Pais: Brasil

Fecha: 20 de Octubre del 2021

Los científicos presentan prácticas para reducir la contaminación del trigo por micotoxinas por Embrapa, Brasil

    Investigadores recogen en un libro acciones para ayudar al sector productivo a reducir la incidencia de micotoxinas en el trigo.

    En el campo, las prácticas recomendadas incluyen el control genético, el manejo cultural y químico de FHB, la peor enfermedad fúngica del trigo en la Región Sur.

    La publicación trae buenas prácticas y técnicas de gestión para su adopción en todas las etapas del proceso, desde el campo hasta la industria.

    Las micotoxinas son compuestos tóxicos producidos por hongos que pueden afectar la salud de humanos y animales.

    Según la FAO, hoy alrededor del 25% de los alimentos a nivel mundial está contaminado por estas sustancias.

    En la poscosecha se recomiendan prácticas para separar los granos contaminados de los sanos, incluyendo nuevas tecnologías, como el clasificador óptico.

    En el procesamiento industrial, la técnica de molienda puede reducir los niveles de contaminación hasta en un 50% en la harina blanca, en infecciones leves.

 

Los investigadores han elaborado pautas para frenar la propagación de micotoxinas en el trigo, compuestos tóxicos responsables de aproximadamente el 25% de la contaminación alimentaria mundial en todo el mundo, según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación ( FAO ). Los resultados de las últimas décadas de investigación fueron organizados por especialistas de Embrapa Trigo (RS) en la publicación Micotoxinas en trigo: estrategias de manejo para minimizar la contaminación . Se presentan buenas prácticas y estrategias de gestión para su uso desde el campo hasta la industria.

 

Las micotoxinas son compuestos tóxicos producidos por hongos que pueden afectar la salud de humanos y animales. La intoxicación ocurre directamente, cuando el producto se utiliza en alimentos, o indirectamente, cuando se utilizan subproductos y derivados contaminados en la alimentación de los animales que transfieren las toxinas a la leche, la carne y los huevos. La forma directa es la vía de intoxicación más frecuente y se produce por el consumo de cereales, oleaginosas y subproductos que se contaminaron en las fases de producción y almacenamiento. Resistentes a la industrialización, las micotoxinas siguen presentes en los alimentos incluso después de cocinarlos o procesarlos, sin alterar su apariencia o sabor.

 

En el trigo, tres micotoxinas son las más importantes: deoxinivalenol (DON) y zearalenona (ZEA), relacionadas con la incidencia de hongos del complejo Fusarium graminearum , y ocratoxina A (OTA), producida por los hongos Penicillium verrucosum y Aspergillus ochraceus durante el almacenamiento. .

 

La publicación de Embrapa presenta resultados de investigaciones que buscan minimizar la contaminación del trigo por estas sustancias tóxicas, con base en estrategias que comienzan en el campo, pasan por el almacenamiento hasta salir de la industria.

Buenas prácticas para reducir la contaminación del campo

 

La contaminación más frecuente en el trigo es por DON debido a los constantes brotes de tizón en los cultivos de cereales de invierno en el sur de Brasil. Causada por el hongo Gibberella zeae , esta es la peor enfermedad del trigo en la región, que concentra el 90% de la producción nacional. Además de infectar la planta, el hongo también puede producir micotoxinas. Cuando la epidemia es severa, conduce a malformaciones y cambios en el color del grano, que se vuelven blanquecinas a rosadas.

 

Las buenas prácticas agrícolas tienen como objetivo el control de enfermedades en el cultivo, especialmente FHB. La investigación indica varias estrategias, como el control genético, el manejo cultural y químico.

 

“La primera pauta es elegir una variedad que tenga cierto nivel de resistencia. Aunque no sea totalmente inmune al hongo, una mejor tolerancia ayudará a controlarlo ”, destaca el investigador de Embrapa José Maurício Fernandes . La segunda orientación del científico es escalonar la siembra, con cultivares de diferentes ciclos, evitando que el trigo integral tenga mazorcas al mismo tiempo, lo que aumenta el riesgo de infección por FHB en todas las mazorcas. La tercera estrategia es el control químico: “Los fungicidas pueden controlar entre el 50 y el 80% de la enfermedad, pero deben aplicarse de forma preventiva. Para ello, es importante observar las previsiones climáticas o hacer uso de modelos que simulen el riesgo de epidemias ”, explica Fernandes.

 

Para definir las mejores alternativas para el control químico, un grupo de investigación, integrado por varias empresas e instituciones, publicó los resultados de los experimentos con el uso de fungicidas para FHB en el sitio web .

Estrategias poscosecha

 

Los granos gibberelled pueden tener menor tamaño y deformación. Los ajustes de la cosechadora, como el ajuste de los tamices y la plataforma, pueden separar los granos con síntomas de tizón. El transporte en camiones limpios y distancias cortas también ayuda a controlar hongos y plagas.

 

En la poscosecha del trigo, se utilizan métodos físicos para limpiar, separar y clasificar los granos en función de la uniformidad, el peso, el tamaño y la forma. Al llegar al procesamiento, se utilizan equipos de limpieza previa, como aire, tamices y una mesa de gravedad para eliminar las impurezas y los granos deformados. Las nuevas tecnologías, como el clasificador óptico, también pueden ayudar a identificar y eliminar los granos infectados por hongos. “En limpieza y selección, el nivel de DON se puede reducir entre un 7 y un 90%, dependiendo del porcentaje de granos ligeros y vacíos descartados, con síntomas de FHB”, ??comenta también el investigador de Embrapa Trigo Casiane Tibola .

 

Cuando la contaminación por micotoxinas está presente en granos asintomáticos, se puede utilizar un pulido superficial, capaz de reducir los niveles de DON en un 30%, sin afectar la calidad de la harina integral. La estrategia se utiliza principalmente en la industria para la producción de alimentos integrales.

 

El trigo tiene aproximadamente un 75% de carbohidratos en su composición, siendo un sustrato preferido para los hongos, lo que lo hace altamente susceptible a la acumulación de micotoxinas durante el almacenamiento. El cuidado en el secado de los granos y la limpieza de las instalaciones puede prevenir la proliferación de insectos que, además de causar daño a los granos, pueden ser vectores de hongos productores de micotoxinas. Los granos huidos también deben separarse para un tratamiento diferenciado. Las especies del género Aspergillus y Penicillium son los hongos más relevantes durante la etapa de almacenamiento ya que producen metabolitos secundarios, las micotoxinas aflatoxina (AFLA) y ocratoxina A (OTA).

 

Además de insecticidas para purgar insectos de los granos, también se puede utilizar gas ozono, que no deja residuos y actúa en la degradación de varias micotoxinas, con el potencial de reducir los niveles de contaminación entre un 30 y un 80%.

Control de micotoxinas en procesamiento

 

Los análisis con alimentos contaminados mostraron que el DON es resistente a los procesos industriales utilizados en la fabricación de galletas, barras de cereales y panes. En el laboratorio, la micotoxina solo se eliminó a temperaturas superiores a 210º C, lo que daña la mayoría de los atributos de calidad de los alimentos.

 

Sin embargo, la transformación del trigo en alimento puede variar en el nivel de contaminación dependiendo de la micotoxina y la forma de procesamiento.

 

La molienda puede reducir los niveles de DON entre un 30 y un 50% en la harina blanca cuando los granos son el resultado de infecciones leves. Sin embargo, en casos de contaminación superior a 3000 ppb (parte por mil millones), la reducción de DON alcanza solo el 11%. Un ejemplo práctico para entender el universo de esta medida es considerar que mil millones de granos de trigo corresponden aproximadamente a 35 toneladas. Así, 1 ppb equivale a un grano contaminado distribuido en una carga de 35 toneladas de trigo.

 

En panadería, hubo una reducción del 50% en DON en la elaboración de panes blancos e integrales, en comparación con los análisis realizados en la harina de arranque. Sin embargo, hubo un aumento, no estadísticamente significativo, en los niveles de ZEA.

 

Los trabajos que analizaron el efecto de la cocción en espaguetis y fideos frescos (fideos al estilo japonés) informaron que entre el 42% y el 70% de DON se vertió en el agua.

 

En la alimentación animal, la reducción de la contaminación puede depender del uso de adsorbentes y productos que neutralicen las micotoxinas en la alimentación. También se pueden implementar estrategias de segmentación de granos, de acuerdo con la tolerancia de los animales en cada etapa de crecimiento.

Escenarios y límites de contaminación

 

El manejo de estos contaminantes es una preocupación creciente, con límites máximos de tolerancia cada vez más restrictivos establecidos por la legislación, basados ??en datos de monitoreo y efectos adversos para la salud.

 

Biomin, una empresa que opera en el campo de la salud y la nutrición animal, publicó cifras actualizadas en la Encuesta Mundial de Micotoxinas: Impacto 2021 . Se tomaron 21.709 muestras de piensos y materias primas para animales en 79 países. "La contaminación de los alimentos por micotoxinas es un problema en todo el mundo, sin importar el grano, cereal de verano o invierno, el hemisferio o el sistema de cultivo", evalúa el gerente de producto para micotoxinas en América Latina de Biomin , Tiago Birro, destacando la investigación. Objetivo: "Buscamos saber cuáles son las micotoxinas más prevalentes y en qué medida la contaminación".

 

Según la encuesta, el 68% de las 5.000 muestras de América Latina estaban contaminadas, principalmente en maíz que registró el 85% de la presencia de fumonisinas (FUM), provocando grandes impactos en la industria de proteína animal que utiliza el cereal para componer, en promedio. , 60% de las raciones. En otros cereales, como trigo, avena, arroz, centeno y cebada, se detectaron altas concentraciones (por encima de 2000 ppb) de desoxinivalenol (DON) en el 94% de las muestras.

 

En Brasil, se analizaron 4.000 muestras de maíz, soja y trigo (granos y salvado) en la recepción de granos y en el mezclador de piensos, principalmente en las regiones Sur, Medio Oeste y Sudeste. El nivel de DON en el salvado de trigo alcanzó el 96% y en la soja el índice alcanzó el 48%. En maíz, la positividad para FUM fue del 83%. “Identificamos 15 micotoxinas en granos cultivados en América Latina, con algunos casos de sustancias emergentes, que aún están en estudio”, dice Tiago. Actualmente, hay aproximadamente 500 micotoxinas conocidas en el mundo y se estima que aún no se han descubierto otras 1.000.

 

Las dosis altas de DON en humanos pueden causar dolor abdominal, mareos, dolor de cabeza, náuseas, vómitos y otros efectos. Los casos de intoxicación aguda son raros, pero se han informado brotes en India, Japón y China. En los animales, el DON se conoce como “vomitoxina”, debido a la frecuencia de vómitos en los cerdos después de la ingestión de alimentos contaminados.

 

La investigadora Patrícia Andrade, del Instituto Federal de Brasilia ( IFB ), DF, evaluó la incidencia de micotoxinas en cereales y productos a base de arroz, maíz, sorgo y trigo.

Las micotoxinas aún desafían la ciencia

 

Según profesor de la Universidad Federal de Santa María ( UFSM Carlos Augusto Mallmann, ), RS, la evaluación correcta de los niveles de contaminación de los granos por micotoxinas sigue siendo un desafío. “La distribución de micotoxinas en un lote de alimentos es heterogénea y, por lo tanto, el muestreo para el análisis de cereales es más complejo que el muestreo para el análisis de proteínas, por ejemplo. Esta característica dificulta la obtención de una muestra representativa, lo que genera malentendidos en la interpretación de los resultados y en el diagnóstico ”, explica el profesor, señalando que el problema se agrava por el hecho de que las micotoxinas se concentran en niveles bajos (parte por billón - ppb).

 

En general, según Mallmann, no existe una correlación consistente entre los niveles de granos dañados por FHB y la concentración de micotoxinas. Así, es difícil realizar la segregación previa de lotes de grano, generando una gran demanda de análisis por métodos de detección directa.

 

Los métodos disponibles para el análisis de micotoxinas van desde el cualitativo, que consiste en determinar la presencia / ausencia de una micotoxina en particular, hasta métodos analíticos de alta precisión capaces de cuantificar niveles extremadamente bajos de diferentes micotoxinas. Los métodos más utilizados para la cuantificación de micotoxinas son: cromatográfico, Elisa ( ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas ) y NIR ( espectroscopia de infrarrojo cercano ).

 

Para evaluar el nivel de contaminación de los alimentos, los investigadores de Embrapa Trigo evaluaron 1.000 muestras comerciales de trigo brasileño producidas entre 2009 y 2017 utilizando el método de cromatografía de referencia. Los resultados mostraron que el 36% de las muestras tenían niveles de DON por encima del límite permitido actual, que es de 1000 ppb en trigo molido.

 

En la segregación de lotes con distintos niveles de micotoxinas, Embrapa también ha utilizado equipos de espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) que analiza los alimentos mediante radiación electromagnética. “Los métodos basados ??en espectroscopia han recibido atención, especialmente debido a la mínima preparación de la muestra, la velocidad, la optimización de la mano de obra y el bajo costo. El tiempo de análisis requiere dos minutos y el costo se limita al mantenimiento periódico de los equipos ”, complementa la investigadora de Embrapa Trigo, Casiane Tibola.

Cambio climático e impactos sobre las micotoxinas

 

Un estudio estadounidense sobre el aumento de la temperatura global y la interferencia con la acumulación de micotoxinas en el trigo mostró que el aumento de la temperatura es un factor potencial para la presión de FHB, así como para la acumulación de micotoxinas en los granos de trigo. En el tratamiento donde la temperatura del suelo aumentó de 3 a 5 ° C, hubo un aumento del 131% en los granos de giberellato y del 84% en la ocurrencia de micotoxinas.

 

Otro riesgo alertado por el estudio es el posible efecto del cambio climático sobre la variabilidad genética de especies de las Fusarium . “Entre las micotoxinas producidas por especies miembros del complejo Fusarium graminearum , el DON es la micotoxina más frecuente y concentrada en el trigo en todo el mundo. Sin embargo, se han encontrado otras micotoxinas en el trigo comercial, como el nivalenol y la zearelenona ”, explica , investigador de la Universidad Federal de Viçosa ( UFV Emerson Del Ponte ), MG.

 

Según Del Ponte, el mundo enfrenta el riesgo de contaminación del trigo por multimicotoxinas. “La expansión de la triticultura, el cambio climático y la dinámica de la cadena productiva exigen un conocimiento profundo de los mecanismos involucrados en la producción de micotoxinas en el trigo en Brasil”, concluye la investigadora.

 

En un futuro próximo, ante la ausencia de genotipos de trigo resistentes, se proyecta que el problema de las micotoxinas tenga aún más importancia debido a factores como el cambio climático, la diseminación y alteraciones en la población de hongos toxigénicos y la resistencia de los hongos a los fungicidas.

Traducido del portugués.

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