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Micotoxinas en maíz: Brasil año 2019

Publicado el: 3/2/2020
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En el año 2019, fueron analizados 3.069 espectros de muestras de maíz brasileño, usando NIR conectado a la plataforma Olimpo de la empresa Pegasus Science.

Las muestras procedentes de 10 estados brasileños resultaron en 3.069 predicciones de aflatoxina (B1), 6.134 predicciones de fumonisinas (B1 y B2), 3.029 predicciones de deoxinivalenol y 2.971 predicciones de zearalenona, totalizando 15.203 predicciones en el periodo estudiado.


Tapa del reporte de Pegasus Science sobre micotoxinas en maiz durante 2019

Los límites de cuantificación para los espectros de maíz en las diferentes micotoxinas se muestran en la Tabla 1:


Tabla 1: Límite de cuantificación del NIR – Near Infrared spectroscopy para las diferentes micotoxinas.

Aflatoxina B1 (AFLA)
La concentración promedio de AFLA y su prevalencia por semana se muestran en la Figura

1. El promedio anual fue de 1,8 ppb y el promedio de las muestras positivas fue de 8,9 ppb, prevaleciendo en el 20,3% de las muestras analizadas. Se observó que, en el periodo de invierno la prevalencia fue ligeramente menor, sin embargo, la concentración promedio no disminuyó significativamente.

Figura 1: Concentración promedio y prevalencia de AFLA por semana en espectros NIR de muestras de maíz brasileño en el año 2019.

La Figura 2, ilustra la concentración promedio de muestras positivas, de diferentes procedencias, por estado y su respectiva prevalencia. La prevalencia más alta se detectó en el estado de Mato Grosso, en el que 263 muestras tenían 61,4% de positividad, con promedio y promedio de muestras positivas de 5,1 y 8,3 ppb, respectivamente.

Figura 2: Concentración promedio de muestras positivas y prevalencia de AFLA en muestras de maíz en el año 2019.

Históricamente, esta micotoxina ha tenido una baja prevalencia. La aflatoxina B1, es producida por hongos del género Aspergillus, que tiene la característica de producir la toxina en los granos durante la fase de maduración fisiológica, cosecha, transporte, limpieza previa, secado y almacenamiento, cuando las condiciones de humedad, temperatura y concentración de oxígeno son favorables. La infraestructura y el cuidado durante la etapa de almacenamiento del maíz en Brasil han mejorado significativamente en los últimos años, lo que ha generado que los niveles de aflatoxinas disminuyan drásticamente en las últimas dos décadas.

La prevalencia de AFLA fue inconstante en el año 2019, con ocurrencia ocasional en algunos clientes durante algunas semanas. Debido a la aparición frecuente de casos aislados de altas concentraciones en el maíz, combinados con la alta toxicidad de la AFLA, el monitoreo del riesgo es esencial. Por lo tanto, es posible implementar medidas de protección adecuadas cuando el riesgo para esta toxina aumenta, como ocurrió durante algunos períodos en situaciones particulares.


Fumonisinas B1+B2 (FUM)
El promedio anual de FUM (B1 + B2) fue de 2.092 ppb y el promedio de muestras positivas fue de 2.130 ppb, prevaleciendo en el 98,2% de las muestras analizadas. En los meses de mayo y diciembre, los niveles fueron ligeramente más bajos (alrededor de 1.700 ppb) en comparación con los presentados en los meses de junio y julio (alrededor de 3.000 ppb) (Figura 3).

Figura 3: Concentración promedio y prevalencia de FUM por semana en espectros NIR de muestras de maíz brasileño en el año 2019.

En los estados de Goiás y Rio Grande do Sul, se identificaron los promedios de concentración más altos en las muestras positivas, con 2.950 ppb y 2.898 ppb en 69 y 691 muestras, respectivamente (Figura 4).

Figura 4: Concentración promedio de muestras positivas y prevalencia de FUM en muestras de maíz en el año 2019.

El clima en Brasil, es especialmente favorable para el desarrollo de hongos del género Fusarium, que crecen y producen FUM mientras el maíz está en el campo durante su cultivo. Su alta prevalencia reportada en años anteriores, ha llamado la atención constante de los investigadores y de la agroindustria brasileña, porque a pesar de que no son tan tóxicos como la AFLA, presentan mayor prevalencia en el maíz. Los datos de este estudio muestran que, más del 90% del maíz brasileño, en el año 2019, estaba contaminado por FUM, sin embargo, es posible observar que hubo variaciones en los niveles de concentración durante todo el año.

Es prácticamente imposible para una industria usar maíz sin FUM, sin embargo, puede ser monitoreado y segregado por especies animales y/o fase de producción para minimizar los efectos tóxicos. El uso de aditivos antimicotoxinas que sean eficaces, también es una alternativa viable y ampliamente utilizada en la nutrición animal.


Deoxinivalenol (DON)
El promedio anual de DON fue de 39 ppb y el promedio de las muestras positivas alcanzó 411 ppb, prevaleciendo en el 9,6% de las muestras analizadas. Se observó que, en algunas semanas, en los meses de septiembre y diciembre, la concentración fue superior a 100 ppb y a 20% de prevalencia (Figura 5).

Figura 5: Concentración promedio de muestras positivas y prevalencia de DON en muestras de maíz en el año 2019.

En el Distrito Federal y Santa Catarina, se identificaron las prevalencias más altas, con 75% y 61% en 4 y 20 muestras, respectivamente. La concentración promedio en estos dos lugares fue de 310 y 238 ppb, respectivamente (Figura 6).

Figura 6: Concentración promedio de muestras positivas y prevalencia de DON en muestras de maíz en el año 2019.

La baja prevalencia, que varía del 0 al 20% en más del 90% de las semanas del año 2019, es históricamente normal en el maíz brasileño, ya que varios estudios indican que esta toxina generalmente no afecta al maíz en altas concentraciones, por encima de 1000 ppb. Ocasionalmente, se identificaron prevalencias más altas en algunas semanas y en algunos clientes. Algunos estudios, con límites de cuantificación inferiores a 350 ppb, han mostrado una mayor prevalencia de DON, a diferencia de otras instituciones que utilizan metodologías oficiales, en las que históricamente la prevalencia de DON en el maíz brasileño está en el rango del 10% (Mallmann et al., 2015).

Sus efectos tóxicos en animales están relacionados con trastornos digestivos e incluso inmunosupresión, lo que justifica su monitoreo y control. Sin embargo, el mayor riesgo de ocurrencia está en los cereales de invierno como el trigo, la cebada y sus derivados (Mallmann et al, 2017).

Zearalenona (ZEA)
El promedio anual de ZEA fue de 6 ppb y el promedio de las muestras positivas fue de 58 ppb, prevaleciendo en el 5,9% de las muestras. Se observó que en algunas semanas de enero y agosto la prevalencia fue superior al 20%. La concentración promedio más alta fue en la semana entre los meses de junio y julio (Figura 7).

Figura 7: Concentración promedio de muestras positivas y prevalencia de ZEA en muestras de maíz en el año 2019.

En los estados de Rondônia, Mato Grosso y Santa Catarina, se analizaron 28, 263 y 20 muestras, respectivamente, y no se identificaron concentraciones superiores a 30 ppb de ZEA. El estado de Minas Gerais tuvo una mayor prevalencia (33%), pero con análisis de solo 6 muestras (Figura 8).

Figura 8: Concentración promedio de muestras positivas y prevalencia de ZEA en muestras de maíz en el año 2019.

La prevalencia de ZEA, puede estar asociada con condiciones climáticas más frías, ya que los hongos que producen ZEA crecen y prosperan a temperaturas más altas, aunque, necesitan oscilaciones con temperaturas más bajas para activar su metabolismo secundario y la producción de ZEA.
Históricamente, esta micotoxina tiene una mayor prevalencia en el maíz brasileño, alrededor del 20 al 30%, sin embargo, durante el año 2019, se observó una menor prevalencia.
La ZEA, tiene importancia toxicológica principalmente en cerdos y bovinos, ya que su aparición a menudo se asocia con trastornos reproductivos, lo que justifica su monitoreo para estas especies.


Conclusiones
El monitoreo de las micotoxinas en el maíz debe ser constante, ya que la heterogeneidad de las concentraciones puede ser altas entre un lote de granos y otro. El uso de la metodología NIR para predecir las micotoxinas permite una respuesta más rápida, con la posibilidad de llevar a cabo un número mayor y más frecuente de análisis, proporcionando una mayor seguridad en el uso del maíz en la nutrición animal y humana.

Las micotoxinas más importantes y prevalentes en el maíz brasileño tuvieron diferentes perfiles de ocurrencia en el año 2019. Lo más destacado, fue la alta prevalencia de FUM, la prevalencia fluctuante de AFLA, la prevalencia puntual de DON y la baja prevalencia de ZEA.

El riesgo que cada micotoxina ofrece al sistema de producción, puede medirse a partir del monitoreo continuo de las materias primas utilizadas en la dieta, considerando la concentración promedio, la prevalencia de cada micotoxina y su variabilidad; dependiendo además, de la sensibilidad de cada especie animal, edad, sexo y factores ambientales, sanitarios, genéticos y nutricionales. Estos riesgos son calculados automáticamente por la Plataforma Olimpo, lo que facilita la gestión del riesgo de micotoxinas y la toma de decisiones.


Referencias bibliográficas

  • MALLMANN, C.A.; DILKIN, P.; MALLMANN, A.O.; MACHADO, L.V. Micotoxinas e micotoxicoses em suínos: situação atual no Brasil. In: Avanços em sanidade, produção e reprodução de suínos. 1 ed. Porto Alegre: Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Setor de Suínos, 2015, p.221-237.
  • MALLMANN, C.A.; DILKIN, P.; MALLMANN, A.O.; OLIVEIRA, M.S.; COLOMA, Z.N.; TONINI, C. Prevalence and levels of deoxynivalenol and zearalenone in commercial barley and wheat grain produced in Southern Brazil: an eight-year (2008 to 2015) summary. Tropical Plant Pathology, v.42, p.146-152, 2017.
 
Autor/es
Doctorado en Universidad Federal de Santa María, en Medicina Veterinaria Preventiva, con énfasis en el área micotoxicológica. Graduada en Zootecnia y Maestría en Zootecnia en la Universidad Federal de Santa María. Experiencia en el área micotoxicológica y nutricional, usando equipos de NIRS y HPLC. Trabajó en la Empresa Agroceres Multimix por cuatro años, en la cual actuó como Nutricionista y posterior Supervisión del Laboratorio de Bromatología. Hoy es parte del staff profesional de Pegasus Science.
 
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