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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