Control de Aflatoxinas mediante el uso de aluminosilicatos

Seminario bibliográfico

Marcelo Prado RiverosIngeniero agrónomo

Temas a tratar

•Definición de micotoxinas

•Organismos causales

•Clasificación de micotoxinas

•Aflatoxinas e impacto en producción animal

•Uso de aluminosilicatos en producción animal

•Uso de aluminosilicatos para el control de aflatoxinas

•Conclusiones

Micotoxinas, breve historia

Edad media: Claviceps purpurea

1960: Aspergillus flavus enfermedad X de los pavos

1977: Stachybotrys chartarum

1965: aislamiento de Ocratoxina Aspergillus achraceus.

300 a 400 micotoxinas conocidas

Definición:

Metabolitos secundarios

Diferentes propiedades químicas, biológicas y toxicológicas

Presentes en vegetales y productos animales

¿Importancia?

25% de la producción de alimentos contaminada

MICOTOXINA HONGO PRODUCTOR ESTRUCTURA QUIMICA

Aflatoxinas Aspergullus flavus

A. parasiticus

Anillos cumárico

Esterigmatocistina A. versicolor

A. nidulans

Anillo lactónico

Ocratoxinas A. ochraceus

Penicillum verrucosum

Zearalenona Fusarium tricinctum,

F. moniliforme,

F. roseum,

F. gramineatum

Patulina Penicillium expansum

P. patulum

Fumonisinas Fusarium moniliforme Aminopolihidroxilada

Tricótesenos Fusarium spp.

Trichothecium spp.

Sesquiterpenos

Fuente: Antón y Lizaso, 2001, citado por Juan 2008

Aflatoxina B1Ocratoxina A

Deoxinivalenol Zearalenona

Fumosina B1

Figura 1. Estructura química de las principales micotoxinasFuente: Maxwell et al, 2006

Acido fusárico

Penitrem A

MOHOS MICOTOXINAS ALIMENTOS

Aspergillus spp Aflatoxinas

Esterigmatocistina

Ocratoxina A

Cereales, maíz, arroz,

frutos secos, semillas,

legumbres, pasas, vino,

Tejidos de animales y

derivados lácteos.

Fusarium spp. Tricotecenos

Zearalenona

Fumonisinas

Cereales.

Pencillium spp. Patulina

Citrinina

Ocratoxina A

Ácido ciclopiazónico

Frutas y zumos, arroz,

queso y cereales.

Alternaria spp. Alternariol

Ácido tenuazónico

Frutas, legumbres y

productos derivados de

manzanas y tomates.

Claviceps spp. Alcaloides del Ergot Cereales.

Fuente: Miller, 1991, citado por Juan 2008

Micotoxina Tejido

Aflatoxina B1 Huevo, hígado, riñón y músculo de cerdo

Aflatoxina M1 Leche de vaca

Ocratoxina Salchicha, hígado y riñón de cerdo

Zearalenona Hígado y músculo de cerdo

¿Importancia para la salud humana?

Cáncer hepático

Inmunosupresión

Mutaciones

alteraciones teratogénicas

Daño renal

Efectos en producción animal

Efectos reproductivos

Disminución de la producción de leche

Muerte de fetos

Baja ganancia de peso

Anemia

Abortos

Disminución del consumo de alimento

Contaminación por aflatoxinas

Agentes causales

Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus

Caracterización química de AF

Cumarinas sustituídas, con anillos de bifurano de tipo lactona

Peso molecular: 312 a 350

Baja solubilidad en agua

Agentes extractantes comunes: cloroformo o metanol

Estables a pH 3 a 10

Punto de fusión: sobre 250°C

Parámetro A. flavus A. parasiticus

Temperatura crecimiento °C 10 – 43

Temperatura producción toxinas °C

20 - 30 28 - 30

Actividad de agua 0,99 0,83

pH 3,5 – 5,5

Cuadro 4. Requerimientos ambientales para hongos productores de AF

Fuente: elaboración propia a partir de datos de Juan, 2008

Figura 2. Estructuras de las AF de mayor interés (Juan, 2008)

Figura 3. Mecanismo de acción de la AFB1Fuente: Eaton y Gallagher, 1994; Riley y Pestka, 2005, citados por Juan, 2008

Riesgos para la salud animal y humana

Cancerígenos

Mutagénicos

Tipos de intoxicación

Crónica

Aguda

Animal Dosis letal (mg/kg)

Aves de corral 0,34 a 0,56

Trucha arcoíris 0,3

Monos 0,8

Ratones 9,0

Hámsters 10,2

Ratas 1,2

Fuente: elaboración propia a partir de Pitt, 2000; citado por Bennett, 2003

Cuadro 5. Dosis letales para diferentes tipos de animales

Factores que afectan la susceptibilidad a AF

Edad

Sexo

Peso

Dieta

Exposición a agentes infecciosos

Presencia de otras toxinas

Algunos casos en producción animal

Cerdos: Se reduce el crecimiento y la eficiencia en el uso del alimento; daño en el hígado de cerdos de menos de 117 días con ingesta de material contaminado con 170 a 280 ppb. El daño es en el hígado y causa menor respuesta productiva y muertes ocasionales con concentraciones de 400 a 600 o más ppb en la ración (base materia seca)

Vacunos: Cuando se ha estado consumiendo por 4 a 6 días dietas por sobre 40 a 50 ppb es posible que se encuentre en la leche concentraciones de 5 ppb (sobre el límite permitido). Los niveles bajan en 2 a 3 días cuando se reduce el contenido de aflatoxinas en la dieta. Cuando la dieta contiene de 150 a 200 ppb, disminuye el crecimiento y la eficiencia de conversión de alimentos en ganado de menos de 150 kilos. Se presenta daño al hígado en animales sobre 150 kilos cuando la concentración de aflatoxinas es de 220 a sobre 400 ppb

En vacas lecheras no se observan efectos a concentraciones de 300 a 380 ppb en la ración. Con concentraciones sobre 600 ppb se producen moderadas bajas en la producción de leche

TRASPASO DE AFLATOXINAS A PRODUCTOS ANIMALES

La leche y sus derivados constituyen el principal grupo de alimentos de origen animal susceptibles de contaminación por aflatoxinas.

Dos tipos de contaminación

Directa e indirecta

Mayor riesgo por la contaminación indirecta

M1: Categoría de 2 en escala de riesgo cancerígeno

Micotoxina M1

Secretada en 12 horas en forma de M1

Usualmente 1,7% de la ingesta de AF

La biotransformación de B1 a M1 ocurre en microsomas hepáticos a nivel del citocromo P450, siendo luego excretada a la leche

USO DE ALUMINOSILICATOS PARA EL CONTROL DE AFLATOXINAS

Arcilla

Uso

Control

diarrea

Control

aflatoxinas

Aumento

respuesta

productiva

Preservación

alimentos

Aumento

digestibilidad

Retención

de N

Caolinita +

Bentonita + +

Zeolita + + +

Esmectita +

Sepiolita + + +

Fuente: elaboración propia a partir de Castaing, 1998

Experiencias en monogástricos

Parámetros habitualmente medidos

Análisis histológico de tejidos (riñón, adiposo, hígado, muscular)

Niveles séricos

Peso relativo de órganos

Metodología:

Comparación del efecto de una dieta contaminada con AF y la adición de ASH

Los resultados indican que:

La adición de ASH mejora la respuesta productiva

Mejora los niveles séricos

Disminuye la concentración de la AF en los tejidos

Se obtiene mayor peso relativo de los órganos blanco

Pero…

No logran resultados similares a los de una ración sin contaminación

En aves influye la edad del individuo

Hay variabilidad de resultados según la toxina estudiada

Experiencias en poligástricos

Objetivo: evaluar el efecto de ASH sobre el traspaso a la leche

Resultados indican que la adición de ASH disminuye o elimina al traspaso de AF a la leche

Otros parámetros como ingesta de alimento, producción de leche, porcentaje de materia grasa, porcentaje de proteína entre otros no se afectan

Tipo de animal Concentración M1 en la leche sin

ASH

Concentración M1 en la leche

con ASH

% inclusión ASH

cabra 0,009 ppb No detectada 4

100% -59,1% 1

100% -83% 2

Vaca 1,85 μg (100%) 1,42 μg (-24%) 0,5

66 μg/d 35μg/d (-47%) 0,5

100% -59,2 0,5

Corderos:

Aparente fallas de absorción de micronutrientes: Cu, Zn, Fe y Mn

MECANISMO DE ACCION DE ALUMINOSILICATOS HIDRATADOS DE CALCIO Y MAGNESIO.

Las arcillas de ASH actúan como un enteroabsorbentes de aflatoxinas que se unen fuerte y selectivamente a estas toxinas en el tracto gastrointestinal de los animales, disminuyendo la biodisponibilidad y toxicosis asociadas.

Quelación de iones metálicos del aluminosilicato con el grupo β-dicarbonil de la aflatoxina

iones de aluminio, calcio, fierro, magnesio y silicio intervienen en la quelación.

Influye la posición del ion:

Los ubicados en el borde del mineral, menor participación

Los mayores responsables son los ubicados en los espacios interlaminares

El proceso de quimiosorción es espontáneo y exotérmico, con energía de -50 kJ/mol a -29 kJ/mol

Incluye varios sitios de interacción

Los sitios se saturan

Modelo molecular que ilustra los principales sitios de adsorción teorizados en la región interlaminar.

Modelo molecular que ilustra la adsorción en los bordes de las arcillas, en la superficie basal y en el espacio interlaminar.

Conclusiones

La contaminación con hongos productores de micotoxinas puede ocurrir tanto a nivel de campo como en el almacenaje. Las pérdidas atribuibles a alimentos contaminados con micotoxinas pueden llegar a 25% de la producción.

Se conocen entre 300 y 400 micotoxinas, sin embargo, aquellas producidas por los géneros Fusarium, Aspergillium, Penicillum, Trichothecium son las que más problemas de salud causan al organismo que consume el alimento contaminado.

Las aflatoxinas revisten importancia epidemiológica para el hombre, pues es una micotoxina que puede producir cáncer.

Existe riesgo de traspaso de AF desde el alimento consumido por el animal hacia el hombre.

El uso de aluminosilicatos ha mostrado ser un medio adecuado para disminuir el daño causado por el consumo de alimentos contaminados con AF.

Si bien los aluminosilicatos controlan la toxicidad causada por AF, no han sido autorizados para ser utilizados como agentes de control sobre aflatoxicosis, y sólo están autorizados como aditivos para alimentos.

Gracias