda de este cereal es alta, y los grandes avances en el área tecnológica y de innovación, el crecimiento demográfico y las tendencias de consumo del mercado hacen que la demanda de maíz esté en crecimiento (Arteaga et al., 2004). No obstante, se estima que alrededor del 25% de las cosechas son afectadas por hongos toxigénicos (Gómez, 2017), los cuales contaminan los granos con micotoxinas. Infestaciones que representan un importante problema de salud pública (Escalona, 2009).
Las aflatoxinas (AF) se dividen en dos grupos: el grupo B (aflatoxinas B1 y B2) caracterizado por un anillo ciclopentanona y el grupo G (aflatoxinas G1 y G2) caracterizado por un anillo de lactona. Por otro lado, las aflatoxinas M1 y M2 son metabolitos hidroxilados de las aflatoxinas B1 y B2, las cuales se pueden encontrar en la leche de consumo procedente de animales que han ingerido alimento contaminado (Escalona, 2009). La aflatoxina B1 es la principal toxina producida por el A. flavus, siendo además el metabolito con mayor toxicidad debido a su radical epóxido, el cual interactúa con proteínas por conjugación y produce toxicidad (SerranoColl y Cardona-Castro, 2015). La Unión Europea en el año 2001 estableció un límite máximo de aflatoxinas de 4 mg/kg en productos agrícolas, para la AF B1 un máximo de 2 mg/kg y para la AF M1 un rango de 0,05 a 0,5 mg/kg (Martínez-Larrañaga y Anadón, 2006).
Las micotoxinas se presentan en alimentos principalmente por infección de la planta en el campo por el hongo patógeno, infestación de insectos o pájaros, daño mecánico y/o crecimiento de hongos patógenos postcosecha sobre los frutos o granos almacenados debido a las condiciones de almacenamiento (temperatura, humedad, madurez del grano, ventilación, etc.) (Gómez, 2017; Escalona, 2009). Cabe mencionar que los dos géneros de hongos toxigénicos más estudiados y comunes en la infestación de cereales son Aspergillus y Fusarium (Martínez -Padrón, 2013).
Por otro lado, las levaduras son hongos unicelulares que se han utilizado durante siglos para la obtención de productos como el vino, la cerveza o el pan (Tomicic et al., 2016). Dentro de la industria de los alimentos, las levaduras más utilizadas pertenecen al género Saccharomyces (Frazier y Westhoff, 1993). Además de uso alimenticio, la pared celular de Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) se utiliza para reducir la carga de micotoxinas en piensos para alimentación animal (Morales, 2007).
La pared celular representa entre el 26 - 32% de la célula (Morales, 2007) y en el caso de la S. cerevisiae su estructura química muestra un alto grado de antigenicidad debido a sus fracciones de β-glucanos y manosa; esta estructura tridimensional constituida principalmente de polisacáridos es capaz de llevar a cabo reacciones de absorción para ciertas micotoxinas (Jouany et al., 2005).
Varios estudios taxonómicos han revelado que la levadura Saccharomyces boulardii es una cepa de S. cerevisiae, por lo que esta levadura se denomina Saccharomyces cerevisiae var. boulardii (S. boulardii) (Tomicic et al., 2016; Lazo-Vélez et al., 2019). Además, la levadura S. boulardii tiene propiedades nutricionales y farmacéuticas importantes. La Unión Europea (UE) la ha catalogado como un microorganismo seguro para su empleo en alimentación animal, así mismo, la FDA lo ha clasificado como microorganismo seguro grado GRAS (Generally Recognised As Safe) (Lazo-Vélez et al. 2019).
Esta introducción es parte de la investigación realizada por Cristina Fernanda Quintero Álvarez para su trabajo de graduación previo a la obtención del título de: Ingeniero en Alimentos con mención en Nutrición en la Facultad de Ciencia y Tecnología, Escuela de Ingeniería en Alimentos, Universidad del Azuay (Cuenca, Ecuador)
La finalidad de esta investigación fue evaluar si la pared celular de S. boulardii tiene la capacidad de inhibir aflatoxinas al igual que la pared celular de S. cerevisiae. El efecto sobre la carga de aflatoxinas B1, B2, G1 y G2 fue determinada mediante Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC).
Se determinó el efecto de la adición de la pared celular de las levaduras Saccharomyces cerevisiae y Saccharomyces var. boulardii sobre la carga de aflatoxinas en granos de maíz contaminados. Granos de maíz blanco fueron inoculados con A. flavus en cantidad conocida y se le adicionó soluciones de pared celular de levaduras en concentraciones de 0.5, 1 y 2 mg/kg. Finalmente se evaluó la carga de aflatoxinas B1, B2, G1 y G2 mediante UPLC obteniendo que ambas levaduras son capaces de minimizar la carga de aflatoxinas en más del 80 %. Los tratamientos más efectivos fueron S. cerevisiae y S. boulardii 1mg/kg.
Las aflatoxinas (AF) se dividen en dos grupos: el grupo B (aflatoxinas B1 y B2) caracterizado por un anillo ciclopentanona y el grupo G (aflatoxinas G1 y G2) caracterizado por un anillo de lactona. Por otro lado, las aflatoxinas M1 y M2 son metabolitos hidroxilados de las aflatoxinas B1 y B2, las cuales se pueden encontrar en la leche de consumo procedente de animales que han ingerido alimento contaminado (Escalona, 2009). La aflatoxina B1 es la principal toxina producida por el A. flavus, siendo además el metabolito con mayor toxicidad debido a su radical epóxido, el cual interactúa con proteínas por conjugación y produce toxicidad (SerranoColl y Cardona-Castro, 2015). La Unión Europea en el año 2001 estableció un límite máximo de aflatoxinas de 4 mg/kg en productos agrícolas, para la AF B1 un máximo de 2 mg/kg y para la AF M1 un rango de 0,05 a 0,5 mg/kg (Martínez-Larrañaga y Anadón, 2006).
Las micotoxinas se presentan en alimentos principalmente por infección de la planta en el campo por el hongo patógeno, infestación de insectos o pájaros, daño mecánico y/o crecimiento de hongos patógenos postcosecha sobre los frutos o granos almacenados debido a las condiciones de almacenamiento (temperatura, humedad, madurez del grano, ventilación, etc.) (Gómez, 2017; Escalona, 2009). Cabe mencionar que los dos géneros de hongos toxigénicos más estudiados y comunes en la infestación de cereales son Aspergillus y Fusarium (Martínez -Padrón, 2013).
Por otro lado, las levaduras son hongos unicelulares que se han utilizado durante siglos para la obtención de productos como el vino, la cerveza o el pan (Tomicic et al., 2016). Dentro de la industria de los alimentos, las levaduras más utilizadas pertenecen al género Saccharomyces (Frazier y Westhoff, 1993). Además de uso alimenticio, la pared celular de Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) se utiliza para reducir la carga de micotoxinas en piensos para alimentación animal (Morales, 2007).
La pared celular representa entre el 26 - 32% de la célula (Morales, 2007) y en el caso de la S. cerevisiae su estructura química muestra un alto grado de antigenicidad debido a sus fracciones de β-glucanos y manosa; esta estructura tridimensional constituida principalmente de polisacáridos es capaz de llevar a cabo reacciones de absorción para ciertas micotoxinas (Jouany et al., 2005).
Varios estudios taxonómicos han revelado que la levadura Saccharomyces boulardii es una cepa de S. cerevisiae, por lo que esta levadura se denomina Saccharomyces cerevisiae var. boulardii (S. boulardii) (Tomicic et al., 2016; Lazo-Vélez et al., 2019). Además, la levadura S. boulardii tiene propiedades nutricionales y farmacéuticas importantes. La Unión Europea (UE) la ha catalogado como un microorganismo seguro para su empleo en alimentación animal, así mismo, la FDA lo ha clasificado como microorganismo seguro grado GRAS (Generally Recognised As Safe) (Lazo-Vélez et al. 2019).
Esta introducción es parte de la investigación realizada por Cristina Fernanda Quintero Álvarez para su trabajo de graduación previo a la obtención del título de: Ingeniero en Alimentos con mención en Nutrición en la Facultad de Ciencia y Tecnología, Escuela de Ingeniería en Alimentos, Universidad del Azuay (Cuenca, Ecuador)
La finalidad de esta investigación fue evaluar si la pared celular de S. boulardii tiene la capacidad de inhibir aflatoxinas al igual que la pared celular de S. cerevisiae. El efecto sobre la carga de aflatoxinas B1, B2, G1 y G2 fue determinada mediante Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC).
Se determinó el efecto de la adición de la pared celular de las levaduras Saccharomyces cerevisiae y Saccharomyces var. boulardii sobre la carga de aflatoxinas en granos de maíz contaminados. Granos de maíz blanco fueron inoculados con A. flavus en cantidad conocida y se le adicionó soluciones de pared celular de levaduras en concentraciones de 0.5, 1 y 2 mg/kg. Finalmente se evaluó la carga de aflatoxinas B1, B2, G1 y G2 mediante UPLC obteniendo que ambas levaduras son capaces de minimizar la carga de aflatoxinas en más del 80 %. Los tratamientos más efectivos fueron S. cerevisiae y S. boulardii 1mg/kg.
Los directores de Cristina Fernanda Quintero Álvarez para su tesis fueron Marco Antonio Lazo Vélez (Director) y Sergio Serna Saldivar (Co-Director)
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