Máiz en Silos Bolsa: comportamiento de los hongos micotoxigénicos durante el almacenamiento
Publicado: 20 de junio de 2018
Por: Ing. Agr. (M. Sc., Dra.) Claudia CASTELLARI, Ing. Agr. (M. Sc.) Facundo MARCOS VALLE (Laboratorio de Microbiología de Suelos y Alimentos. Unidad Integrada Balcarce (FCA, UNMdP – EEA Balcarce, INTA); y Dra. Ana PACIN (Fundación de Investigaciones Científicas Teresa Benedicta de la Cruz). Argentina.
En los últimos años, el silo bolsa se convirtió en una alternativa para almacenar los granos de cereales y oleaginosas intentando solucionar el déficit de almacenaje fijo de la producción en la Argentina, que alcanza a 45 millones de toneladas, más del 40% de la producción total del país (Bartosik, com. pers.).
Debido a su bajo costo y sencillez, esta herramienta, comenzó a ser difundida y utilizada en más de 50 países del mundo, entre ellos Estados Unidos, Australia y varios del continente europeo.
Importantes avances científicos desarrollados en nuestro país coordinados por el INTA sentaron las bases de esta modalidad de almacenamiento y permitieron hacer un uso más eficiente de la bolsa. Entre ellos se destacan el test para medir la hermeticidad de la bolsa; el monitoreo periódico del CO2 generado por el granel, para predecir el deterioro de los granos; modelos bioeconómicos para predecir la comercialización; tecnologías de implementación de atmósferas modificadas para el control de insectos y hongos, y modelos de simulación que permiten predecir estados iniciales de deterioro y estimar los períodos seguros de almacenamiento.
Riesgo de deterioro de los granos embolsados
El riesgo de deterioro de los granos se produce cuando éstos se almacenan con un contenido de humedad superior a la recomendada como segura que, para el maíz, trigo y soja no debe superar 14%, mientras que para girasol es del 11%, de acuerdo con datos proporcionados por el INTA. En otras palabras, la humedad de los granos es determinante del período durante el cual éstos pueden ser almacenados. Las principales manifestaciones que indican el deterioro son la reducción del valor nutritivo y del poder germinativo y la presencia de compuestos tóxicos producidos por los hongos que los contaminan. Estos compuestos son denominados micotoxinas y considerados contaminantes naturales de los alimentos.
¿Por qué debemos analizarlas? Las micotoxinas están estrictamente reguladas tanto a nivel nacional como internacional. El Codex Alimentarius, bajo el cual se rigen 169 países del mundo, establece normas específicas para micotoxinas tanto para protección del consumidor como para efectos comerciales. Es un compromiso ético y social garantizar la inocuidad de los alimentos.
El maíz es, particularmente, susceptible a la infección fúngica, evento gobernado por distintos factores que interactúan simultáneamente. Hablamos de factores del ambiente o extrínsecos (temperatura, humedad relativa ambiente, tensión de O2 y composición de gases como CO2 y O2, generados por la respiración del granel), factores relacionados con la composición química y las propiedades físicas o biológicas del grano, llamados también intrínsecos (aw, pH, composición química) y por factores relacionados con las interacciones entre diferentes microorganismos del ecosistema). También se podrían considerar factores de tipo tecnológico, relacionados con las prácticas de cultivo y de almacenamiento en particular utilizando estructuras de almacenaje cuya característica especial es la automodificación de los gases de la atmósfera intergranaria.
Estos factores tendrán influencia marcada sobre la viabilidad de los hongos micotoxigénicos y sobre la cantidad relativa y la velocidad de formación de las micotoxinas, durante el cultivo y posteriormente en el almacenamiento.
Las estimaciones publicadas por la FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) indican que aproximadamente el 25% de las materias primas en el mundo están contaminadas con diferentes micotoxinas. Parte de sus estudios, publicados en los últimos años, indican que el 40% de las pérdidas de cereales para la producción de alimentos en países en desarrollo ocurre en la fase de la poscosecha y procesado, muchas de ellas debidas a la presencia de las micotoxinas.
La situación en la Argentina es similar a la del resto de los países del mundo. Resultados obtenidos a partir del análisis de muestras de maíz entre los años 1999 y 2015 revelaron que entre el 90 y 100% están contaminadas por fumonisinas, el 10% por zearalenona y deoxinivalenol y entre el 10 y 50% con aflatoxinas.
La importancia de la calidad de los granos
El control de la producción de micotoxinas en las materias primas es necesario ya que ocasionan efectos negativos en la salud humana y animal, y las medidas de prevención para evitar su presencia son insuficientes, con el agravante de que contaminan matrices como maíz, trigo, soja, girasol y arroz, destinadas a elaboración de alimentos. Por ello, se entiende que la preservación de la contaminación implica un conocimiento profundo de la ecología de los hongos contaminantes.
El comportamiento y la evolución de las especies fúngicas micotoxigénicas asociadas a granos de maíz, en el interior de las bolsas plásticas, ha sido escasamente estudiada. Recientemente se realizaron experimentos para evaluar la influencia de factores condicionantes de la contaminación fúngica de los granos en el interior de los silos bolsa, especialmente la composición de gases y la acidez de los granos. Los mismos contribuyeron a explicar la abundancia y permanencia de las especies micotoxigénicas durante el tiempo en que los granos fueron almacenados.
Experimento desarrollado
Se analizaron 270 muestras de maíz extraídas de cinco bolsas plásticas, ubicadas en la región sudeste de la provincia de Buenos Aires, Argentina. Las muestras, cuyo contenido de humedad promedio fue de entre 15,5 y 17%, se obtuvieron en tres tiempos del almacenamiento, cuya duración fue de 150 días, y en seis puntos de la bolsa (cada 10m a partir del cierre) donde se establecieron tres estratos en el perfil vertical del granel (0-0,20m; 0,20-0,80m y 0,80-1,70m).
En cada tiempo se determinaron la temperatura del granel, las concentraciones de O2 y CO2 (utilizando un medidor de gases portátil), la humedad y el pH de los granos. Seguidamente se determinó, para cada muestra, la carga fúngica total y de cada especie micotoxigénica, expresando los resultados en unidades formadoras de colonias por g de grano (UFC/g). Con los resultados obtenidos de la caracterización de géneros y especies se describió la dinámica de la micobiota en los 150 días del almacenamiento de los granos.
Resultados
El tiempo de almacenamiento no tuvo efecto sobre el recuento de hongos y levaduras totales en los granos. Sin embargo, se determinó que la posición de los granos en el perfil vertical de la bolsa influyó en la carga de hongos observada (Figura 1). Los mayores recuentos se registraron en el estrato superior de la bolsa (justo debajo de la película plástica, estrato 0-0,20m). La variación diaria de temperatura y la cercanía de los granos que se encuentra en contacto con la película plástica y ésta con el ambiente exterior, donde el intercambio gaseoso es facilitado, constituyen explicaciones válidas para estos resultados.
Composición de la micobiota asociada a los granos de maíz durante el Almacenamiento
A lo largo de los 150 días del almacenamiento de los granos, la composición de la micobiota total varió (Figura 2), incrementándose el aislamiento de especies marginales, tolerantes a bajas concentraciones de O2 y altas temperaturas y reduciéndose la frecuencia de especies micotoxigénicas como Aspergillus flavus y Fusarium verticillioides. Estos resultados generan expectativas ya que se infiere que no se produciría una acumulación de toxinas que supere los límites exigidos por la Legislación vigente.
Por otro lado, se establecieron nuevas hipótesis sobre el rol que desempeñan los hongos filamentosos resistentes a condiciones ambientales desfavorables, en el control de la biota micotoxigénica asociada a los granos en estos sistemas de almacenamiento.
Micobiota micotoxigénica
Respecto de la micobiota micotoxigénica (Figura 3), se determinó que A. flavus solo fue aislado al comienzo del almacenamiento, mientras que F. verticillioides se identificó en los tres tiempos, aunque con una frecuencia que se redujo a partir de los 90 días, pero sin variaciones en el recuento poblacional, confirmando la afinidad de esta especie por la matriz maíz.
Micotoxinas
Cuando se analizaron las micotoxinas, se detectó la presencia de aflatoxinas en un número bajo de muestras. Aflatoxina B1, fue la única toxina detectada en un 40% de las muestras, con concentraciones que variaron entre 0,3 μg/kg y 0,8 μg/kg, niveles inferiores a los máximos establecidos en Argentina (ANMAT, 2015) y en la Comunidad Europea (UE, 2010) para maíces sin procesar.
A. flavus es comúnmente aislado en maíces cultivados en latitudes de entre 26 y 35º Norte, por lo que la posible acumulación de aflatoxinas se relacionaría con altas temperaturas o condiciones climáticas tropicales, muy diferentes a las descriptas para la zona de estudio. Esto significa que las condiciones ambientales, en particular la temperatura, fueron desfavorables para el establecimiento de la especie y, por lo tanto, para la producción de aflatoxinas.
Por otro lado, el 100% de las muestras analizadas, presentaron contaminación por fumonisinas. Estos resultados fueron esperados ya que entre el 50% y 100% de las muestras se hallaron infestadas por especies de Fusarium, productoras de la toxina. El promedio de las concentraciones de fumonisinas totales, así como la fumonisina B1 (FB1, la más importante reportada por su frecuencia de aparición y concentración) fue inferior al máximo permitido (4.000 μg/kg) para maíz sin procesar (UE, 2007).
Consideraciones finales
Los granos ubicados en los primeros 20 cm (estrato superior de la bolsa) presentaron mayores recuentos de hongos y levaduras que aquellos ubicados en la profundidad del perfil. Por otro lado, no se detectaron diferencias en la carga fúngica respecto del tiempo del almacenamiento, que fue de cinco meses, ni tampoco a lo largo de la bosa, cuya extensión fue de 60 m. Estos datos son importantes a la hora de definir estrategias de muestreo de granos para determinar la contaminación fúngica, ya que el número de muestras a extraer puede reducirse y así evitar alterar la integridad física de las bolsas.
Respecto de las micotoxinas, los datos revelaron que en el interior del silo bolsa las aflatoxinas y las fumonisinas no incrementaron sus concentraciones. Las especies productoras no encontraron un ambiente favorable para sobrevivir (A. flavus) o en caso de lograrlo, por su afinidad con la matriz maíz, como lo es F. verticillioides, la reducción significativa de la frecuencia de aparición fue un factor que condicionó la acumulación de la toxinas por encima de los niveles máximos permitidos.
Los resultados obtenidos en esta zona de la provincia de Buenos Aires contribuyen a promover las ventajas del uso del silo bolsa como herramienta para almacenar granos secos por un determinado periodo de tiempo.
Financiamiento
El presente trabajo fue financiado por la Universidad Nacional de Mar del Plata (Proyectos AGR375/12; AGR 441/14; AGR 499/16) y el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (Proyecto AEAI274.420, Área Estratégica Agroindustria).
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Autores:
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria - INTA
Universidad Nacional de Lujan
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria - INTA
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16 de marzo de 2023
Concuerdo con el comentario del Ing. Cardoso. No existe el calentamiento por efecto de la acción de hongos en un silo bolsa correctamente confeccionado. Por lo tanto no se produce la reacción de Mailllar, ya que esta se desencadena a temperatura muy altas que no llegan a ocurrir en este tipo de almacenamiento. En zonas de altas temperaturas 40-50ª C, solamente alcanzan esos valores dentro del silo bolsa los primeros 5 cm superficiales, luego va disminuyendo significativamente hacia adentro de la masa de granos. Como afirma el Ing. Cardoso, a esas altas temperaturas ambientes puede afectar la calidad de la semilla, pero depende principalmente del estado de las mismas cuando se almacenan: la humedad, las impurezas y el daño mecánico que puedan presentar esas semillas al ser almacenadas.
En cuanto a los hongos micotoxigénicos, si los granos están dentro de los parámetros de humedad de recibo (12 a 14%) no debería haber desarrollo de estos patógenos. Aquí también hay que considerar que muchas veces los granos ya vienen contaminados desde el campo.
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Agropecuaria Aliar S.A
8 de diciembre de 2022
Alguna información sobre aumento de daño por calor en maíz y soja almacenada en silo bolsa?
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25 de julio de 2022
Si los granos que se almacenan en silo bolsa ingresan con la humedad de recibo 14%, no deberían desarrollar ningún tipo de contaminación fúngica. Pero hay que considerar que muchas veces los granos de maíz se pueden contaminar de hongos en el campo y desarrollar micotoxinas en el campo. Por lo tanto, para estar seguros (esto vale para cualquier tipo de almacenamiento), se debería hacer un análisis de micotoxinas antes de almacenarlos. Caso contrario nunca se sabe si, la micotoxina, se desarrolló en el almacenamiento o vino de campo.
Este concepto, de controlar la contaminación antes de almacenar los granos, es también válida para las plantas que producen bioetanol, ya que en la burlanda se concentran las micotoxinas, en caso de venir contaminadas de campo .Por lo cual se recomienda discriminar las partidas contaminadas de las que no lo están. Para así obtener lotes de alimento sanos, separados de las que contienen micotoxinas.
En el caso de granos almacenados con mayor contenido de humedad, la estrategia es la misma. Pero si los granos están sanos, conviene guardarlo por un período corto (aproxim. 60-90 días) y controlarlos cada 15-20 días para ver como evolucionan.
En general, también depende del tipo de grano de maíz, los amarillos dentados son más susceptibles al deterioro que los colorados duros. Además influye la limpieza y la integridad de los granos. Los que tienen daño mecánico y con impurezas, tienen mayor posibilidad de deteriorarse.
El objetivo de una buena conservación de granos en el almacenamiento, es el de obtener un grano de calidad antes de guardarlo y esa calidad es una sumatoria de atributos que se logran a través de todo el ciclo del cultivo y cosecha. Granos, sanos (físicamente y con sanidad), secos y limpios se conservan mejor. Algunos también agregan el concepto de granos fríos.
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Metalteco
27 de marzo de 2019
Me parece una excelente solución ya que presenta una gran ventaja económica, me gustaría saber cuáles son las características técnicas y propiedades mecánicas de la bolsas...
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Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria - INTA
27 de septiembre de 2018
es una mezcla de polietileno linear y no linear de baja densidad
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7 de julio de 2018
Es muy interrsante y positivo todos los comentarios vertidos sobre la tecnología de almacenamiento de granos en bolsas plásticas. Es una tecnología simple, pero de máximo cuidado como se ha ecpresado en las diferentes opiniones. Además, hay un factor más que quisiera agregar y es la participación que cumple el grano, como actor principal. Como se mencionó, cuanto mejor es la calidad del grano a almacenar, mejor será su conservación ya sea en silo bolsa como en otros tipos de almacenamiento. Pero un factor que no se menciona es la calidad genética del grano, especialmente en Maíz. Actualmente la mayoría de los maíces son dentados o semidentados y tendencia a color amarillo. Estos granos, en general, son más susceptibles al deterioro tanto mecánico como biológico. Por lo tanto si alguién está pensando en guardar estos granos por mucho tiempo y con cierto contenido de humedad, es posible que considere sembrar aquellos maíces del tipo colorado y colorado duro, los cuales tendrán mejor comportamiento ante las advesidades, principalmente hongos. Luego, reducir el daño mecánico y mejorar la limpieza durante la cosecha.
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Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria - INTA
3 de julio de 2018
Estimados
Estuve siguiendo los comentarios vertidos en el Foro de discusión, sobre el artículo de mi autoría publicado recientemente.
Gracias a todos por los comentarios que han enriquecido significativamente los estudios en esta temática.
Quiero dejarles algunos puntos sobresalientes del trabajo que realicé y no fueron vertidos en el artículo, pero que contribuyen a la discusión.
El Dr. Casini hace referencia a cuestiones prácticas que tienen que ver con el monitoreo de los granos embolsados, con las que estoy absolutamente de acuerdo. Pude comprobar que si la humedad de los granos es normal y homogénea, pueden reducirse los puntos de muestreo en bolsas de extensión aproximada de 60 m. cuando se quiere determinar deterioro de la calidad de granos por hongos. En el experimento realizamos calados de las bolsas cada 10 m de longitud y pudimos comprobar que si la humedad de grano es normal y homogénea, no existe incremento de hongos en el tiempo (150 días de monitoreo). Por lo que se podrían reducir los puntos de muestreos en la bolsas o solo chequear aquellos en los que existen alteraciones de humedad medida al momento del embolsado.
Respecto de la hermeticidad de la bolsas, como indicó Alberto Mendiondo, se produce un incremento de la concentración de CO2 y una reducción del O2 al transcurrir el tiempo, que produciría el control del crecimiento fúngico. Sin embargo, les comento que si bien no hay incremento neto de hongos en el ambiente granario, se produce una reducción de la frecuencia de aislamiento de los géneros de campo como Fusarium y un incremento de los géneros denominado de almacenamiento como Aspergillus, Penicillium, Eurotium y otros. En este trabajo en particular, llevado a cabo en el sudeste de la provincia de Buenos Aires, zona templada, el aislamiento de especies de Aspergillus productores de aflatoxinas fue escaso, debido a que las temperaturas no son óptimas para su desarrollo. Sin embargo, la frecuencia de aislamiento de Fusarium verticillioides fue elevada y más aún en aquellos maíces que fueron cosechados tardíamente. En esos casos el inóculo introducido en las bolsas junto con los granos fue mayor, aunque no hubo incremento en los recuentos, con el tiempo.
Este último comentario trae a colación los dichos del Ing. Cardoso quien indicó que los maíces tardíos traen a la bolsa, granos con una carga mayor de hongos.De todas formas, la modificación del ambiente gaseoso, con una reducción significativa del O2, limita el crecimiento de los hongos, reduciendo el deterioro de los granos y la producción de micotoxinas.
En otro orden, quiero comentarles que si bien es muy importante mantener la integridad física de las bolsas, en todo lo referente a los daños externos y su conformación, es importante destacar la necesidad de realizar un buen cierre ya que las concentraciones de O2 medidas en el extremo que coincide con el cierre es significativamente superior al resto de la bolsa y en valores que podrían favorecer el crecimiento de los hongos.
Quedo a disposición
Un fuerte abrazo a todos.
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25 de junio de 2018
Estimado Ing. Cristiano Casini:
Agradeceríamos saber ¿cómo es el material de fabricación de los silos bolsa? y cómo es que al estar a la intemperie dichos silos se puede evitar que no se calienten las bolsas y con ello se deteriore el grano. Igualmente saber si dichos materiales del silo bolsa no permiten las transminación de la humedad al interior, particularmente en estos días lluviosos en el hemisferio norte. También se ha observado que los ratones en campo pueden dañar a los silos bolsa, ¿cómo se puede evitar esto a pesar de la colocación de trampas contra roedores?.
Atentamente,
Dr. Mario Ramírez M.
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Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria - INTA
24 de junio de 2018
Tiene como consecuencia que los maices se levanten tarde, esperando que el grano se seque en la planta, y con humedad, por que normalmente esto no ocurre.
Algo que ocurre durante el tiempo que el grano se encuentra en la planta es que este, se carga de inoculo de hongos, aparece daño fungico evidente y...micotoxinas. Si a todo eso cosechamos el maíz en agosto-septiembre (ya cerca de la primavera) la conservación seguro no será buena en silo bolsa o en cualquier otro sistema que no permita el acondicionado (secado) del grano.
Algunas reflexiones basadas en las situaciones que más frecuentemente se observan.
- Desde el punto de vista de la conservacion del maiz, hay 3 ventanas de humedad respecto que debemos observar:
Baja humedad14-14,4% o menos:(cuando menos mejor, permite conservar el grano a largo plazo)
15 a 22-23%: cuando más elevada la humedad más rápido es el deterioro.
24 o más permite en teoría es realizar un ensilado, por lq baja del pH.
En el caso de almacenar con destino animal se debe considerar que ensilar tiene ventajas en cuanto a una buena conservación a largo plazo y también ventajas logísticas.
Desde mi punto de vista la peor opción es el almacenamiento tardío y húmedo.
La modificación atmosférica en el silo bolsa permite una mejor conservación del maíz húmedo que si este se conserva en otro sistema sin acondicionamiento (eh. Silo chacra sin aireación), pero no evita cierto deterioro del grano humedo, lo que incluye cierta rehumidificacion (1 o más puntos de humedad) en el tercio superior del silo bolsa, si el almacenamiento comienza a prolongarse.
Cuando peor es la condición del grano almacenado mejor debe hacerse y mantenerse el silo bolsa.
No utizar la temperatura como método de monitoreo, está comprobado que no funciona.
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Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria - INTA
24 de junio de 2018
Estimados, felicito a los autores por el trabajo. La información vertida es muy valiosa. Estoy de acuerdo con Cristiano, el muestreo es muy importante para determinar los sectores mes riegosos y saber donde monitores si o si.
En el caso de maíz en los últimos años se está dando una situación repetida, la cual tiene como punto de partida que casi la mitad del área sembrada de maíz es de maices de segunda o tardíos. La mayor estabilidad de rendimientos es uno de los beneficios pero tiene como contrapartida que la cosecha se atraza y
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