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¿Van a suponer las micotoxinas una fuerte amenaza el año que viene?

Publicado el: 23/11/2015
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La ola de calor europea experimentada a finales de junio y principios de julio ha batido récords mensuales e incluso algunos máximos históricos. El clima es el factor más decisivo a la hora de determinar si la contaminación por aflatoxinas va a suponer un problema. Los climas secos y cálidos están asociados con un aumento en la producción de aflatoxinas por las especies del hongo Aspergillus.

El 6 de julio de este año se superó en la capital española el máximo para un mes de julio tras alcanzar una temperatura de 39,9°C y batir el anterior récord registrado el 24 de julio de 1995 (39,5°C). El máximo histórico en Alemania fue fulminado el 5 de julio en Kitzingen, cuando la temperatura llegó hasta los 40,3°C. De acuerdo con el servicio meteorológico francés (Météo-France), varios récords mensuales y máximos históricos fueron igualados o superados en Francia durante el primer fin de semana de julio. En el oeste de Polonia se alcanzaron temperaturas tan elevadas como de 36°C, mientras que el calor en la parte occidental de la República checa hizo subir los termómetros hasta los 37,8°C. Al sur de Suecia, se registraron valores de 32°C. En el aeropuerto londinense de Heathrow se llegó hasta los 36,7°C, un récord en el histórico del mes de julio no solo de Heathrow, sino de cualquier otro punto del Reino Unido según el servicio meteorológico británico. También fue el día más caluroso en el registro histórico de Wimbledon, superando el anterior récord de 34,6°C del 26 de junio de 1976. La temperatura en Maastricht, en el extremo sureste de los Países Bajos, alcanzó los 38,2°C y marcó un nuevo máximo nacional para el mes de julio al superar los 37,1oC registrados en Westdorpe en 2006. Este verano, los territorios de Canadá y Alaska se han visto afectados por temperaturas más altas de lo normal y una menor cantidad de nieve acumulada. En Alaska, 562 fuegos han arrasado más de 250 000 hectáreas de terreno y se ha llegado al triste récord de 6 fuegos activos en un solo día. Todas estas temperaturas extremadamente altas y condiciones climatológicas (humedad elevada y sequía, grandes precipitaciones, fuertes variaciones entre las temperaturas diurnas y nocturnas) constituyen el escenario ideal para la producción de aflatoxinas. Estas condiciones pueden ser devastadoras para las regiones productoras de maíz. En los EE.UU., el impacto de las aflatoxinas en pérdidas de rendimiento del maíz se ha estimado en unos 225 millones de dólares al año (197 millones de € al año).

En general, la sequía aumenta la cantidad de aflatoxinas presentes en el maíz. Un año seco y caluroso como el actual, en el que las plantas se ven sometidas a un gran estrés, puede acarrear unos niveles de aflatoxinas mucho más elevados de los que encontraríamos en un año "normal".

Interacciones de los hongos

Las micotoxinas, y en especial las aflatoxinas, son una amenaza constante para la agricultura. Algunas estaciones y condiciones climáticas como las de este año ponen a toda la industria en alerta. Las aflatoxinas son potentes micotoxinas que disminuyen el desarrollo, afectan al sistema inmunitario y provocan cáncer y la muerte. Varias especies del género Aspergillus producen aflatoxinas cuando infectan los cultivos, un problema que está fuertemente influenciado por las condiciones climatológicas como las heladas, las sequías, las lluvias y los cambios de temperatura. El clima también ejerce una influencia sobre la capacidad media de producción de aflatoxinas del hongo. La contaminación se produce tanto durante el crecimiento como la maduración del cultivo. Las interacciones entre los hongos productores de aflatoxinas y las distintas prácticas agronómicas y condiciones climatológicas durante etapas específicas del cultivo determinan la magnitud de la contaminación mediante efectos sobre las plagas, los cultivos y el momento en el que se realizan las distintas tareas. Los episodios climatológicos que favorecen una elevada contaminación por aflatoxinas durante el crecimiento del cultivo pueden atajar el problema tras su maduración, ya sea antes de la cosecha o durante la manipulación y el almacenamiento posterior.

Los distintos hongos requieren diferentes condiciones de crecimiento, pero el riesgo de contaminación de los cultivos es el mismo. Los climas cálidos están asociados a un aumento en la producción de deoxinivalenol, aunque las temperaturas superiores a 32°C se consideran más seguras (Paterson, 2011). La intensidad de la fusariosis de espiga está asociada con las condiciones climáticas desde la floración (antesis) y hasta el estado de grano pastoso duro del desarrollo del grano. Las lluvias y la humedad en los cultivos de trigo contribuyen a la contaminación por Fusarium sp. (Kiecana et al. 1987). En condiciones meteorológicas favorables, más del 10 % de las espigas pueden resultar infectadas, lo que provoca una grave enfermedad. Un episodio grave de fusariosis de espiga disminuye no solo el rendimiento del grano, sino también su calidad (Imagen 1). El proyecto Crop Monitor del Reino Unido ha desarrollado una aplicación para Smartphone que monitoriza la calidad del trigo basándose en varios criterios. Los factores de riesgo para el desarrollo de especies de Fusarium que contaminan los granos con deoxinivalenol se muestran en la tabla 1.

 

Imagen 1: trigo afectado por fusariosis de espiga durante la cosecha de 2015 (Reino Unido) 2015. ©Copyright: Simon Martyn, Nutriad International.

 

Imagen 2: cultivo de maíz devastado por la sequía (Eslovaquia, agosto de 2015). ©Copyright: Radka Borutova, Nutriad International.

 

Tabla 1 – Factores de riesgo para el desarrollo de especies de Fusarium que contaminan los granos con deoxinivalenol (www.cropmonitor.co.uk) 

 

Otro factor importante es la capacidad de A. flavus y A. parasiticus para competir con otros hongos por los nutrientes. En especial, F. verticillioides compite con A. flavus en la espiga de maíz; A. flavus puede dominar durante años en climas templados y en condiciones de altas temperaturas y sequías (EFSA, 2013). Tanto Fusarium verticillioides como F. proliferatum producen fumonisinas, siendo la fumonisina B1 la más frecuente de este grupo de micotoxinas. Además de la temperatura, se sabe que varios factores influyen en la incidencia de la podredumbre de la espiga de maíz causada por F. verticillioides como, por ejemplo, el estrés causado por una sequía, los daños por insectos, otras micosis, la fecha de la plantación y el genotipo del maíz (Parsons y Munkvold, 2010). Los hongos productores de fumonisinas pueden encontrarse en cualquier lugar donde crezca el maíz. En Estados Unidos, el riesgo es mayor en Texas y en los estados del sudeste del país en comparación con los estados centrales y la región del Medio Oeste; sin embargo, las fumonisinas siguen siendo el tipo de micotoxina más frecuente en los estados del "cinturón del maíz" estadounidense (Wu, 2011). De todas maneras, las condiciones que más contribuyen al riesgo de contaminación por fumonisinas son los daños que ocasionan los insectos a los granos y la humedad.

La contaminación por aflatoxinas puede dividirse en dos fases distintivas: en primer lugar, la infección del cultivo en desarrollo y, en segundo lugar, el aumento de la contaminación tras la maduración (Cotty, 2001). Los cultivos en crecimiento son normalmente muy resistentes a la infección por Aspergillus flavus y a la posterior contaminación por aflatoxinas, a menos que las condiciones ambientales favorezcan tanto el crecimiento del hongo como la susceptibilidad del cultivo. Durante la primera fase de la contaminación, los daños ocasionados al cultivo por pájaros, mamíferos, insectos, acciones mecánicas (p. ej. granizo) o el estrés asociado a condiciones secas y calurosas provocan infecciones considerables (Cotty and Lee, 1990). La segunda fase de la contaminación puede producirse en cualquier momento desde la maduración del cultivo hasta el consumo (Cotty, 2001). Durante esta fase, la presencia de micotoxinas aumenta tanto en los componentes infectados durante la primera fase como en los afectados después de la maduración. La segunda fase tiene lugar cuando el cultivo maduro es expuesto a condiciones de calor y humedad, ya sea en el campo o durante el transporte, almacenamiento o uso (por ejemplo en el suelo del cebadero) (Cotty, 1991).Sin embargo, cada año es distinto, y el nivel de contaminación por aflatoxinas dependerá de las condiciones meteorológicas de ese año en concreto y no solo de cambios más generales.

Las pérdidas económicas causadas por las aflatoxinas son enormes

En los rumiantes, la aflatoxina B1 producida por el hongo Aspergillus es metabolizada en aflatoxina M1. Las posibles fuentes de aflatoxina B1 incluyen el maíz, los cacahuetes y las semillas de algodón. Cuando una vaca en lactación consume alimento con un nivel elevado de aflatoxinas, su cuerpo metaboliza la aflatoxina B1 en aflatoxina M1 que es excretada en la orina y en la leche. Debido al constante cambio en el clima mundial y a las distintas condiciones climáticas en diferentes partes del mundo, las pérdidas económicas ocasionadas por la leche contaminada desechada son impredecibles, aunque muy reales y significativas. La aflatoxina B1 es el compuesto natural conocido más cancerígeno (EFSA, 2004). La aflatoxina M1 presenta una elevada tasa de transferencia a los productos animales como la leche. La leche fresca se inspecciona frecuentemente para detectar la presencia de aflatoxina M1; concentraciones superiores a 0,5 μg/kg (0,5 gramos en 1000 toneladas de leche) en los EE.UU. o superiores a 0,05 μg/kg (0,05 gramos en 1000 toneladas de leche) en la Unión Europea están prohibidas y esa leche no puede ser utilizada en productos destinados a la cadena alimentaria humana. La leche contaminada debe desecharse y, además del coste que supone la pérdida de ingresos por la leche descartada, el productor lechero también debe hacer frente al coste asociado con la eliminación correcta de la leche contaminada. Se han rechazado muchas cargas de maíz en el elevador de grano debido a la presencia de niveles de aflatoxinas no permitidos. Hay procesadores que vierten la leche de los camiones cisterna cuando la contaminación supera los valores aceptables de aflatoxina M1 (0,05 ppb en la UE y 0,5 ppb en los EE.UU.).

Prevención

Los ganaderos especialmente sensibilizados por el problema de la contaminación por aflatoxinas pueden considerar cultivos alternativos como el sorgo. El sorgo es mucho menos propenso a presentar este tipo de contaminación en comparación con el maíz y produce un grano que, a menudo, puede sustituir al maíz en la alimentación animal y en otros productos. Cuando se detecta la presencia elevada de aflatoxina M1 en la leche, existen dos maneras prácticas de combatir el problema:

  1. El alimento contaminado debe sustituirse por otro que no presente aflatoxinas. Cabe destacar que, en el caso de las aflatoxinas, por lo general ni la UE ni la FDA permiten mezclar el alimento o la materia prima afectada con alimento no contaminado para reducir así la concentración de aflatoxinas en la mezcla final hasta niveles aceptables para la alimentación humana o animal.
  2. Deben añadirse aditivos específicos para piensos en el alimento de las vacas lecheras para que se adsorban eficazmente las aflatoxinas B1 durante el proceso de digestión en el tracto gastrointestinal. La eficacia de este tipo de aditivos se basa en la posibilidad de disminuir el consumo total de aflatoxinas y, por tanto, la metabolización posterior a aflatoxina M1.

Conclusión

La monitorización rutinaria de los cultivos proporciona grandes cantidades de datos geográficamente referenciados que resultan de gran utilidad para describir la influencia del clima en la contaminación por micotoxinas entre las distintas regiones, países e incluso continentes. El conocimiento de estas influencias meteorológicas permite realizar una mejor monitorización y aumentar la rentabilidad a través de ajustes en las estrategias de manejo basados en las condiciones climáticas. Los episodios recientes de contaminación intensa registrados en el caso del maíz y el algodón ponen de manifiesto la importancia de las influencias climáticas y la necesitad de ajustar los ciclos de cultivo y las prácticas de manejo para evitar pérdidas asociadas con las aflatoxinas. Aunque se realizan grandes esfuerzos y se emprenden medidas de prevención durante los periodos de crecimiento, cosecha y almacenamiento, el riesgo de contaminación por micotoxinas sigue siendo elevado. Por lo tanto, resulta importante incorporar procedimientos eficaces de detoxificación tras la cosecha. La incorporación de aditivos específicos en el alimento destinado a los animales es un método muy habitual de prevención de la contaminación por micotoxinas.

Bibliografía

  1. Paterson R.R.M., Lima N., Further mycotoxin effects from climate change. Food Research International 44 (2011) 2555–2566.
  2. Kiecana I., Perkowski J., Chelkowski J., Visconti A., Trichothecene mycotoxins in kernels and head fusariosis susceptibility in winter triticale. Mycotoxin Res. 1987 Mar;3 Suppl 1:53-6.
  3. European Food Safety Authority (EFSA), TECHNICAL REPORT: Aflatoxins (sum of B1, B2, G1, G2) in cereals and cereal-derived food products. Supporting Publications 2013:EN-406.
  4. Parsons M.W., Munkvold GP., Associations of planting date, drought stress, and insects with Fusarium ear rot and fumonisin B1 contamination in California maize. Food Addit Contam Part A Chem Anal Control Expo Risk Assess. 2010 May;27(5):591-607.
  5. Wu F., Bhatnagar D., Bui-Klimke T., Carbone I., Hellmich R., Munkvold G., Paul P., Payne G. and Takle E., Climate change impacts on mycotoxin risks in US maize. World Mycotoxin Journal. 2011, 4: 79-93.
  6. Cotty, P. J. 2001. Cottonseed losses and mycotoxins. Pages 9-13 in: Compendium of Cotton Diseases. T. L. Kirkpatrick and C. S. Rothrock, eds. The American Phytopathological Society Press, St. Paul, MN.
  7. Cotty, P.J., Lee, L.S., 1990. Position and aflatoxin levels of toxin positive bolls on cotton plants. Proceedings of the Beltwide Cotton Production and Research Conference. National Cotton Council of America, Las Vegas, NV, pp. 34–36.
  8. European Food Safety Authority (EFSA), Opinion of the Scientific Panel on Contaminants in the Food Chain on a request from the Commission related to Aflatoxin B1 as undesirable substance in animal feed. The EFSA Journal (2004)39: 1-27.
 
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