Presencia de micotoxinas clásicas y emergentes en alimentos de origen vegetal y animal

Publicado el: 27/9/2019
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Resumen

En el presente trabajo se han desarrollado y validado diferentes procedimientos analíticos para determinar la presencia de micotoxinas clásicas y emergentes en alimentos de origen vegetal y animal. La metodología empleada varía según la matriz y las micotoxinas a determinar y ha sido validada de acuerdo a la normativa europea. Por lo que respecta a la presencia de micotoxinas en alimentos de origen vegetal, destacan los elevados contenidos de eniatinas y beauvericina en frutos secos y frutas desecadas. En las materias primas empleadas en la elaboración de piensos se detectaron concentraciones elevadas en alfalfa deshidratada, salvado de trigo y arroz. Por lo que respecta a los piensos analizados, los resultados muestran la elevada prevalencia de estas micotoxinas en las muestras analizadas (92%), siendo la eniatina B (ENN B) y la eniatina B1 (ENN B1) las más abundantes. En muestras de pasta de trigo y de maíz y arroz (sin gluten) se ha detectado la presencia de micotoxinas clásicas, principalmente tricotecenos, fumonisinas y zearalenona y micotoxinas emergentes de Fusarium.

La contaminación con micotoxinas de piensos elaborados a partir de materias primas vegetales, como cereales y otras fuentes proteicas de origen vegetal, supone un impacto sobre los consumidores, ya que éstas pueden acumularse en los tejidos animales y estar presentes en productos derivados, entrando así en la cadena alimentaria. Por ello, se han analizado muestras de pescado de diferentes especies (lubina, dorada, salmón y trucha arcoíris) y diferentes muestras de sushi, salmón y trucha ahumados y sucedáneo de gulas. Los resultados muestran la presencia de eniatinas en muestras de pescado, en cambio, en las muestras de pescado transformado no se detectan contenidos ni en salmón y trucha ahumados ni en los diferentes tipos de sushi analizados, sin embargo, sí se detectan contenidos de eniatina B y fusarenona-X en muestras de sucedáneo de gula. Estos resultados sugieren la mitigación de las micotoxinas por el procesado de los alimentos. Se ha logrado identificar hasta un total de 40 micotoxinas, además de las eniatinas, en muestras de salmón (Salmo salar). Por último, los tratamientos térmicos aplicados a los alimentos han mostrado la mitigación de las micotoxinas emergentes de Fusarium (con porcentajes de reducción entre 30 y 100%), así como la formación de productos de degradación.

Introducción

Las micotoxinas son metabolitos tóxicos resultado del metabolismo secundario de ciertos hongos micotoxigénicos, siendo los géneros Aspergillus, Fusarium, Penicillium y Alternaria los mayores productores (Martínez-Larrañaga & Anadón, 2006). En la actualidad se conocen alrededor de 400 micotoxinas de muy diferentes estructuras químicas y diferentes modos de acción, representando un riesgo potencial para la salud de las personas y los animales a través de la ingestión de alimentos o piensos contaminados (Ministerio de Agricultura y Pesca, Alimentación y Medio Ambiente, 2016).

Se encuentran contaminando principalmente alimentos de origen vegetal, no obstante, también pueden contaminar alimentos de origen animal y alimentos procesados. Los productos de origen vegetal mayormente afectados son los cereales (maíz, trigo, cebada, avena, arroz, etc.), frutos y frutas secas, café, cacao, especias, semillas de oleaginosas y algunas frutas, principalmente manzanas y uvas. Sin embargo, las micotoxinas también pueden ingresar en la cadena alimentaria a través de la carne y otros productos de origen animal como huevos, leche y derivados lácteos, como resultado de la alimentación del ganado con piensos contaminados (Figura 1) (Duarte et al., 2012; Marín et al., 2013).

El riesgo de intoxicación aguda por micotoxinas es bajo o moderado, sin embargo, los efectos crónicos son más comunes. Por sus efectos adversos sobre la salud humana y animal, las micotoxinas más estudiadas son aflatoxinas (AFs), ocratoxina A (OTA), fumonisinas (FBs), tricotecenos (TCs), zearalenona (ZON) y patulina (PAT) (Rubinstein & Theumer, 2011).

 
Figura 1. Exposición de micotoxinas a través de la ingesta en humanos y animales.

La toxicidad producida por las micotoxinas incluye efectos cancerígenos, mutagénicos, teratogénicos, trastornos estrogénicos, gastrointestinales, vasculares, inmunosupresión, dañar el sistema nervioso central, el hígado y los riñones (Khosravi et al., 2008). Debido a su toxicidad, algunas de ellas han sido clasificadas por la Agencia Internacional de Investigación contra el Cáncer (IARC) en función de su potencial cancerígeno.

Las consecuencias directas del consumo de piensos contaminados con micotoxinas en los animales incluyen la reducción de la ingesta de alimento y rechazo del mismo, mala conversión alimenticia, disminución de la ganancia de peso corporal, aumento de la incidencia de enfermedades infecciosas y parasitarias, disminución de la capacidad reproductiva, entre otras, lo que conduce a elevadas pérdidas económicas (Streit et al, 2012).

En la actualidad, el Reglamento EC 1881/2006 sigue siendo el Reglamento marco a nivel europeo en materia de contenidos máximos de contaminantes en los productos alimenticios, así como sus sucesivas modificaciones. Paralelamente a la publicación del citado Reglamento, se publicó el Reglamento EC 401/2006 de la Comisión, de 23 de febrero de 2006 por el que se establecen los métodos de muestreo y de análisis para el control oficial del contenido de micotoxinas en los productos alimenticios, el cual, para evitar que se produzcan diferentes interpretaciones o variaciones en la transposición por parte de los Estados miembro, armoniza todo lo referente a métodos de muestreo y análisis de micotoxinas.

Las especificaciones relativas a la presencia de micotoxinas en el pienso se recogen en la Directiva 2003/100/EC y en la Recomendación 2006/576/EC. Únicamente la AFB1, cornezuelo del centeno, DON, ZON, FBs y OTA se encuentran reguladas por la legislación europea para alimentación animal (Zachariasova et al., 2014), y por ello son las más ampliamente estudiadas. De acuerdo a lo establecido en la Directiva 2003/100/EC, los contenidos máximos fijados para la AFB1 en piensos son de 20 μg/kg para cerdos, aves y rumiantes, 10 μg/kg en la alimentación destinada a terneros y corderos y 5 μg/kg para los piensos destinados a animales productores de leche.

En la gestión de los posibles riesgos para la salud de los animales debidos a la presencia de otras micotoxinas, la Comisión establece valores orientativos para OTA, ZON, DON y FBs, recogidos en la Recomendación 2006/576/EC de la Comisión Europea. Por último, junto a estos valores orientativos, la Recomendación 2013/165/EC establece valores orientativos para las toxinas T-2 y HT-2  en cereales y productos a base de cereales utilizados como materias primas en alimentación animal, así como en piensos compuestos.


Material y métodos

En los últimos años se han desarrollado metodologías analíticas para una determinación eficaz de las micotoxinas. La metodología empleada en este estudio varía según la matriz alimentaria y las micotoxinas a determinar y ha sido validada de acuerdo a la normativa europea con resultados satisfactorios en cuanto a linealidad, exactitud, precisión y límites de detección y cuantificación. Se han utilizado varias técnicas de extracción recientemente desarrolladas, destacando el método QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe) y la micro-extracción líquido-líquido dispersiva (DLLME). Para la identificación y cuantificación de las micotoxinas se ha empleado la cromatografía líquida acoplada a distintos detectores de espectrometría de masas.

Resultados y discusión

La presencia de micotoxinas emergentes de Fusarium se ha evaluado en diferentes muestras tanto de origen vegetal (frutos secos, pasta y muestras de materias primas y piensos destinados a alimentación animal) como de origen animal (peces y productos de la pesca procesados).

Los resultados de la contaminación por micotoxinas en frutos secos y frutas deshidratadas (74 muestras), muestran una elevada incidencia (63,5%), así como elevados contenidos, principalmente de ENN A y ENN B. Además, el 26% de las muestras analizadas presenta la coexistencia de 2 o más micotoxinas en una misma muestra. El mayor porcentaje de contaminación corresponde a los dátiles (92%), cacahuetes (82%), pipas de girasol y nueces (80%). El 80% de las muestras de cáscara analizadas presenta contenidos de alguna de las ENNs analizadas, indicando que el contenido de micotoxinas es mucho mayor en la cáscara que en el fruto, demostrando así el efecto protector que ejerce la cáscara sobre el fruto frente a la contaminación fúngica y la consecuente producción de micotoxinas.

Siguiendo con los alimentos de origen vegetal, se analizan 58 muestras de pasta a base de trigo y 42 muestras de pasta a base de maíz y arroz (sin gluten) procedentes de la región italiana de Campania. Las micotoxinas incluidas en el estudio son: AFs, OTA, ZON, FBs, TCs, ENNs y BEA. Se observa un patrón de contaminación por micotoxinas diferente entre el trigo duro y la pasta sin gluten, debido al empleo de diferentes ingredientes en su elaboración. Así, en muestras de maíz las FBs son las micotoxinas mayormente detectadas en el presente estudio, mientras que no se detectan contenidos de FBs en las muestras de pasta de trigo. Pese a que los TCs han presentado una elevada incidencia en la pasta de trigo duro, la pasta sin gluten presenta mayores contenidos medios de estas micotoxinas. Las ENNs muestran una elevada incidencia (90% para ENN B y 93% para ENN A1) y contenidos medios en muestras de pasta de trigo duro, en cambio, en las muestras de pasta sin gluten no se detectan contenidos de ENN A ni ENNB y la incidencia de ENN A1 y BEA es menor.

A continuación se procede al análisis de muestras de origen vegetal destinadas a consumo animal. Se analiza un total de 39 materias primas, 48 piensos destinados a diferentes especies de animales terrestres y 20 piensos destinados a peces de acuicultura. Las materias primas analizadas son las más comúnmente empleadas en la elaboración de los piensos destinados principalmente a vacuno, ovino, caprino, porcino, aves, conejos, caballos y mascotas. La ENN B, ENN B1 y BEA muestran mayor frecuencia de contaminación, en cambio, las ENNs del tipo A (ENN A y ENN A1) no han sido detectadas en ninguna de las muestras analizadas en el estudio. Estos resultados están en concordancia con los datos publicados por otros autores (Sørensen et al., 2008), mostrando una menor incidencia de ENNs del tipo A. En los piensos, los resultados obtenidos muestran elevada prevalencia de las micotoxinas emergentes de Fusarium en las muestras analizadas (92%), siendo la ENN B y la ENN B1 las más abundantes. Los mayores contenidos medios corresponden a la BEA, ENN B, ENN B1 y, finalmente, ENN A1. No se han detectado contenidos de ENN A en ninguna de las muestras analizadas. Los piensos con mayores contenidos de micotoxinas son aquellos destinados a conejos y ganado ovino, principalmente. Respecto a la ENN B, los mayores contenidos medios corresponden a pienso destinado a conejos, ganado ovino y porcino. Para la BEA, los mayores contenidos se encuentran en los piensos destinados a ganado ovino, perros y ganado vacuno. Se obtienen diferentes concentraciones en los piensos y en las materias primas empleadas en su elaboración, posiblemente debido a que, pese a que durante el procesado de las materias primas para la elaboración de los piensos (principalmente extrusión y peletización) se alcanzan altas temperaturas que pueden reducir el contenido de ENNs en el producto final (Dogi et al., 2011), una contaminación posterior durante el almacenado de los piensos puede resultar en la producción de micotoxinas. En los piensos para peces de acuicultura se detecta la presencia de las cuatro ENNs y BEA.

Por otro lado, las micotoxinas pueden estar presentes en productos de origen animal (POAs), ya que algunas tienden a acumularse en órganos y tejidos de los animales que las ingieren, llegando al consumidor final.

En el estudio llevado a cabo se analizan un total de 40 muestras de pescado de las especies mayormente consumidas y, por tanto, producidas (lubina, dorada, salmón y trucha arcoíris). Los resultados obtenidos indican que las especies que presentan mayor incidencia son la lubina y la dorada (70 y 34%, respectivamente); sin embargo, las muestras de salmón presentan contenidos más elevados. Esto puede deberse al empleo de piensos con mayores contenidos de ENNs, ya que según algunos estudios llevados a cabo en cereales y materias primas de las regiones nórdicas muestran contenidos elevados de micotoxinas emergentes de Fusarium (Zachariasova et al., 2014). Además, las ENNs presentan cierto carácter lipófilo, por lo que pueden acumularse en mayor proporción en las especies con mayor contenido lipídico, como es el caso del salmón. La ENN A y la BEA no han sido detectadas en ninguna muestra, mientras que la ENN B presenta mayor incidencia, seguida de la ENN B1 y la ENN A1. Por lo que respecta a las diferentes partes analizadas, en las muestras de lubina y dorada también se ha evaluado la presencia de ENNs y BEA en diferentes órganos y tejidos (hígado, vísceras y cabeza). La ENN A1 muestra mayor incidencia en las muestras de hígado y cabeza (20%). ENN B y ENN B1 presentan mayor incidencia en cabeza (25%), seguida por hígado y vísceras (15%). Estos resultados muestran la metabolización y distribución de las ENNs en los diferentes órganos y tejidos de los peces, por lo que se estima necesario el estudio de los posibles productos derivados del metabolismo de las ENNs en diferentes especies de peces procedentes de la acuicultura.

En las muestras de salmón también se han detectado otras micotoxinas con menor presencia en los alimentos, como anisomicina, citochalasina J, ácido micofenólico, ofiobolina A y B, rugulosina y ácido penicílico, entre otras, por lo que se recomienda realizar más estudios para poder evaluar la exposición del consumidor y establecer el riesgo por exposición a micotoxinas asociado al consumo de pescado procedente de cría en cautividad.

Siguiendo con los productos de origen animal, en este estudio se ha incluido el análisis de salmón y trucha ahumados, diferentes tipos de sushi y sucedáneo de gulas (72 muestras). Los resultados obtenidos muestran que las micotoxinas analizadas no están presentes ni en pescado ahumado ni en muestras de sushi. Por el contrario, en muestras de sucedáneo de gulas se detectan pequeñas cantidades de FUS-X y ENN B. Esta contaminación podría ser debida a los ingredientes utilizados. La ausencia de micotoxinas en el pescado ahumado podría deberse a que durante el procesado, la grasa se elimina de los filetes, por lo que las micotoxinas lipófilas, como las ENNs, pueden ser eliminadas en este paso.

Evaluación de la exposición

Dada la presencia de micotoxinas en los alimentos analizados, se ha estimado conveniente evaluar la exposición de la población española a micotoxinas emergentes de Fusarium. Para ello, se ha calculado la Ingesta Diaria Estimada (EDI) a partir de las concentraciones obtenidas en muestras de pescado de acuicultura, y de los datos disponibles de consumo de éste por la población adulta española (Ministerio de Agricultura y Pesca, Alimentación y Medio Ambiente, 2014). La ingesta diaria tolerable (TDI) no ha sido todavía establecida para las ENNs y BEA. Por esta razón, la aproximación a la evaluación del riesgo se ha llevado a cabo de conformidad con las directrices de seguridad para otras micotoxinas de Fusarium. De esta forma, los resultados han sido comparados con los valores establecidos para NIV (1 μg/kg pc/día), DON (0,7 μg/kg pc/día), la suma de HT-2/T-2 (0,1 μg/kg pc/día), y la suma de FB1 y FB2 (2 μg/kg pc/día). Las EDI calculadas fueron inferiores a las TDI para NIV, DON, FB1/FB2 y HT-2/T-2. Los resultados obtenidos muestran que no es posible confirmar que las ENNs presentes en el pescado representen un riesgo para la población española, ya que son menores que las TDIs establecidas para otras micotoxinas de Fusarium.

De acuerdo a las recomendaciones del reciente dictamen científico de EFSA, para realizar la evaluación del riesgo de las micotoxinas emergentes (EFSA, 2014), se ha estudiado el comportamiento de estas micotoxinas y de los posibles productos de degradación y/o conjugación formados durante los procesos de cocinado del pescado. Estudios recientes han demostrado que los contenidos de ENNs se reducen a través de procesos industriales comunes, como la fabricación de pan (Vaclavikova et al., 2013; Hu et al., 2014a), elaboración de cerveza (Hu et al., 2014b) y la producción de pasta (Tittlemier et al., 2013; García-Moraleja et al., 2015; Serrano et al., 2016). En este sentido, algunos autores han descrito la reducción del contenido de ENNs y BEA por tratamientos térmicos (García-Moraleja et al., 2015; Serrano et al., 2016). Sin embargo, no hay datos disponibles relacionados con la reducción de los contenidos de micotoxinas en pescado. Por ello, en el presente trabajo se han evaluado cuatro tratamientos térmicos diferentes comúnmente empleados para cocinar el pescado: hervido (BO), asado (BR), horno convencional (CO) y microondas (MO). Los porcentajes de reducción oscilan en función del método culinario aplicado, de la especie y de la micotoxina evaluada. Así, la ENN A1 presenta el mayor porcentaje de reducción (100%). Para el salmón, la reducción obtenida (100%) es mayor que en lubina y dorada, posiblemente debido a que el salmón presenta un contenido lipídico más elevado y la grasa sufre importantes modificaciones durante el procesado térmico, acumulando más temperatura, lo cual puede afectar al contenido de micotoxinas. Estos resultados muestran que la estabilidad de las ENNs se ve afectada por diferentes tratamientos térmicos, tal y como han evidenciado también otros autores (Serrano et al., 2013).

Durante los tratamientos térmicos las micotoxinas pueden sufrir modificaciones en su estructura química, dando lugar a nuevos compuestos, por lo que tras la aplicación de los procesos culinarios a las muestras de pescado, se ha procedido a la búsqueda de productos de reacción y/o degradación. Así, se han identificado dos productos de degradación de la ENN A1 caracterizados por la pérdida de unidades de isoleucina (Ile). Sin embargo, son necesarios más estudios para la identificación de otros productos de degradación presentes en los alimentos cocinados.


Si desea acceder/descargar la tesis Doctoral completa haga CLICK  en: Evaluación de la presencia de micotoxinas en alimentos y piensos y su mitigación culinaria

 

Referencias bibliográficas

 
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