Toxicología de alimentos

Ocratoxinas A (OTA)

Las ocratoxinas son toxinas producidas por hongos del género Aspergillus y Penicillium. La ocratoxina A (OTA) es la más frecuente y la más tóxica. La ingesta semanal tolerable es de 120 ng/kg de peso corporal (EFSA, 2006 y 2010) basada en los efectos nefrotóxicos en el cerdo, el animal más sensible (1)

POBLACION SENSIBLE

Toda la población es sensible a la ocratoxina A.

ENFERMEDAD PRODUCIDA

La ocratoxina A es nefrotóxica, inmunosupresora, genotóxica, carcinógena, teratogénica y neurotóxica. La Agencia Internacional de Investigación contra el Cáncer (IARC) ha clasificado a esta micotoxina como posible carcinógeno humano (Categoría 2B)(2)

ALIMENTOS ASOCIADOS

Las ocratoxinas se encuentran principalmente en cereales y legumbres de regiones geográficas húmedas, tanto templadas como frías. También en productos de molienda como café, cacao y derivados, vino y bebidas alcohólicas, frutos secos, pasas e higos secos y, zumo de uva, pero también en productos de origen animal, como los riñones e hígado de cerdo (3) (4)

FACTORES IMPLICADOS EN LA PRODUCCIÓN DE OCRATOXINA y FRECUENCIA DE SU PRESENCIA EN ALIMENTOSLa distribución de las especies productoras de OTA mencionadas, y la propia producción de la toxina, están influidas por factores climáticos, por el hospedador y por las condiciones ambientales. En general, la disponibilidad de agua (aW) y la temperatura se consideran los principales factores que inciden no sólo en la proliferación de hongos ocratoxígenos, sino también en la producción de OTA con una producción de OTA óptima a temperaturas de 15-20ºC, Así mismo, parecen tener una influencia significativa el pH del medio.

De acuerdo con el estudio de dieta total en Cataluña de 2008-2009 sobre micotoxinas se detectó en los siguientes alimentos: cerveza (89% de las muestras), vino de postre (55%), café (50%), cacahuetes (40%), copos de trigo (20%), vino tinto (15%), pan de molde (12%), alimentos infantiles, pistachos y copos de maíz por debajo del 10% De acuerdo con el informe 2009-2010 de Vigilancia y Control de lasmicotoxinas en Cataluña, la OTA se detectó en café (74% de las muestras), vino (52%), condimentos y especias (60%), cereales (20%) y frutos secos (20%) (5) (6)

Debido a su gran importancia en la dieta humana, los principales contribuyentes al consumo de OTA son los cereales y sus productos derivados, llegando a constituir hasta un 70% de la OTA consumida en la dieta. En menor medida se encuentran el café, la cerveza, el vino, los productos cárnicos, las legumbres y las especias

En la Figura se muestra la contribución media de diferentes alimentos a la ingesta diaria de OTA, calculado a partir de estudios realizados en tres países de la Unión Europea: Francia Italia y Suecia

Figura Contribución media de diferentes alimentos a la ingesta diaria de OTA. (EFSA, 2006).

Limites permisibles

Tabla Contenido máximo de OTA tolerado en alimentos para los estados miembros de laUnión Europea (Comisión Europea, 2006).

Biosíntesis

La ruta biosintética de OTA propuesta por Huff y Hamilton en 1979, basada en algunos artículos publicados previamente, postula tres distintas etapas en la biosíntesis de OTA. La primera corresponde a la síntesis de un residuo poliquétido de ocratoxina α a partir de acetilCoA y malonato. En un primer paso, una enzima

poliquétido sintasa inicia la síntesis del residuo poliquétido a través de la vía del acetato-malonato, dando lugar a melleína como intermediario (Steyn et al., 1970). A continuación, la melleína es metilada y oxidada, dando lugar a ocratoxina β, y una molécula de cloro es incorporada directamente para dar lugar a ocratoxina α (Wei et al., 1971). En la segunda etapa se sintetiza el otro precursor, la fenilalanina, a partir de ácido shikímico, que se une a su vez a la ocratoxina α (Ferreira y Pitout, 1969). Por último, en la tercera etapa, una enzima sintetasa genera ocratoxina C, y una esterasa conduce finalmente a la formación de OTA

Figura: Representación esquemática de la ruta de biosíntesis de OTA propuesta por Huff y Hamilton (1979).

DETECCIÓN E IDENTIFICACIÓN DE ESPECIES FÚNGICAS CONTAMINANTES DE ALIMENTOS

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) ha supuesto un salto cualitativo en el diagnóstico fúngico. Esta técnica es rápida, específica y fácil de realizar. Además, debido a su alta sensibilidad requiere muy poca

cantidad de DNA molde, permitiendo detectar moléculas diana en mezclas complejas. Por ello, está siendo utilizada para la detección y en algunos casos cuantificación directa de especies micotoxígenas(Edwards et al., 2002; Russell y Paterson, 2006; Niessen, 2007).

PREVENCIÓN Y CONTROL DE MICOTOXINAS EN ALIMENTOS

La contaminación de los alimentos por micotoxinas se produce de forma natural y puede aumentar como resultado de las condiciones ambientales en el campo o de operaciones inadecuadas de recolección, almacenamiento y elaboración de los productos alimentarios. En este sentido, la prevención se centra, sobre todo, en correctas prácticas agrícolas e industriales

Además, en la industria alimentaria se ha desarrollado el Análisis de Peligros y Puntos de Control Críticos (HACCP: “Hazard Analysis and Critical Control Point”), que es un sistema de gestión destinado a garantizar la inocuidad de los alimentos en la cadena alimentaria. El HACCP se incluyó como prioridad en el campo de la seguridad y calidad alimentaria en el VI Programa Marco de la Unión Europea (Comisión Codex Alimentarius, 2002).

Actualmente a nivel mundial, está bien fundamentado el hecho de que la formación de micotoxinas puede ocurrir durante las diferentes etapas del proceso de manejo de los alimentos: precosecha, cosecha y procesado o almacenamiento (Cleveland et al., 2003; Perrone et al., 2007).

En la etapa de almacenamiento y secado se debe controlar constantemente que los productos almacenados no estén expuestos a condiciones ambientales tales como la humedad o aireación inadecuada, y elevadas temperaturas (Kabak et al., 2006; Wagacha y Muthomi, 2008).

El control de micotoxinas en alimentos se enfoca en dos estrategias no excluyentes: por una parte inhibir el crecimiento de hongos en el alimento (prevención de contaminación por micotoxinas), y por otro lado en la destrucción de éstas, si es que ya existen en el alimento (detoxificación) (Kabak et al., 2006).

Para inhibir el crecimiento de hongos en los alimentos se utilizan agentes antimicóticos (fungicidas). La industria química ha desarrollado numerosos tratamientos antifúngicos de amplio espectro (benomilo, carbendazima, mancozeb, propiconazol)

Los consumidores actuales demandan, cada vez más, alimentos sin sustancias conservantes o antimicrobianas sintetizadas químicamente, y asocian alimentos sanos y seguros con alimentos frescos o mínimamente procesados (Magan,2006; Wagacha y Muthomi, 2008).

Además del uso de fungicidas o conservantes que actúan para disminuir las micotoxinas existentes en los alimentos, se utilizan distintos procesos basados en la degradación física. Uno de ellos es la aplicación de calor a los alimentos contaminados por micotoxinas (cereales, frutos secos, leche) (Kabaket al., 2006). El inconveniente de este proceso es que las micotoxinas son muy resistentes al calor (Scott, 1984;Castelo et al., 1998; Bullerman y Bianchini, 2007), por lo que habría que aplicar tratamientos térmicos elevados durante periodos de tiempo muy prolongados y eso produce alteraciones en las características organolépticas de los productos (Boudra et al., 1995; Kabak et al., 2006).

Concretamente, y según la legislación actual, está prohibido tanto la detoxificación química como la mezcla de productos alimenticios que superen los contenidos máximos de micotoxinas con otros que no lo hagan, para así reducir la contaminación en producto final (Comisión Europea, 2006).

Debido a estos inconvenientes, es mucho más aconsejable la detección temprana de hongos productores de toxinas para evitar su entrada en la cadena alimentaria, especialmente a nivel agrícola, con el control de la materia prima utilizada tanto para alimentos de consumo animal (forrajes y piensos) como humano (cereales sobre todo, y granos de café o uvas de vino en el caso de las ocratoxinas). Para

ello, es clave disponer de métodos que permitan la identificación del material contaminado para tomar las medidas oportunas con el objetivo de evitar nuevas contaminaciones, y evitar que el producto contaminado pase a la cadena alimentaria.

PRINCIPALES CASOS DE ALERTAS ALIMENTARIAS

En 2011 se notificaron 35 alertas por ocratoxina A en alimentos a Europa, de las cuales eran especies como el pimentón y guindilla molida, 10 en vegetales y fruta, 5 en cereales y derivados, 1 en piensos y 2 en otros alimentos (10)

Desde 1928 (6) (26), ha sido observada en Dinamarca la nefropatía porcina, aunque se desconociera su etiología en ese momento. La tasa de prevalencia de la enfermedad, para 1971, osciló entre 0,6 a 65,9 por 10.000 cerdos, detectándose epidemias en los años 1963 y 1971/ asociadas a un alto contenido de humedad de los granos (6) (66).

La prevalencia de la nefropatía porcina en Suecia, es de 4/4 casos por 10.000 cerdos, en las áreas endémicas; y en Hungría y Escandinavia, es 2 casos por 10.000 cerdos (67). La nefropatía porcina, es una ocratoxicosis, que se manifiesta en forma endémica en algunas regiones de Europa, y ha sido detectada en Canadá (68). Su existencia, apoyada por la incidencia de contaminación por ocratoxina en granos y cereales, es una de las razones para que estos países posean una estricta regulación en sus productos. Se puede mencionar el caso de Bélgica, cuyo límite de tolerancia es de O microgramo por kg de ocratoxina A, para todos sus alimentos; p en Dinamarca, que admite 10 microgramos/kg de ocratoxina A, para carnes de cerdos, incluyendo hígado y riñón (14).

Con respecto a las aves, un estudio preliminar, llevado a cabo en Dinamarca, ha encontrado que pollos y gallinas, que consumieron alimentos contaminados con ocratoxina, también desarrollan nefropatía (69).

En los Estados Unidos, una importante epidemia se desencadenó en pollos parrilleros, pavos y gallinas; en el análisis que se llevó a cabo, de la dieta de estos animales, la única micotoxina detectada fue ocratoxina A (70). En una revisión sobre la incidencia de intoxicación de animales de producción, expuesta por Morehouse durante el Simposio Internacional de Micotoxinas, llevado a cabo en Sidney (Australia), en 1984, se expresó que los ganados vacuno y porcino no poseían en los Estados Unidos incidencia de intoxicación; en cambio, las aves de corral, se veían afectadas en siete Estados de ese país (71).En Italia, además de la intoxicación en pollos, se intoxicaron conejos Yperros, con alimento que contenía 80 níicrogramos/kg de ocratoxina A (51).Una epidemia que ocurrió en Rusia, Ucrania, con una mortalidad del 42 % de pavos, fue ocasionada por alimento en que se aisló a ochraceus y se detectó ocratoxina A (10). Existen otros casos de ocratoxicosis sospechosa, en varias partes del mundo, asociadas con dieta contaminada por ocratoxina A (43) (72-78).

Métodos de análisis

La detección de hongos productores de toxinas mediante PCR es rápida, sensible y específica, y puede estar basada en secuencias relacionadas o no con la toxina producida (González-Jaénet al., 2004). La primera situación presupone el conocimiento de los genes implicados en su biosíntesis. Además, en cualquier caso, para el diseño de sistemas específicos de detección han de definirse oligonucleótidos que permitan distinguir cepas, especies o incluso géneros, dependiendo del nivel de detección que queramos considerar.En este sentido, es importante elegir bien la secuencia de DNA diana que se va a amplificar en un primer momento mediante PCR, la cual puede ser de genes codificadores o secuencias de regiones no codificadoras, como los espaciadores IGS e ITS

El método de cromatografía de líquidos (HPLC) es un método exacto y preciso que ha sido aceptado como método oficial (AOAC International 994.08) y como método de referencia para algunas micotoxinas, sin embargo requiere de instrumentación de elevado costo y de una alta capacitación del

usuario. Por lo tanto se han desarrollado métodos inmunoquímicos comerciales para facilitar estos análisis como los métodos de ELISA,

CaféBeneficio en seco

Beneficio en húmedo

BIBLIOGRAFIA

1: EFSA. 2006. Opinion of the scientific panel on contaminants in the food chain on a request from the

commission related to ochratoxin A in food. The EFSA Journal (2006) 365:1-56.http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/doc/365.pdf

2: IARC. Monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans, some naturally ocurring substances: food ítems and constituents, heterocyclic aromatic amines and mycotoxins. IARC (International Agency for Research on Cancer), Lyon, 1993; 56:489-521.

3: López de Cerain A, Jiménez AM, Ezpeleta O, Bello J. Efectos tóxicos de la ocratoxina A. http://www.adiveter.com/ftp/articles/articulo804.pdf

4: oriano JM. 2007. Micotoxinas en alimentos. Díaz de Santos. Madrid. 396 pp5: ACSA. Micotoxines. Estudi de dieta total a Catalunya, 2008-2009 http://www.gencat.cat/salut/acsa/html/ca/dir1312/doc35026.html

6: ACSA. LA vigilància i control de les micotoxines a Catalunya. Informe de 2009-2010. http://www.gencat.cat/salut/acsa/html/ca/dir1312/doc34446.html

7: European Commission. Rapid Alert System for Food and Feed. RASFF, Annual Report 2011. http://ec.europa.eu/food/food/rapidalert/docs/rasff_annual_report_2011_en.pdf