Micotoxinas en alimentos
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Micotoxinas en alimentos Los alimentos de por sí pueden no ser inocuos, existen, por ejemplo, distintas clases de hongos, que provocan sustancias que pueden producir intoxicaciones alimentarias como consecuencia de su ingesta dando lugar, por ejemplo, a la gastroenteritis e incluso otras enfermedades más graves. Estas sustancias tóxicas son las llamadas micotoxinas que suelen encontrarse principalmente en especias, frutos secos, cereales y derivados, café, vino, mosto, leche, cacao o hierbas aromáticas, entre otros alimentos. Se da la circunstancia de que muchos hongos que producen estas sustancias tóxicas se encuentran de forma natural en los alimentos o pueden crecer en ellos en determinadas condiciones por ejemplo a determinadas temperaturas y que, por tanto, no es posible eliminarlos, pero si detectarlos.
Sumario
¿Qué son las Micotoxinas?
Cuando hablamos del reino de los hongos, nos referimos a un grupo de organismos los cuales podemos clasificar en levaduras y hongos filamentosos (mohos). Estos últimos son organismos eucariotas multicelulares y filamentosos, constituidos por micelios verdaderos. Además carecen de clorofila y están formados por una serie de células alineadas, llamadas hifas. El micelio es el conjunto de hifas ramificadas, y resulta visible sobre el alimento, bien en superficie o en el interior, mediante un aspecto y color característicos. Los hongos utilizan para su crecimiento una serie de sustancias químicas denominadas metabolitos primarios, como pueden ser ácidos nucleicos, proteínas, carbohidratos y lípidos mayoritariamente. El uso de estos metabolitos primarios se asocia con la fase de rápido crecimiento. Los metabolitos secundarios son una serie de compuestos que no son esenciales para el crecimiento vegetativo en cultivo puro. Dentro de este grupo, tenemos a los antibióticos y a las micotoxinas. Las micotoxinas se suelen formar al final de la fase exponencial o al principio de la fase estacionaria del crecimiento del moho.
Las micotoxinas, que deriva de las palabras griegas mikes y toxina, que significan hongo y veneno respectivamente, son compuestos que tienen lugar cuando la fase de crecimiento llega a su etapa final y durante la fase estacionaria, siendo a menudo asociado con la diferenciación y la esporulación. Son moléculas relativamente pequeñas (Pm<700). La mayor parte de estos metabolitos secundarios se originan en la ruta policetónica. La cadena general policetónica, del tipo R-CO-CH 2 -CO-CH 2 -CO-CH 2 -CO-CH 2 -CO-SCoA, es de la cual se derivan la mayoría de las micotoxinas. Existen otras rutas biosintéticas pero son más complejas y esa complejidad se relaciona con un menor número de especies fúngicas capaces de elaborar las micotoxinas.
Las micotoxinas pueden contaminar los alimentos, o los piensos, o las materias primas utilizadas para su elaboración, originando un grupo de enfermedades y trastornos, denominados micotoxicosis, y que resultan tóxicos para el hombre o los animales. Además hay que tener en cuenta que la presencia de estas micotoxinas en los alimentos puede ser individual o simultánea con otras, lo que puede provocar efectos sinérgicos en su acción sobre el organismo aumentando así su toxicidad. El término de presencia simultánea es el término más apropiado a utilizar cuando hablamos en inglés de co-occurrence. Por lo que se debería de evitar el término de concurrencia o co-ocurrencia.
Orígenes de la micotoxinas
De todas las micotoxinas y micotoxicosis conocidas es, sin lugar a dudas, las micotoxinas del género Claviceps y el ergotismo, respectivamente, las que han tenido una mayor importancia a lo largo de la historia, e incluso siguen apareciendo casos actualmente. El hongo se encuentra en la naturaleza en dos formas distintas: la vegetativa y la forma de resistencia. Esta última se forma sobre las espigas del centeno y comienza el ciclo cuando estas caen al suelo al final del verano. Cuando llega la primavera dará lugar a la formación de las ascosporas que se liberan e infectan a las flores del centeno, colonizando los ovarios y originando una masa blanquecina, para dar lugar posteriormente y tras varios pasos a una masa alargada y ennegrecida y que constituye el llamado cornezuelo del centeno. Ese cornezuelo del centeno era conocido en la antigüedad.
En China se utilizaba hace más de 3.000 años en obstetricia. Los asirios lo describen como una pústula nociva en la espiga del centeno, tal y como se refleja en una tablilla asiria en el año 600 a. C. Mart y Malloy sugieren que la última plaga, la muerte de los primogénitos, mencionada por la Biblia, pudo deberse al consumo de cereales contaminados en gran medida no por micotoxinas del género Claviceps, sino por tricotecenos, y que por razones culturales consumían en primer lugar los hombres e hijos varones, lo que dio lugar a hemorragias y muerte. En el 430 a. C., una posible epidemia entre los espartanos fue posiblemente debida al consumo de alcaloides derivados del género Claviceps. Mientras que en la antigua Persia, alrededor del 400 a. C., se explica que su consumo por embarazadas originaba abortos o bien la muerte en el parto.
Por otro lado, diversos autores sugieren que los romanos conocían el ergotismo, el cual era denominado ignis sacer o ignis martialis, fuego sagrado o fuego sacro, pero para otros autores su relación con esta enfermedad es contradictoria ya los romanos apenas conocían el centeno. La ingestión de centeno contaminado por el hongo produce el ergotismo y se presenta bajo dos formas: la gangrenosa y la convulsiva. En la primera, el ataque comienza por una inflamación dolorosa de las extremidades que puede llevar a gangrena con ennegrecimiento, desecación y caída de los miembros dañados. La fase convulsiva se manifiesta con delirios, perturbaciones sensoriales, agitación mental, etc., que a menudo era calificada de embrujamiento y posesión.
Lo cierto es que en muchas civilizaciones la presencia de hongos en los alimentos era importante para descartar ese producto. A modo de ejemplo conviene citar la elaboración del passum, un vino elaborado a partir de uvas secas y que era famoso en la época imperial romana, citada por Lucio Junio Moderato Columela, conocido popularmente como Columela, y en donde se observa la eliminación de la materia prima contaminada.
Hongos que producen toxinas
A excepción de las fumonisinas, las micotoxinas tienen afinidad por los lípidos, por lo tanto, tienden a acumularse en la fracción grasa de plantas y animales. En general, las toxinas se clasifican de acuerdo a la especie fúngica de la que se aislaron, a su estructura química y al modo de acción. Sin embargo, una sola especie puede producir varias toxinas y una toxina puede ser producida por diferentes especies fúngicas.
Las diferentes micotoxinas son producidas principalmente por cuatro géneros de hongos: Aspergillus, Fusarium, Penicillium y Alternaria. Aunque existen otros géneros como Petromyces, Rosellina, Claviceps, Phomopsis, Pithomyces, Stachybotrys y Monascus, que presentan especies productoras de micotoxinas. A diferencia de los efectos negativos sobre la salud humana y animal, las funciones naturales de las micotoxinas no han sido claramente establecidas, pero se cree que participan en la eliminación de otros microorganismos que compiten en el mismo ambiente. Además, se piensa que ayudan a los hongos patógenos a invadir los tejidos del hospedero.
Tipos y descripción de micotoxinas
Aflatoxinas
Las aflatoxinas son un grupo de aproximadamente 20 compuestos, producidos por especies del género Aspergillus. El término “aflatoxina” fue acuñado en Inglaterra en la década de 1960, cuando miles de guajolotes que fueron alimentados con harina de cacahuate contaminada con la micotoxina murieron a causa de una enfermedad desconocida que se denominó enfermedad “X” de los guajolotes. Posteriormente se confirmó la presencia de una toxina del hongo Aspergillus flavus en el extracto del medio de crecimiento, la cual mostró toxicidad en ratas y patos. Las aflatoxinas contaminan cultivos básicos para la alimentación, incluyendo el maíz, el cacahuate y la nuez, causando trastornos agudos y crónicos sobre la población humana. La aflatoxina B1 es la más tóxica de todas, y se ha correlacionado con el carcinoma hepatocelular en humanos y en una amplia variedad de especies animales.
Fumonisinas
Las fumonisinas son producidas por especies del género Fusarium, siendo el maíz el cereal principalmente afectado por este grupo de toxinas, aunque se han encontrado en sorgo y arroz. Éstas fueron las primeras micotoxinas implicadas en enfermedades en humanos desde 1988; posteriormente, en Estados Unidos se observó que el maíz contaminado con mohos productores de fumonisinas causó la muerte de centenas de caballos y cerdos. La fumonisina más común encontrada en maíz es la fumonisina B1 (FB1) mientras que las fumonisinas B2 y B3 (FB2 y FB3) son co-contaminantes comunes de cereales. Las condiciones exactas para que se dé la producción de micotoxinas en cereales no se conocen por completo, pero el estrés hídrico, seguido por clima cálido y, al final del crecimiento, clima húmedo parece ser importantes para la producción.
Tricotecenos
Además de las fumonisinas, el género Fusarium produce una familia diversa de toxinas (>200 metabolitos) conocida como tricotecenos, los cuales son ésteres de alcoholes sesquiterpenoides (molécula con 15 átomos de carbón) posicionados alrededor de un anillo tetracíclico que se caracteriza por un doble enlace entre el carbono 9 y 10 y un epóxido en el carbono 12 y 13. Los tricotecenos se producen en trigo, maíz, cebada, centeno y arroz después de la infección fúngica en el campo o como parte del deterioro poscosecha. La incidencia a nivel mundial de infecciones causadas por Fusarium en cereales, relacionada con la contaminación con tricotecenos, aumenta debido al cambio climático, el uso de cultivares de cereales altamente susceptibles, la rotación inapropiada de cultivos, y por la aplicación inadecuada de fungicidas. Los tricotecenos del tipo A, son producidos por hongos del suelo y patógenos vegetales, y en el grupo se incluyen la toxina T-2 y la toxina HT-2, las cuales se encuentran entre los miembros más tóxicos de esta familia de micotoxinas. Los tricotecenos del tipo B incluyen la toxina mejor estudiada y regulada, el deoxinivalenol (DON), también conocida como vomitoxina. Los metabolitos de este grupo son producidos por especies patógenas de cereales, presentan menor toxicidad que los miembros del grupo A, pero se producen en grandes concentraciones.
Ocratoxina
Las ocratoxinas son producidas principalmente por las especies fúngicas Penicillium verrucosum y Aspergillus ochraceus. Estas toxinas, pueden contaminar una amplia variedad de alimentos. Además, tienen la capacidad de acumularse en la sangre y leche de los animales expuestos a ellas. Entre los productos contaminados se encuentran los cereales y sus productos finales, nueces, frutos secos, especias, carne, leche, vino, cerveza, fórmulas infantiles y alimentos para bebés. Como la solubilidad de las ocratoxinas en agua es baja, se absorben por el tracto gastrointestinal uniéndose fuertemente a las proteínas de membrana. Esto resulta en la reabsorción en el riñón, y la recirculación enterohepática, por lo que la biotransformación y eliminación renal se disminuye, resultando en un tiempo de vida largo de las ocratoxinas en el cuerpo, de aproximadamente 35 días.
Consejos para prevenir el desarrollo de micotoxinas en la producción de alimentos
La prevención es clave para evitar o reducir la contaminación por micotoxinas a lo largo de la cadena alimentaria. Si incidimos sobre los factores ambientales, biológicas y fisico-químicas que modulan el crecimiento de los hongos, en las tareas que desarrollamos en el campo, durante la cosecha, el almacenamiento o los procesos de fabricación, podremos reducir el riesgo:
- En el campo será fundamental controlar factores climáticos, evitar el estrés hídrico de la planta, el exceso de irrigación, falta o exceso de nutrientes, la acción de las plagas, las malas hierbas y la elección de las mejores fechas para siembra y cosecha, ya que el grado de humedad al que se recolecta puede influir en el crecimiento de los microhongos.
- Durante la cosecha, ayudará muchísimo la retirada de frutos o granos pequeños, afectados o rotos, y la recolección rápida en condiciones de humedad óptima, con el grano correctamente seco.
- En el almacenamiento y transporte, los tres factores que más pueden afectar son el contenido de agua, la composición de la atmósfera que rodea al producto y la presencia de plagas. Por lo tanto se hace fundamental controlar las condiciones ambientales de almacenamiento (temperatura, pH, composición del aire, humedad relativa, contenido de agua del grano, humedad y actividad del agua), realizar un adecuado control de plagas y los tratamientos necesarios, y el uso de atmósferas controladas, ya que el porcentaje dióxido de carbono y oxigeno del ambiente, humedad y temperatura, se ha demostrado que influye en el desarrollo de micotoxinas.
- Durante la fabricación, se ha demostrado que podemos reducir el contenido de micotoxinas utilizando tratamientos antifúngicos, de limpieza y desinfección, eliminación de capas externas del cereal, fruto seco o fruta, sistemas de altas presiones hidrostáticas, fermentación, cocción a temperaturas superiores a 200ºC, uso de azúcares o sulfitos en la cocción, pasteurización junto a aceites esenciales, o con el uso de aditivos antifúngicos, con el control de temperatura, control de la actividad del agua, control del pH, selección de granos por métodos de flotación, evitando el uso de frutos con signos de podrido para hacer zumos, o envasando los productos elaborados en atmósfera controlada con 60% CO2 y menor al 1% de Oxígeno.
