Universidad Nacional “Pedro Ruiz Gallo”
Facultad de Ingeniería Química E Industrias Alimentarias
INTEGRANTES:
CARRASCO CALLE JOSÉ JAMIR RAMON LLUEN MORELIA SAUCEDO GUEVARA JULEISY TULLUME CHAFLOQUE JOSE CARLOS VICENTE ALVAREZ JAVIER
CURSO: TOXICOLOGIA Y LEGISLACIÓN ALIMENTARIA
DOCENTE: ING. ANDREA VELARDE SANTOYO
2017. Lambayeque
ÍNDICE I. INTRODUCCIÓN ........................................ 4 II.
OBJETIVOS ........................................... 5
III.
ALCANCE ............................................ 6
IV.
BASE TEORICA ........................................ 7
V.
CONTENIDO ........................................... 9
5.1
TOXINAS BACTERIANAS .............................. 9
5.1.1
EXOTOXINAS ................................... 11
5.1.1.1 Exotoxinas en alimentos .................... 12 5.1.1.2 Enfermedades causadas por exotoxinas bacterianas ........................................ 13 5.1.2 ENDOTOXINAS ................................... 19 5.1.2.1 CARACTERISTICAS: ........................... 19 5.1.2.3 ENFERMEDADES ............................... 20 5.2
TOXINAS FUNGICAS ................................ 21
5.2.1 CONCEPTO ...................................... 21 5.2.2 PRESENCIA DE MICOTOXINAS EN VEGETALES ......... 24 5.2.3 TOXINAS ....................................... 25 5.2.3.1 AFLOTOXINAS ................................ 25 5.2.3.2 LA OCRATOXINA A ............................ 28 5.2.3.3. TOXINAS DE FUSARIUM ....................... 31 5.2.3.3.1 EL DEOXINIVALENOL (DON) ................ 31 5.2.3.3.2 LA ZEARALENONA (ZEA) ................... 35 5.2.3.3.3 FUMONISINAS ............................ 37 5.2.3.3.4 TOXINAS T2 Y HT-2 ...................... 40 5.2.3.4. Patulina .................................. 43 5.2.4 FACTORES QUE DETERMINAN EL DESARROLLO FÚNGICO Y LA PRODUCCIÓN DE MICOTOXINAS ........................ 44 5.2.4.1 Actividad de agua (aw) y potencial de agua total (T) ........................................ 45 5.2.4.2 Temperatura ................................ 46 5.2.4.3 pH ......................................... 47 5.2.4.4 Niveles de oxígeno (O2), dióxido de carbono (CO2) y nitrógeno .................................. 47 5.2.4.5 Substrato .................................. 48 5.2.4.6 Interacciones microbianas .................. 49 5.2.4.7 Insectos ................................... 50 5.2.4.8 Genotipo del hospedador .................... 50 5.2.5 EFECTOS SOBRE LA SALUD HUMANA ................. 51
5.2.6 TOXICIDAD DE LAS MICOTOXINAS .................. 52 5.2.6.1 Riesgos cancerígenos ....................... 52 5.2.6.2 Inmunotoxicidad ............................ 53 5.2.6.3 Otros efectos patológicos .................. 54 5.2.6.3.1 Sobre el metabolismo ................... 54 5.2.6.3.2 Sobre determinados órganos diana ....... 54 5.2.6.3.3 Mortalidad ............................. 55 5.2.7 PREVENCIÓN .................................... 55 5.2.8 PROCEDIMIENTOS PARA REDUCIR LA PRESENCIA DE MICOTOXINAS ......................................... 56 5.2.8.1 MÉTODOS FÍSICOS DE ELIMINACIÓN ............. 57 5.2.8.1.2 Molienda húmeda ........................ 57 5.2.8.2 MÉTODOS FÍSICOS DE DETOXIFICACIÓN .......... 58 5.2.8.2.2 Irradiación ............................ 58 5.2.8.3 ADSORCIÓN .................................. 58 5.2.8.4 DEGRADACIÓN QUÍMICA ........................ 58 5.2.9 REGLAMENTACIÓN DE MICOTOXINAS ................. 59 5.2.9.1 En alimentación animal: .................... 59 5
RECOMENDACIONES ..................................... 61
6
SUGERENCIAS ......................................... 62
7
CONCLUSIONES ........................................ 63
8
BIBLIOGRAFIAS ....................................... 64
I.
INTRODUCCIÓN
Algunos microorganismos producen sustancias venenosas conocidas como toxinas. La capacidad de los microorganismos para producir toxinas es un factor importante en su capacidad para producir enfermedad. Algunas bacterias no producen toxinas que se puedan demostrar in vitro. Esto es debido a la falta de métodos para demostrar la existencia de algunas toxinas y a la falla para comprender el problema adecuadamente.
Las toxinas producidas por los microorganismos pueden ser excretadas al medio que les rodea (exotoxinas) o retenidos dentro de la célula (endotoxinas). Las toxinas fúngicas son substancias producidas por varios centenares de especies de mohos que pueden crecer sobre los alimentos en determinadas condiciones. El efecto perjudicial para la salud se conoce desde antiguo, y entre las prescripciones de la medicina clásica está la recomendación de evitar los alimentos enmohecidos.
En el presente trabajo daremos a conocer todo acerca de las toxinas tanto bacterianas como fúngicas, esperando sea de gran ayuda al conocimiento presentamos la siguiente investigación. LOS AUTORES
II.
OBJETIVOS
Objetivos Generales:
Brindar información acerca de las toxinas microbianas y fúngicas
en los
alimentos y su riesgo potencial en la salud humana, además de la forma en cómo prevenirlas.
Objetivos Específicos:
Dar a conocer las bacterias y hongos que producen toxinas.
Identificar los tipos de toxinas que existen ya sean bacterianas o fúngicas.
Conocer las diferentes enfermedades que causan estas toxinas y como prevenirlas.
III.
ALCANCE
La presencia de contaminaciones alimenticias, ya sean intoxicaciones o infecciones bacterianas o parasitarias, o una combinación de las mismas (infecto-intoxicación), es muy frecuente y afectan sobre todo a grupos sociales de bajos recursos. Estos últimos, por razones económicas, la mayoría de las veces sólo tienen acceso a alimentos de bajo costo y, por ende, de calidad e inocuidad que en muchos casos es por lo menos dudosa. Moléculas que alteran el metabolismo, la fisiología o la estructura de células del huésped. Pueden ser estructurales como son las endotoxinas o secretables /exportables como lo son las exotoxinas. El modo de acción es variable siendo el enzimático uno de ellos. La mayoría de las toxinas actúan en conjunto y producen su efecto cito patológico a través de la acción de toxinas y con enzimas extracelulares. Las toxinas fúngicas son substancias producidas por varios centenares de especies de mohos que pueden crecer sobre los alimentos en determinadas condiciones. El efecto perjudicial para la salud se conoce desde antiguo, y entre las prescripciones de la medicina clásica está la recomendación de evitar los alimentos enmohecidos. Las
más
importantes
son
las
toxinas
producidas
por
mohos
de
los
géneros Aspergillus, Fusarium y Penicillium. Al tratarse de metabolitos secundarios, su velocidad de producción depende de la temperatura.
IV.
BASE TEORICA
Microorganismos: Los microorganismos son aquellos seres vivos más diminutos que únicamente pueden ser apreciados a través de un microscopio. En este extenso grupo podemos incluir a los virus, las bacterias, levaduras y mohos que pululan por el planeta tierra. Toxina: se llama toxina al veneno que produce una bacteria, una planta o un animal. Las toxinas, por lo tanto, son sustancias cuyo origen es orgánico. Estas proteínas o moléculas pueden provocar distintos tipos de daños físicos. Hongos: Los hongos son un grupo de seres vivos diferentes de las plantas y de los animales, razón por la cual se clasifican en un reino aparte llamado Fungi. La ciencia que los estudia se llama Micología (Mykes=Hongo y Logos=Estudio). Poseen gran capacidad de adaptación y pueden desarrollarse sobre cualquier medio o superficie, tanto en los bosques como en las ciudades. Se reproducen por medio de esporas, las cuales son diseminadas principalmente por el viento y por el agua. Micotoxicosis: Las micotoxicosis son enfermedades que se presentan en animales y el hombre, producidas por micotoxinas, elementos tóxicos elaborados por distintos tipos de hongos que crecen en plantas, henos, silos, granos, subproductos y otros alimentos almacenados. Antibiótico: Un antibiótico, es una sustancia química producida por un ser vivo o derivado sintético, que mata o impide el crecimiento de ciertas clases de microorganismos sensibles, generalmente son fármacos usados en el tratamiento de infecciones por bacterias, de ahí que se les conozca como antibacterianos. Mohos: El moho es un hongo que se encuentra tanto al aire libre como en interiores. Nadie sabe cuántas especies de hongos existen, pero se calcula que puede haber desde decenas de miles hasta quizá trescientas mil o más. El moho crece mejor en condiciones cálidas, mojadas y húmedas, y se propaga y reproduce mediante esporas. Las esporas del moho pueden
sobrevivir en condiciones ambientales, como la resequedad, que no favorecen el crecimiento normal del moho. Saprobio: hongo que crece sobre tejidos orgánicos muertos. Patógeno: es un elemento capaz de originar una enfermedad a la biología de un huésped, ya sea un humano, animal o planta. Existen diversos factores que hacen que el huésped sea más propenso a ser invadido por un patógeno, estos pueden ser: factores genéticos, estilo de vida, la edad, higiene personal, consumo de tóxicos. Microflora:
Comprende
algas
microscópicas,
bacterias
y
hongos,
Generalmente se refiere a la flora del suelo, Está formada principalmente por numerosas especies de bacterias y hongos y tiene una acción de gran importancia en los procesos de regeneración de nutrientes, descomposición de sustancias orgánicas, formación y fertilización del suelo, etc. Sinergismo: Resultado de la acción de dos o más organismos o sustancias que, actuando en conjunto, provocan una respuesta mayor a la suma de los efectos que provocarían por separado. Alimento: Un alimento es cualquier sustancia que toma o recibe un ser vivo para su nutrición; es el componente esencial de la vida desde el nacimiento hasta la muerte, porque proporciona una mezcla compleja de sustancias químicas que hace posible que el cuerpo construya y mantenga sus órganos y le suministra la energía para desarrollar sus actividades. Cepa: son microorganismos del tipo fenotípico que representan una proporción derivada de un organismo mayor, como una muestra de estudio. Las cepas contienen información biológica que es de interés científico. Son obtenidas por lo general a través del procedimiento de la clonación.
V. 5.1
CONTENIDO TOXINAS BACTERIANAS
Algunos microorganismos producen sustancias venenosas de peso molecular elevado conocidas como toxinas. La capacidad de los microorganismos para producir toxinas es un factor importante en su capacidad para producir enfermedad. Las toxinas producidas por los microorganismos pueden ser excretadas al medio que les rodea (exotoxinas) o retenidos dentro de la célula (endotoxinas). Los organismos patógenos se caracterizan por su capacidad para establecerse y multiplicarse en los tejidos de los hospederos ("invasión") y ser transferidos con éxito a hospederos frescos potenciales ("infección").Producen enfermedades de muy diversas maneras, incluyendo la producción de venenos o toxinas que dañan a diferentes tejidos del cuerpo, alterando el metabolismo celular y efectuando otros cambios destructivos. Las toxinas difusibles formadas por bacterias patógenas, como los que causan el envenenamiento del alimento (botulismo), escarlatina , difteria y tétanos, son neutralizados por anticuerpos apropiados .Estas toxinas difusibles formadas por bacterias patógenas particulares se llaman exotoxinas y se ha demostrado que son proteínas que rápidamente pueden neutralizarse con sus anticuerpos correspondientes. Por el contrario, las toxinas presentes en las paredes celulares de ciertas bacterias (llamadas endotoxinas) y que son liberados al morir las bacterias, son bloqueados con anticuerpos apropiados. Sin embargo, conservan aún bastante toxicidad debido probablemente a que no se combinan con la porción dañina de la molécula. La resistencia o inmunidad a una determinada enfermedad es una manifestación biológica importante de la reacción antígeno-anticuerpo. (Jawetz, et al.)
Tabla N°1: Comparación de exotoxinas y endotoxina. EXOTOXINAS
ENDOTOXINAS
Naturaleza química proteica. Naturaleza química lipídica. Excretadas por células vivientes, Parte integral de la pared celular de concentración grande en el medio líquido. bacterias gramnegativas. Liberadas al morir la bacteria, y en parte durante el crecimiento. A veces no necesitan liberarse para mostrar su actividad biológica. Producidas por bacterias gramnegativas Sólo se encuentran en bacterias y grampositivas. gramnegativas.
Polipéptidos de peso molecular de 10 000 a 90 000. Relativamente inestables; toxicidad con frecuencia destruida con rapidez mediante calentamiento a temperatura mayores de 60ºC. Altamente antígena; estimulan al aumento de títulos de la antitoxina. La antitoxina neutraliza la toxina.
Lipopolisacáridos complejos. La porción lípido A tal vez confiere la toxicidad. Relativamente estable; resiste el calor a temperaturas mayores de 60ºC durante horas sin perder su toxicidad. Pueden resistir a la autoclave. Débilmente inmunógena; los anticuerpos son antitoxina y protectores. La interrelación entre los títulos del anticuerpo y la protección de la enfermedad es menos clara que con las exotoxinas. Convertida en toxoide antígeno, no No se convierte en toxoide. tóxico, mediante formalina, ácido, calor, etcétera. Los toxoides se emplean para inmunizar (ej., toxoide tetánico). Altamente tóxica; mortal para animales Moderadamente tóxica; mortal para en cantidades de microgramos o animales en cantidades de 10 a 100 menores. Dosis letal pequeña. microgramos. Dosis letal muy grande. Por lo general no produce fiebre en el En general produce fiebre en el hospedero. hospedero por liberación de interleucina1 y otros mediadores. Fuente: Jawetz, et al.
Tabla N°2: Toxinas de bacterias y efectos que producen. BACTERIA
TOXINA
Bacillus anthracis Bordetella pertussis Campylobacter jejuni Clostridium botulinum
Factor letal Adenilato ciclasa Enterotoxina Toxina botulínica
Clostridium difficile Clostridium tetani
Enterotoxina Toxina tetánica
Corynebacterium diphtheriae Legionella pneumophila Shigella dysenteriae Staphylococcus aureus
Toxina diftérica
Streptococcus pneumoniae Streptococcus pyogenes Vibrio cholerae
Citotoxina Citotoxina α toxina β toxina Enterotoxina Exfoliatina Neumolisina Estreptolisina o eritrogénica Toxina colérica
Fuente: Mecanismos de infectividad microbiana
EFECTO Edema de pulmón Destrucción de leucocitos Diarrea No liberación neurotransmisores Diarrea hemorrágica No liberación represores del impulso nervioso Destruye células Destruye células Destruye células Destruye eritrocitos Destruye células Intoxica alimentos Descama la piel Destruye células Toxina Destruye células Escarlatina Diarrea acuosa
5.1.1
EXOTOXINAS
Son proteínas solubles excretadas por bacterias con efectos tóxicos a distancia para algunas células del huésped en las que encuentran receptores apropiados. Muchas patógenas, tanto grampositivas como gramnegativas, pueden producir una o varias exotoxinas distintas. Pierden su toxicidad cuando se las calienta o trata con ácidos. A veces estas exotoxinas son el principal factor de virulencia. Corynebacterium diphteriae únicamente sintetiza la toxina diftérica si está infectada por un bacteriófago, y las cepas de esta especie no toxigénicas que colonizan la faringe no producen difteria, porque es precisamente la toxina la responsable de los daños que se observan en esta enfermedad. Son casos similares los del tétanos, el botulismo, el cólera o las intoxicaciones alimentarias por Staphylococcus aureus. En otras bacterias se han identificado genes para exotoxinas pero la contribución de estos factores a la virulencia no está completamente aclarada. Cada tipo de exotoxina tiene un determinado tropismo celular de forma que puede tratarse de enterotoxinas, neurotoxinas, leucotoxinas, etc. Una vez unida a sus células diana, se introduce en el citoplasma y se activa su mecanismo de daño que puede ser de varios tipos (figura 1).
Citotoxinas: Forman poros en la membrana de la célula diana y la lisan.
Inhibidoras de síntesis proteica: También producen la muerte o necrosis de la célula afectada. Ej. La toxina diftérica o la toxina de Shigella dysenteriae.
Inhibidoras del reciclaje de ATP: Tienen como consecuencia la acumulación del AMP en el citoplasma que a su vez provoca la salida de agua y electrolitos de la célula afectada, pero no su muerte. Ej. Toxina del cólera.
Superantígenos: Activan simultáneamente un gran número de clones de linfocitos TH lo que da lugar a una síntesis masiva de citocinas. Ej. Enterotoxinas estafilocócicas. (Patogenia bacteriana)
Figura N°1: Principales mecanismos de acción de las exotoxinas bacterianas.
Fuente: Patogenia bacteriana Las exotoxinas se nombran en función del lugar al que afectan:
Neurotoxinas (tejido nervioso): toxina emética de Bacillus cereus, toxina botulínica, toxina tetánica.
Enterotoxinas (mucosa intestinal): toxina colérica, Staphilococcus aureus
Citotoxinas (tejidos en general): toxinas de Staphylococcus aureus o Clostridium difficile, leucocidinas, hemolisinas. (Mecanismos de infectividad microbiana) 5.1.1.1 Exotoxinas en alimentos
Tabla N°°3: Principales intoxicaciones alimentarias y bacterias de las infecciones
Fuente: Ingraham, 2005
5.1.1.2 Enfermedades causadas por exotoxinas bacterianas Según Ingraham (2005), nos menciona que hay dos categorías de enfermedades causadas por los alimentos: las intoxicaciones alimentarias, causadas por toxinas producidas por los microorganismos, y las infecciones alimentarias causadas por el crecimiento de los microorganismos en el cuerpo humano, luego de haber ingerido alimentos contaminados. Al continuación se muestran las más comunes intoxicaciones alimentarias estafilocócicas y posteriormente las graves como el botulismo. a. Intoxicación alimentaria estafilocócica Es el trastorno resultado de la ingestión de un alimento contaminado con el coco Gram positivo Staphylococcus aureus, el cual es altamente resistente a los antibióticos, y actúa produciendo varias enterotoxinas que secreta al medio circundante o alimento. Se han identificado seis tipos de enterotoxinas de S. aureus: A, B, C1, C2, D y E. A es la más frecuente, el mecanismo de acción de esta, es el de un súper antígeno e implica la estimulación sistemática de un gran número de células T. La clonación y secuencia del gen entA y de varios otros genes de enterotoxinas de S. aureus, muestra que esta familia de toxinas está relacionada genéticamente. El staphylococcus aureus es incapaz de crecer a bajas temperaturas, con frecuencia en alimentos que no se refrigeran y se mantienen en cocinas calientes o al aire libre. Bajo estas condiciones el microorganismo puede haber llegado al alimento desde un manipulador de alimentos, desde su preparación, crece y produce enterotoxina, y como la toxina es relativamente termoestable pude permanecer activa si se vuelve a cocinar. Causas, incidencia y factores de riesgo La intoxicación alimentaria por estafilococo dorado ocurre a menudo cuando una persona que manipula alimentos contamina los productos alimenticios tales como postres (especialmente salsas y los postres rellenos o cubiertos con crema), ensaladas (en especial las que contienen mayonesa) o comidas horneadas, que son servidos o almacenados a temperatura ambiente o en el refrigerador. Las bacterias se multiplican rápidamente en los alimentos y puede haber una gran colonia de bacterias sin que haya evidencia de descomposición del alimento. Los factores de riesgo son:
Ingestión de alimentos preparados por una persona con una infección en la piel, dado que estas infecciones comúnmente contienen el estafilococo dorado.
Ingestión de alimentos almacenados a temperatura ambiente.
Síntomas y mortalidad
Los síntomas y signos que se manifiestan dependen de la cantidad y calidad de los tóxicos ingeridos. Generalmente, los síntomas empiezan en un plazo de 1-6 horas después de la ingestión y, dependiendo del agente involucrado, pueden incluir uno o más de los siguientes: náuseas, dolor abdominal, vómitos, diarrea, fiebre, dolor de cabeza y fatiga. En la mayoría de los casos el cuerpo es capaz de recuperarse totalmente tras un corto periodo de malestar y enfermedad agudos.
b. Salmonelosis Es una infección en el revestimiento del intestino delgado causada por la bacteria salmonella; existen 2,200 serotipos de esta bacteria. Causas, incidencia y factores de riesgo La enterocolitis por salmonella es uno de los tipos más comunes de intoxicación alimentaria y ocurre cuando la persona consume alimentos o agua contaminados con la bacteria salmonella. Cualquier alimento se puede contaminar durante la preparación si las condiciones y el equipo empleado en el proceso no son higiénicos. El período de tiempo comprendido entre el momento de resultar infectado y el desarrollo de los síntomas es de 8 a 48 horas. Una persona tiene mayor probabilidad de adquirir este tipo de infección si:
Ha
consumido
alimentos
inadecuadamente
almacenados
o
preparados (especialmente pavo, pollo y huevos mal cocidos, y la falta de refrigeración del relleno del pavo).
Tiene miembros de la familia con infección reciente por salmonella.
Ha tenido una enfermedad familiar reciente con gastroenteritis.
Ha estado internado en una institución.
Ha comido pollo recientemente.
Tiene como mascota una iguana, otros lagartos, tortugas o serpientes (los reptiles son portadores de salmonella).
Tiene un sistema inmunitario debilitado.
Síntomas El periodo de incubación (sin síntomas) es de 1 a 2 semanas, tras la que aparecen de forma gradual.
Cólicos, sensibilidad o dolor abdominal
Fiebre (39° a 40°)
Escalofrío
Dolor muscular, de cabeza y articulaciones.
Estreñimiento y falta de apetito, finalmente al evolucionar las lesiones del intestino, aparece diarrea abundante con sangre.
c. Botulismo Es una enfermedad rara pero grave, causada por la bacteria Clostridium botulinum. Las bacterias pueden entrar al organismo a través de heridas o pueden vivir en alimentos mal enlatados o mal conservados. La toxina es extremadamente potente, incluso mortal en pequeñas cantidades, 5 bloquea la liberación la acetilcolina en las terminaciones nerviosas con lo que paraliza los músculos y puede llevar a la muerte por paro respiratorio.
Causas, incidencia y factores de riesgo El Clostridium botulinum se encuentra en los suelos y en las aguas impotables de todo el mundo y produce esporas que sobreviven en los alimentos mal conservados o mal enlatados, donde generan su toxina, la que al ser ingerida, incluso cantidades pequeñísimas pueden provocar intoxicación grave. Los alimentos que suelen contaminarse con mayor frecuencia son las verduras enlatadas en casa, carne de cerdo y jamón curados, el pescado
crudo o ahumado y la miel o el jarabe de maíz. El botulismo también ocurre si la bacteria penetra a través de heridas abiertas y produce la toxina allí. Síntomas Los síntomas generalmente aparecen entre 6 horas y 6 días, el periodo de incubación es de 18 a 36 horas después de consumir los alimentos contaminados. Los síntomas neurológicos más comunes son: boca seca, visión doble, dificultad en la visión cercana, dificultad para tragar y pronunciar palabras. Los signos clínicos incluyen:
Debilidad o parálisis en las extremidades
Cólicos abdominales
Dificultad respiratoria que puede llevar a una insuficiencia respiratoria
Náuseas
Ausencia temporal de la respiración
Vómito
Signos oculares: Pupilas que no reaccionan a la luz, párpados caídos, nistagmos
(movimientos rápidos automáticos de ojos).
Ataxia (Inestabilidad al andar)
d. Bacillus cereus La enfermedad alimentaria por Bacillus cereus se presenta después de la ingestión de alimentos en los que ha crecido el organismo y formado sus toxinas. Habitualmente, se describen dos síndromes asociados, el diarreico, caracterizado por una diarrea que aparece entre 8 y 24 horas después de la ingestión de grandes cantidades de células, y el síndrome emético, con episodios de vómito que aparecen entre una y seis horas después de la ingestión de la toxina que se halla preformada ya en el alimento, con un cuadro similar al producido por Clostridium botulinum. Signos y síntomas Los principales síntomas de la infección por Campylobacter son fiebre, calambres abdominales y diarrea, que generalmente es leve, aunque a veces puede ser grave. La diarrea puede derivar en deshidratación, que
debe ser controlada de cerca. Los signos de deshidratación son: sed, irritabilidad, cansancio, somnolencia, ojos hundidos, boca y lengua secas, piel seca y disminución de la frecuencia de excreción urinaria. En casos de infecciones por Campylobacter, la diarrea que inicialmente es líquida, después puede contener sangre o mucosidad. A veces el dolor abdominal aparenta ser un síntoma más significativo que la diarrea. La infección podría confundirse con una apendicitis o un problema de páncreas.
e. Campylobacter jejuni Campylobacter jejuni es una especie del género Campylobacter. Es un bacilo que responde negativamente a la tinción de Gram, presenta movilidad por uno o dos flagelos polares. Signos y síntomas Los principales síntomas de la infección por Campylobacter son fiebre, calambres abdominales y diarrea, que generalmente es leve, aunque a veces puede ser grave. La diarrea puede derivar en deshidratación, que debe ser controlada de cerca. Los signos de deshidratación son: sed, irritabilidad, cansancio, somnolencia, ojos hundidos, boca y lengua secas, piel seca y disminución de la frecuencia de excreción urinaria, y (en bebés) un pañal seco durante varias horas. En casos de infecciones por Campylobacter, la diarrea que inicialmente es líquida, después puede contener sangre o mucosidad. A veces el dolor abdominal aparenta ser un síntoma más significativo que la diarrea. La infección podría confundirse con una apendicitis o un problema de páncreas.
f.
Escherichia coli La Escherichia coli (o simplemente E. coli) es uno de los muchos grupos de bacterias que viven en los intestinos de los humanos sanos y en la mayoría de los animales de sangre caliente. Esta bacteria ayuda a mantener el equilibrio de la flora intestinal normal (flora bacteriana) contra las bacterias nocivas y sintetiza o produce algunas vitaminas. No obstante, existen cientos de tipos o cepas de bacterias E-coli. Las distintas cepas de E. coli tienen diferentes características distintivas. Una cepa de E-coli en particular,
conocida como E. coli O157:H7, causa una grave infección intestinal en los humanos. Es la cepa más común que causa enfermedades en las personas. Se puede diferenciar de otras E. coli por la producción de una potente toxina que daña el revestimiento de la pared intestinal y causa diarrea con sangre. También se conoce como infección enterohemorrágica por E. coli. Síntomas Cada persona puede experimentar los síntomas de diferente forma, y pueden incluir:
Calambres abdominales.
Diarrea con sangre, grave.
Diarrea sin sangre.
Sin fiebre o fiebre leve.
Síndrome urémico hemolítico (SUH) (Se destruyen los glóbulos rojos (las células que transportan oxígeno en el flujo sanguíneo) de un individuo y los riñones dejan de trabajar).
g. Clostridium perfringens Clostridium perfringens es una bacteria anaeróbica Gram-positiva y formadora de esporas que se encuentra en los intestinos de los seres humanos y de varios animales homeotermos, en el suelo, en el agua, en los alimentos (sobre todo en las carnes que no están bien cocinadas), entre otros. Las enfermedades causadas pueden ser fatales. Produce toxinas que pueden causar enfermedades como la enteritis necrótica o la gangrena gaseosa. Es el tercer indicador de contaminación fecal de las aguas. Se destruye con temperaturas superiores a 121°. Hay varios tipos de Clostridium perfringens: Clostridium perfringens A, B, C, E. Ingraham (2005)
5.1.2 ENDOTOXINAS Son sustancia de naturaleza lipopolisacárida, localizadas en la superficie celular del microorganismo y que son liberadas por lisis bacteriana. Son producidas principalmente por las bacterias Gram – de los géneros Escherichia, Salmonella, Shigella y Klebsiella. El shock por endotoxinas (shock séptico) se suele asociar con la diseminación sistémica del microorganismo y, el ejemplo más común es las septicemia por bacterias Gram - como Escherichia coli, Nesisseria meningitidis, etc. Las endotoxinas son parte integral de las paredes celulares de bacterias Gram negativas. Formada por glucosaminas, fosfatos y ácidos grasos. La propiedad toxica de la membrana externa de estas bacterias es responsable de algunos síntomas de infección toxicas se asocian a una parte del LPS (lipopolisacaridos), más concretamente al lípido A. Estas moléculas han sido aisladas de una gran variedad de bacterias Gram negativas, y sus características estructurales y biológicas siguen siendo extensamente estudiadas. La mayoría del conocimiento actual acerca de la biosíntesis y relaciones estructura función de los LPS ha sido obtenido principalmente de estudios con Eschirichia coli y Salmonela typhimurium. La importancia de estas moléculas en las infecciones bacterianas, actualmente constituye un objetivo importante desde el punto de vista farmacológico y terapéutico.
5.1.2.1 CARACTERISTICAS: Tienes la capacidad de producir síntomas patológicos desde escalofríos, fiebre y la muerte. Crean un escudo rígido en las bacterias que la portan, bloqueando la acción de muchos A/B. Estimulan la resistencia inmunitaria del organismo. Desarrollo adecuado del sistema inmunitario y funcionamiento normal Sólo se encuentran en bacterias gramnegativas. Lipopolisacáridos complejos. La porción lípido A tal vez confiere la toxicidad. Relativamente estable; resiste el calor a temperaturas mayores de 60ºC durante horas sin perder su toxicidad. Pueden resistir a la autoclave. Débilmente inmunógena; los anticuerpos son antitoxina y protectores. La interrelación entre los títulos del anticuerpo y la protección de la enfermedad es menos clara que con las exotoxinas. No se convierte en toxoide.
No se encuentran receptores específicos sobre las células. En general produce fiebre en el hospedero por liberación de interleucina-1 y otros mediadores. Síntesis dirigida por genes cromosómicos. Varios efectos pero principalmente síntomas de choque generalizado o hipersensibilidad.
5.1.2.3 ENFERMEDADES 5.1.2.3.1 Septicemia Es la presencia de bacterias en la sangre (bacteriemia) que a menudo ocurre con infecciones graves. Esta afección, también conocida como sepsis, es una infección grave y potencialmente mortal que empeora de forma muy rápida. La infección bacteriana es la causa más común de sepsis y shock séptico, siendo los gérmenes gramnegativos los más frecuentemente involucrados, seguidos muy de cerca por los microorganismos grampositivos. Las sustancias químicas liberadas en la sangre para combatir la infección pueden conducir a la insuficiencia de órganos, como los riñones y los pulmones, ocasionando una caída en la presión arterial, lo que puede llevar a la muerte. a. Síntomas Fiebre Escalofríos Respiración rápida Frecuencia cardíaca elevada Shock Disminución de la temperatura corporal Dimisión de la presión arterial Confusión Cambios en la estabilidad mental Coagulación de la sangre Disminución del gasto urinario o ninguna producción de orina en absoluto Evacuaciones dolorosas Dolor o molestias durante las relaciones sexuales Sangrado entre períodos
b. Tratamiento El tratamiento generalmente implica una estancia hospitalaria. Líquidos y medicamentos se administran por vía intravenosa para ayudar a mantener la presión arterial. El oxígeno es administrado para ayudar con las irregularidades de la respiración junto con los antibióticos para tratar la infección. Se suministrarán transfusiones sanguíneas y plasma si hay anormalidades en la coagulación de la sangre. Ventilación mecánica si el paciente lo requiere. c. Prevención Estar inmunizados contra la gripe haemophilus B, la cual consiste en la combinación de la vacuna contra la gripe y la vacuna contra la neumonía por estreptococo, esto reducirá el riesgo de desarrollar septicemia en los niños. DOSIS LETAL Moderadamente tóxica; mortal para animales en cantidades de 10 a 100 microgramos. Dosis letal muy grande.
5.2
TOXINAS FUNGICAS
5.2.1 CONCEPTO Las micotoxinas son metabolitos secundarios producidos por hongos filamentosos, cuya ingestión, inhalación o absorción cutánea reduce la actividad, hace enfermar o causa la muerte de animales y personas (Pitt, 1996). Se denomina “micotoxicosis” a la respuesta toxica causada por las micotoxinas en el hombre y los animales. El término “micotoxina” proviene del griego “mycos” que significa hongo y del latín “toxicum”, que significa tóxico o veneno.
La formación de micotoxinas en los alimentos está influenciada por la composición del sustrato, temperatura, actividad de agua y pH (Leistner, 1986). Por ello no se puede concluir que la presencia del hongo sobre los productos implica que la micotoxina sea producida. Las micotoxinas no son proteínas, poseen bajo peso molecular, son químicamente estables y en la mayoría de los casos, resistentes a
los tratamientos térmicos que se aplican a los alimentos (Mossel; Moreno García, 1985). La exposición a micotoxinas puede producir toxicidad tanto aguda como crónica, causando efectos nocivos en el sistema nervioso central, los sistemas cardiovascular y pulmonar y el tracto digestivo (riñones e hígado).
Las micotoxinas pueden también ser agentes cancerígenos, mutagenos, teratogenos e inmunodepresores. La capacidad de algunas micotoxinas de comprometer la respuesta inmune y, por tanto, reducir la resistencia a enfermedades infecciosas, está considerada hoy en día como uno de los efectos más importantes de estos metabolitos, particularmente en países desarrollados. Aunque existen muchos tipos de micotoxinas, en la Tabla 4 se pueden apreciar algunas de las principales, en cuanto a presencia en productos alimenticios y toxicidad para los seres vivos. También se incluyen los hongos productores, los alimentos principales que contaminan y sus efectos tóxicos más representativos. Las características de una micotoxicosis son las siguientes:
No es una enfermedad transmisible,
El tratamiento con drogas o antibióticos tiene poco o ningún efecto,
En los brotes observados en el campo, el problema es estacional debido a que las condiciones climáticas afectan al desarrollo del hongo
El brote está comúnmente asociado a un alimento o forraje específico,
El examen del alimento o forraje sospechoso revela signos de actividad fúngica.
La
presencia de una micotoxina y el peligro asociado solamente pueden ser
determinados con certeza después de la extracción e identificación de la misma, porque:
La presencia del hongo no asegura que exista una micotoxina,
Esta continúa en el producto aunque el moho haya desaparecido,
Un hongo dado puede producir más de una toxina y
Una determinada micotoxina suele ser formada por más de una especie de mohos.
Las concentraciones se expresan en µg/kg, o sea una relación de 1/109, y la acción de estas pequeñas cantidades es acumulativa.
Tabla N°4: Principales micotoxinas, hongos productores, alimentos principales que contaminan y efectos tóxicos más representativos. PRINCIPALES EFECTOS TÓXICOS
HONGO
SUSTRATO PRINCIPAL
Aflatoxinas
Aspergillus sp.
Cereales, leche, frutos secos
Altamente cancerígena, produce toxicidad y cáncer de hígado
Citrinina
Penicillium sp.
Cereales y frutas
Efecto inmunosupresora
Fumonisinas
Fusarium sp. A. niger
Cereales (maíz)
Carcinógena, hepatotóxica
Aspergillus sp. Penicillium sp.
Cereales, café, legumbres, quesos, carnes ahumadas, frutas
Efecto nefrotóxico, necrosis hepática, efecto inmunosupresor
MICOTOXINA
Ocratoxinas
Patulina
Penicillium sp.
Cereales, quesos
Tricotecenos (T2, NIV, DON)
Fusarium sp.
Cereales
Zearalenona
Fusarium sp.
Cereales subproductos
nefrotóxico,
Neurotóxica, afecciones frutas, pulmonares, lesiones de hígado y riñón, carcinomas, inmunosupresora.
NIV: Nivalenol, DON: Deoxinivalenol, T2: Toxina T2 Fuente: Amaia, 2009
Afecciones sistema digestivo, circulatorio, nervioso y piel. y Afecciones sistema reproductor, estrógena.
TABLA N°5: Afecciones en el hombre provocadas por la ingestión de micotoxinas.
Fuente: Carrillo L, Gómez Molina SE
5.2.2 PRESENCIA DE MICOTOXINAS EN VEGETALES
Los mohos crecen sobre los materiales vegetales produciendo el deterioro de los mismos. Forman metabolitos secundarios que actúan como antibióticos favoreciendo la prevalencia del moho frente a otros microorganismos, muchos de los cuales son tóxicos para plantas y/o animales. Estos metabolitos que enferman o matan a los animales que los consumen se conocen como micotoxinas y la afección se llama micotoxicosis.
La presencia de las micotoxinas en los vegetales puede deberse: o a la infección de la planta en el campo por el hongo patógeno o a la colonización por los saprobios, o al crecimiento de los mohos saprobios o patógenos postcosecha sobre los frutos y granos almacenados, o al desarrollo fúngico saprobio durante el almacenamiento de los productos ya procesados.
5.2.3 TOXINAS 5.2.3.1 AFLOTOXINAS Se conocen con el término general de “aflatoxinas” al grupo de aproximadamente 20 tipos de metabolitos diferentes de origen fúngico producidas por determinadas especies del género Aspergillus cuya toxicidad y presencia en los alimentos varía, si bien, normalmente sólo las aflatoxinas B1, B2, G1 y G2 se encuentran en los alimentos.
La aflatoxina B1 es, con diferencia, el compuesto más tóxico. Estas micotoxinas son producidas por al menos tres especies del genero Aspergillus: A. flavus, A.parasitucus y A.nominus, que se desarrollan cuando los niveles de temperatura y humedad son elevados y que pueden presentarse en un amplio rango de importantes materias primas, como son los cereales, las nueces, las especias, los higos y los frutos secos.
Desde el punto de vista físico-químico, las aflatoxinas son sustancias cristalinas, que se disuelven fácilmente en solventes ligeramente polares como son el cloroformo, el metanol y en agua a razón de 10-20 mg/l. Estas sustancias presentan fluorescencia a la luz ultravioleta.
Las aflatoxinas en su forma cristalina son muy estables en ausencia de luz, particularmente de luz ultravioleta, incluso a temperaturas superiores a 100ºC.
Por otro lado, su estructura química hace que las aflatoxinas sean sensibles a hidrólisis alcalina, motivo por el cual se han investigado posibles tratamientos con amoniaco o hipoclorito como posible medio para su eliminación de los productos contaminados, pero a este respecto todavía quedan muchos puntos por aclarar (como por ejemplo, la toxicidad de los productos resultantes de estos tratamientos). (AFHSE, 2015) a. Toxicidad e importancia Las aflatoxinas son compuestos tóxicos en forma aguda (dosis altas) y en forma crónica o a largo plazo (por el consumo frecuente de dosis bajas).
La aflatoxina B1 es uno de los más potentes hepato-carcinógenos conocidos, y por ello la exposición crónica a largo plazo a muy pequeñas cantidades de esta toxina a través de la dieta tiene importantes consecuencias para la salud humana.
El hígado es el órgano principalmente afectado (órgano diana). También se han observado efectos sobre los pulmones, el miocardio y los riñones y las aflatoxinas pueden acumularse en el cerebro. Además, a altas dosis las aflatoxinas también pueden producir efectos teratogénicos en algunas especies.
Por otro lado, las aflatoxinas también se han demostrado causantes de efectos subagudos y crónicos en humanos. Entre estos efectos se encuentran: cáncer de hígado, hepatitis crónicas, ictericia, hepatomegalia y cirrosis, causadas por la ingestión frecuente de pequeñas cantidades de aflatoxinas presentes en los alimentos. (AFHSE, 2015) b. Productos afectados y presencia natural Como se ha indicado al principio, las aflatoxinas son micotoxinas producidas por determinadas especies de Aspergillus que se desarrollan cuando los niveles de temperatura y humedad son elevados y pueden estar presentes en un amplio rango de importantes materias primas, como son los cereales, las nueces, las especias, los higos y los frutos secos y también en productos de origen animal, como la carne y la leche (aflatoxina M1 resultante del metabolismo de la aflatoxina B1 presente en los piensos) obtenidos de animales alimentados con piensos contaminados. Los importantes daños para la salud humana y animal que la presencia de las aflatoxinas puede acarrear, hace que hoy día un gran número de países cuenten con regulación específica de este contaminante. Esta normativa implica la realización de muestreos y análisis de aquellas materias primas más expuestas a su contaminación, tanto por parte del productor, como de los importadores y productores de alimentos. Igualmente los gobiernos tienen establecidos programas y planes de vigilancia para el control de la ingesta de estos contaminantes por la población y poder tomar las medidas necesarias en caso necesario. A la cabeza del “top ten” de productos más contaminados por aflatoxinas se encuentran los cacahuetes y pistachos. En el comercio internacional de cacahuetes se han llegado a encontrar partidas con unos niveles de aflatoxinas de 1000 μg/kg o más.
Sin duda, las condiciones climáticas tienen un papel crucial en la formación de estas micotoxinas, y por ello, la gravedad del problema varia de año en año. Una situación particularmente problemática para los productores de cereales se da cuando tras un periodo de sequía (que lleva a las plantas a sufrir estrés hídrico) le siguen lluvias. (AFHSE, 2015)
c. Estabilidad y persistencia Las aflatoxinas son bastante estables en muchos alimentos y son bastante resistentes a la degradación. En el procesado de materias primas utilizando protocolos de limpieza en los cuales se incluya la retirada de granos partidos y otros restos, la clasificación y la molienda pueden reducir la concentración de aflatoxinas considerablemente. Si bien, la efectividad de algunos procesos en la reducción de aflatoxinas en los alimentos puede depender de distintos factores, como por ejemplo, el contenido en proteína, el pH, la temperatura y la duración del tratamiento. (AFHSE, 2015)
TABLA N°6: Contenidos máximos de aflatoxinas en cereales y derivados destinados a consumo humano
Producto Todos los cereales y todos los productos a base de cereales, incluidos los productos derivados de la transformación de cereales, a excepción de los productos alimenticios enumerados en los siguientes apartados. Maíz y arroz destinado a ser sometido a un proceso de selección, u otro tratamiento físico, antes del consumo humano directo o de su uso como ingrediente en los productos alimenticios
Contenido máximo (µg/kg) AFLATOXINAS B1
2,0
B1+B2+G1+G2
4,0
B1 B1+B2+G1+G2
5,0 10,0
Alimentos elaborados a base de cereales y alimentos infantiles para lactantes y niños de corta edad
B1
0,10
Alimentos dietéticos destinados a usos médicos especiales dirigidos específicamente a los lactantes
B1
0,10
Los límites máximos de aflatoxinas serán igualmente aplicables a los productos derivados de su transformación, siempre que no se hayan establecido límites máximos específicos al respecto.
Fuente: AFHSE, 2015
5.2.3.2 LA OCRATOXINA A
La ocratoxina A es una micotoxina producida por determinadas especies de hongos del genero Aspergillus, como Aspergillus ochraceus, principalmente en las regiones de clima tropical, y por Penicillium verrucosum, un hongo característico del almacenamiento, en las regiones de clima templado, como Canadá, regiones del este y noroeste de Europa y partes de Sudamérica. La ocratoxina A se conoce también por su nombre abreviado, OTA. Aparece de forma natural en el mundo entero en toda una serie de productos vegetales, tales como cereales, legumbres, granos de café, cacao, frutos secos, especias y uvas. Se ha detectado su presencia en alimentos a base de cereales, el café, el vino, la cerveza y el zumo de uva, pero también en productos de origen animal, como los riñones de cerdo, si bien la contaminación con OTA de carne, leche y huevos es insignificante.
Desde el punto de vista físico-químico, la ocratoxina A es una sustancia cristalina incolora, que presenta fluorescencia azulada bajo luz ultravioleta. Debido a la presencia de un grupo ácido en su estructura, es moderadamente soluble en solventes orgánicos polares como el cloroformo, el metanol, acetonitrilo y se disuelve libremente en solución acuosa diluida de bicarbonato sódico. Su sal sódica es soluble en agua. La ocratoxina A se puede conservar en etanol por al menos un año si se mantiene bajo refrigeración y protegida de la luz. (AFHSE, 2015) a. Toxicidad e importancia La ocratoxina A es una potente toxina que afecta principalmente a los riñones, en los cuales puede originar efectos agudos y crónicos, en función de la dosis y la duración de la exposición, ya que la OTA se acumula en los tejidos renales. Su capacidad nefrotóxica ha sido demostrada en todas las especies de mamíferos en los que se ha evaluado. Los estudios sobre su toxicidad aguda arrojan diferentes grados de afectación según la especie animal de que se trate. La indeseable exposición del ser humano a la ocratoxina A través de la dieta ha quedado demostrada por la detección de este contaminante en sangre y en leche materna. En definitiva, la ocratoxina A es una micotoxina con propiedades carcinógenas, nefrotóxicas,teratógenas, inmunotóxicas y, posiblemente, neurotóxicas. También se la ha relacionado con nefropatías en los seres humanos. (AFHSE, 2015)
b. Productos afectados y presencia natural La detección de ocratoxina A como contaminante natural en los cereales se produjo por primera vez en una muestra de maíz. Como ya se ha indicado anteriormente, la ocratoxina A puede aparecer de forma natural en toda una serie de productos vegetales, tales como cereales, granos de café, cacao y frutos secos y en alimentos a base de cereales, el café, el vino, la cerveza y el zumo de uva, pero también en productos de origen animal. Normalmente las concentraciones de ocratoxina A en cereales se encuentran por debajo de 50 μg/kg, pero cuando las condiciones de almacenamiento de los productos no son las adecuadas se pueden alcanzar concentraciones mucho más elevadas. En regiones templadas, una significante parte de los cereales pueden estar contaminados por pequeñas cantidades de ocratoxina A (por debajo de 1μg/kg), aunque algunas muestras pueden alcanzar niveles mayores. Existen muchos estudios sobre la presencia de ocratoxina A en cereales, pero en los últimos años se ha detectado ocratoxina A en un amplio abanico de productos almacenados y de alimentos procesados entre los que se incluyen el café, la cerveza, los frutos secos, el vino, el cacao y las nueces. (AFHSE, 2015)
c. Estabilidad y persistencia La ocratoxina A es una molécula relativamente estable que normalmente resiste en mayor o menor medida la mayoría de los procesos productivos y que por tanto, puede estar presente en los alimentos para consumo humano. Estos procesos pueden incluir cocinado, horneado, tostado o fermentación, y el grado en el cual la ocratoxina A es destruida dependerá en buena medida de otros parámetros como el pH, la temperatura y la presencia de otros ingredientes. Un buen número de estos procesos han sido estudiados en detalle, si bien, todavía queda mucho por hacer en esta materia.
Existen también informes donde se analiza el proceso que sigue la ocratoxina A durante los procesos de malteado – elaboración de cerveza; panificación; la elaboración de cereales de desayuno, la producción de derivados del café; la fabricación de piensos y su grado de transferencia a las carnes y otros alimentos de origen animal.
Debido a su persistencia a lo largo de la cadena alimentaria, las investigaciones actuales se centran en su prevención. En este sentido, se están desarrollando estrategias basadas en los principios del APPCC para su aplicación a diferentes procesos comerciales.
Sin duda, un mayor y mejor conocimiento de los factores que condicionan la formación de ocratoxina A permitirá adecuar las estrategias a aplicar para limitar su formación y, junto con la aplicación de la legislación, debería asegurar una adecuada protección del consumidor. (AFHSE, 2015)
TABLA N° 7: Contenido máximo de OTA tolerado en alimentos para los estados miembros de la Unión Europea PRODUCTO ALIMENTICIO Cereales: Cereales no elaborados Productos derivados de cereales no elaborados, incluidos los productos transformados a base de cereales y los cereales destinados al consumo humano directo Uvas pasas (pasas de Corinto, sultanas y otras variedades de pasas) Café: Café tostado en grano y café tostado molido, excluido el café soluble Café soluble (café instantáneo) Vino: Vino (incluidos los vinos espumosos y excluidos los vinos de licor y los vinos con un grado alcohólico mínimo de 15 % vol.) y vino de frutas. Vino aromatizado, bebidas aromatizadas a base de vino y cócteles aromatizados de productos vitivinícolas. Zumo de uva, zumo de uva concentrado reconstituido, néctar de uva, mosto de uva y mosto de uva concentrado reconstituido, destinados al consumo humano directo. Alimentos elaborados a base de cereales y alimentos infantiles para lactantes y niños de corta edad
Fuente: AFHSE, 2015
LÍMITE OTA (µg/kg) 5
3 10 5 10
2 2
2 0,5
5.2.3.3. TOXINAS DE FUSARIUM
Los hongos del genero Fusarium son hongos comunes de suelo. Suelen encontrarse en cereales cultivados en regiones templadas de América, Europa y Asia, y algunos de los que producen toxinas son capaces de producir, en mayor o menor grado, dos o más de ellas. Las micotoxinas de Fusarium están muy distribuidas por la
cadena alimentaria, siendo los productos elaborados con
cereales, especialmente trigo y maíz, las principales fuentes de ingesta alimentaria de esas toxinas.
Las especies del género Fusarium infectan el grano antes de la cosecha. Se han identificado varios factores de riesgo en relación con la infección de Fusarium y la formación de micotoxinas. Las condiciones climáticas durante el crecimiento de la planta, en particular en el momento de la floración, influyen mucho en el contenido de micotoxinas; sin embargo, las buenas prácticas agrícolas, mediante las cuales se reducen al máximo los factores de riesgo, pueden prevenir, hasta cierto punto, la contaminación por hongos del género Fusarium. (AFHSE, 2015)
5.2.3.3.1 EL DEOXINIVALENOL (DON)
El deoxinivalenol, también conocido como DON o vomitoxina, es uno de los alrededor de 150 compuestos conocidos como tricotecenos, metabolitos que son producidos por una serie de especies del género Fusarium y algunos otros mohos.
El DON casi siempre se forma en los cultivos antes de su cosecha, cuando las espigas, todavía en flor, son infestadas por determinadas especies de Fusarium, como F.graminearum y F.culmorum. Estas dos especies de hongos son importantes patógenos para las plantas y, en cereales son los responsables de las fusariosis de la espiga de trigo (golpe blanco del trigo) y del maíz.
El deoxinivalenol es térmicamente muy estable, por lo que una vez formado es probable que persista durante el almacenamiento e ingrese en la cadena alimentaria.
Desde el punto de vista físico-químico, el DON es uno de los tricotecenos más polares. Es soluble en agua y en disolventes polares como el metanol y el
acetonitrilo. De su estructura química resulta que tenga cierta absorbancia de luz ultravioleta, lo que permite su detección por técnicas TLC y HPLC. En cereales contaminados el DON puede aparecer acompañado de otros 2 tipos de tricotecenos como son el 3-acetil-dioxinivalenol y el 15- acetil-deoxinivalenol. Químicamente el DON es una molécula muy estable. (AFHSE, 2015)
a. Toxicidad e importancia Es difícil poder relacionar los efectos observados en experimentación en laboratorios con los efectos reales de una intoxicación, ya que en situaciones de intoxicación real por ingesta de producto contaminado con DON normalmente aparece acompañado de otros tricotecenos. En cualquier caso, la intoxicación aguda por DON estudiada en cerdos se caracteriza por la aparición de vómitos (de ahí la denominación común como vomitoxina), en animales rechazo del pienso, pérdida de peso y diarrea. La intoxicación aguda puede llegar a producir necrosis en diversos tejidos, como por ejemplo, el tracto gastrointestinal y en el sistema linfático.
Según los resultados de un estudio sobre una intoxicación alimentaria en humanos originada por consumo de trigo contaminado con DON en India, los síntomas que se presentan van desde dolor abdominal, mareos, dolor de cabeza, irritación de la garganta, nauseas, vómitos, diarrea y presencia de sangre en las heces. (AFHSE, 2015)
b. Productos afectados y presencia natural Los principales productos que pueden verse contaminados con DON son los cereales. El DON es una micotoxina relativamente frecuente en trigo, cebada, avena, triticale, trigo sarraceno, centeno, maíz, sorgo y en menor medida en arroz. Se han llegado a presentar concentraciones de DON de hasta 9 mg/kg en cebada y de 6 mg/kg en trigo.
Como se trata de una micotoxina muy estable, también se ha podido detectar su presencia en varios productos derivados de cereales, como por ejemplo, cereales de desayuno, pan, noodles, alimentos infantiles, malta y cerveza. Además, la presencia de DON en cebada puede ser causa de importantes problemas de calidad en la cerveza.
Sin embargo y, al contrario que otras toxinas, la transferencia de DON desde los piensos a la carne y otros productos de origen animal parece ser que es extremadamente pequeña.
La formación de dioxinivalenol en los cultivos depende en gran medida de las condiciones climáticas y por ello, está sometida a importantes variaciones entre diferentes regiones geográficas y de año en año, por lo que es aconsejable realizar controles regularmente. (AFHSE, 2015) c. Estabilidad y persistencia El deoxinivalenol es térmicamente estable por lo que es muy difícil su eliminación de los cereales una vez formado.
Durante la molienda del trigo se produce una separación de sus capas externas, donde el DON tiende a concentrarse alcanzando mayores niveles que en el cereal de partida. Por su parte, la concentración de DON en la harina es menor que en el grano de partida. Es decir, se produce una redistribución de la toxina entre las diferentes partes resultantes de la molienda del grano.
Dado que el deoxinivalenol es soluble en agua, se podría lograr una importante reducción de su contenido mediante el lavado del cereal, pero desde el punto de vista comercial esto representaría una fase adicional en la cadena y un problema con el efluente. (AFHSE, 2015)
TABLA N°8: Contenido máximo de DON tolerado en alimentos para los estados miembros de la Unión Europea (Comisión Europea, 2006).
PRODUCTO (1)
Contenido máximo (µg/ kg)
1. Cereales no elaborados (b) (c) que no sean de trigo duro, avena y maíz
1250
2. Trigo duro y avena no elaborados (b) (c)
1750
3. Maíz no elaborado (b), excepto el destinado a molienda por vía húmeda (h)
1750
4. Cereales destinados al consumo humano directo, harina de cereales, salvado y germen como producto final comercializado para el consumo humano directo, a excepción de los productos alimenticios enumerados en el punto 7, 8 y 9
750
5. Pasta (seca) (e)
750
6. Pan (incluidos pequeños productos de panadería), pasteles, galletas, aperitivos de cereales y cereales para desayuno
500
7. Alimentos elaborados a base de cereales para lactantes y alimentos infantiles para lactantes y niños de corta edad (f) (g)
200
8. Fracciones de la molienda del maíz con un tamaño de partícula > 500 micras, clasificadas en los códigos NC 1103 13 u 1103 20 40, y otros productos de la molienda del maíz con un tamaño de partícula > 500 micras, no destinados al consumo humano directo, clasificados en el código NC 1904 10 10 9. Fracciones de la molienda del maíz con un tamaño de partícula < o = 500 micras, clasificadas en el código NC 1102 20, y otros productos de la molienda del maíz con un tamaño de partícula < o = 500 micras, no destinados al consumo humano directo, clasificados en el código NC 1904 10 10 Fuente: AFHSE, 2015
750
1250
5.2.3.3.2 LA ZEARALENONA (ZEA) La zearalenona es también una micotoxina producida por diversas especies del genero Fusarium, entre las cuales destacan: F.culmorum, F.graminearum y F. crookwellense. Estas especies de hongos son conocidas por colonizar los cereales y tienen a desarrollarse en condiciones de humedad y frío durante el cultivo o la cosecha del cereal.
La zearalenona puede estar presente en el trigo, cebada, maíz, arroz y en menor medida en otros cereales y otras materias primas de origen vegetal y, como otras micotoxinas, su presencia también se puede detectar en productos transformados. En cereales y piensos la ZEA puede presentarse acompañada de otros congéneres y compuestos relacionados, que en algunos casos, tienen un efecto estrogénico aún mayor que la propia ZEA.
Desde el punto de vista físico-químico, la ZEA es un compuesto blanco cristalino, que presenta fluorescencia azul verdosa cuando se le expone a la luz ultravioleta (360nm) y una fluorescencia verdosa más intensa cuando se le expone a luz ultravioleta de menor frecuencia (260 nm). En solución en metanol, la absorción máxima ocurre a 236 nm, 274 y 316. La máxima fluorescencia en etanol ocurre a radiaciones de 314 nm y con emisiones a 450 nm. Su solubilidad en agua está en torno a 0,002 g/100 ml. Es ligeramente soluble en hexano y progresivamente más soluble en benceno, acetonitrilo, metanol, etanol y acetona. También soluble en soluciones acuosas alcalinas. (AFHSE, 2015)
a. Toxicidad e importancia Según estudios realizados, el resultado de alimentar cerdas reproductoras con una dieta con 50 mg/kg de ZEA pura originó abortos y nacimientos de fetos muertos, mientras que niveles de en torno a 10 mg/kg redujeron el tamaño de las camadas y el peso de las crías. También se realizaron ensayos con dietas menos contaminadas (0,25 mg/kg o menores) y se observaron diferentes efectos sobre el sistema reproductor de las cerdas. El cerdo se ha manifestado como el animal doméstico más sensible a la ZEA, pero también se han reportado efectos en terneras, vacas y ovejas. (AFHSE, 2015)
b. Productos afectados y presencia natural Como se ha señalado al comienzo, la ZEA puede estar presente en una gran variedad de productos agrarios y en una amplia variedad de alimentos de estos orígenes, como por ejemplo, cereales de desayuno, cerveza de maíz, harina de trigo, pan, nueces y en piensos para animales.
Dado que la ZEA es producida por los mismos hongos productores de DON y nivalenol, no es extraño que en una misma muestra se puedan presentar mezclas de todas estas micotoxinas. (AFHSE, 2015) c. Estabilidad y persistencia La ZEA sólo se descompone parcialmente mediante el calor. De hecho, aproximadamente el 60% de la ZEA permanece sin cambios en el pan, mientras que aproximadamente el 50% del total resiste el proceso de elaboración de noodles.
En la molienda en seco del maíz, la reducción en el contenido en ZEA en las principales fracciones de la molienda (harina y grits de maíz) alcanzó el 80 – 90%, pero se encontraron concentraciones mucho más elevadas en el salvado y el germen.
En los procesos de extrusión para la obtención de alimentos partiendo de grits de maíz también se han observado importantes reducciones en la concentración de ZEA, siendo esta reducción mayor a temperaturas de 120 – 140ºC. (AFHSE, 2015)
TABLA N°9: Contenido maximo de ZEA tolerado en alimentos para los estados miembros de la Union Europea (Comision Europea, 2006).
PRODUCTO(1)
Contenido máximo (µg/ kg)
1. Cereales no elaborados (b)(c) distintos al maíz
100
2. Maíz no elaborado (b), excepto el destinado a molienda por vía húmeda (g)
350 (d)
3. Cereales destinados al consumo humano directo, harina de cereales, salvado y germen como producto final comercializado para el consumo humano directo, a excepción de los productos alimenticios enumerados en los puntos 6,7, 8, 9 y 10 4. Aceite de maíz refinado 5. Pan ( incluidos pequeños productos de panadería), pasteles, galletas, aperitivos de cereales y cereales de desayuno, excluidos los aperitivos de maíz y los cereales para el desayuno a base de maíz 6. Maíz destinado al consumo humano directo, aperitivos de maíz y cereales para el desayuno a base de maíz 7. Alimentos elaborados a base de cereales (excluidos los alimentos elaborados a base de maíz) y alimentos infantiles para lactantes y niños de corta edad (e) (f) 8. Alimentos elaborados a base de maíz para lactantes y niños de corta edad y alimentos infantiles (e) (f) 9. Fracciones de la molienda del maíz con un tamaño de partícula > 500 micras, clasificadas en los códigos NC 1103 13 u 1103 20 40, y otros productos de la molienda del maíz con un tamaño de partícula > 500 micras, no destinados al consumo humano directo, clasificados en el código NC 1904 10 10 10. Fracciones de la molienda del maíz con un tamaño de partícula < o = 500 micras, clasificadas en el código NC 1102 20, y otros productos de la molienda del maíz con un tamaño de partícula < o = 500 micras, no destinados al consumo humano directo, clasificados en el código NC 1904 10 10
75 400 (d)
50
100 (d)
20
20 (d)
200 (d)
300 (d)
Fuente: AFHSE, 2015 5.2.3.3.3 FUMONISINAS
Las fumonisinas son un grupo de al menos 15 micotoxinas estrechamente relacionadas (por su estructura química) que se presentan frecuentemente en el maíz. De todo este grupo, las más relevantes son la fumonisina B1, B2 y B3, siendo la fumonisina B1 la más importante.
Aunque las fumonisinas no se identificaron hasta mediados de los años 80, sus efectos sobre los caballos se conocían desde mucho antes (al menos 150 años). Las fumonisinas son metabolitos polares producidos por varias especies del genero Fusarium, entre las cuales están: F.moniliforme, F. proliferatum, F. nygamai, F.anthophilum, F.dlamini y F.napiforme.
Es frecuente que las fumonisinas se presenten junto con otras micotoxinas, como por ejemplo, aflatoxinas, DON y ZEA.
Desde el punto de vista físico-químico, la fumonisina B1 en estado puro es un polvo blando, soluble en agua, mezclas de agua – acetonitrilo o metanol. Como se ha señalado anteriormente las fumonisinas, por su estructura química, son compuestos polares, motivo por el cual, son solubles en solventes polares.
Por otro lado, su insolubilidad en gran número de solventes orgánicos como por ejemplo el cloroformo y el hexano, comúnmente usados en los análisis de micotoxinas, explica lo complicado de su identificación inicial. (AFHSE, 2015) a. Toxicidad e importancia Los efectos de las fumonisinas se han podido observar durante años en forma de una enfermedad mortal en caballos y especies relacionadas llamada “leucoencefalomalacia equina”.
Si comparamos la toxicidad de las fumonisinas con las aflatoxinas en base únicamente a la dosis necesaria para producir una intoxicación aguda, las fumonisinas están bastante lejos de la capacidad tóxica de las aflatoxinas, pero lo que ocurre es que las fumonisinas en el maíz pueden llegar a alcanzar concentraciones muy elevadas (en partes por millón), superiores incluso a los 300 mg/kg.
La toxicidad de las fumonisinas se debe principalmente a sus efectos sobre la síntesis en el organismo de los esfingolípidos de las neuronas. Además, las alteraciones en la síntesis de estos esfingolípidos se producen casi de forma inmediata tras la ingestión de producto contaminado con fumonisinas. (AFHSE, 2015)
b. Productos afectados y presencia natural Cuando se identificó por primera vez a las fumonisinas, se pensó que su presencia estaba limitada al maíz. Posteriormente también se han detectado en otros productos como el arroz, el sorgo y en las judías blancas, pero en mucha menor concentración que las que son habituales en maíz. La acumulación significativa de fumonisina B1 en maíz ocurre cuando las condiciones climatológicas favorecen el desarrollo de Fusarium kernel rot (podredumbre del grano por Fusarium).
Además, las actividades de vigilancia han demostrado que las fumonisinas pueden estar presentes también en un número de productos acabados, como por ejemplo, la polenta, los cereales de desayuno elaborado con maíz, la cerveza o los aperitivos. No se han detectado en leche, carne o huevos. (AFHSE, 2015) c. Estabilidad y persistencia Las fumonisinas son bastante estables y no se destruyen por acción de calor moderado. En cualquier caso, no se han detectado fumonisinas en la harina de maíz utilizada para hacer las típicas tortillas, ya que esta se somete a un tratamiento con hidróxido cálcico (nixtamilización), lo cual sugiere que este tipo de proceso degrada las fumonisinas. También se ha comprobado que el tratamiento con calor a altas temperaturas produce una reducción en la concentración de fumonisinas de alrededor del 80%. En cualquier caso, es necesario realizar más estudios en torno a la reducción de fumonisinas, ya que los metabolitos resultantes de su degradación podrían resultar tan tóxicos como las propias fumonisinas de partida. (AFHSE, 2015)
TABLA N°10: Contenido máximo de fumonisinas tolerado en alimentos para los estados miembros de la Unión Europea (Comisión Europea, 2006).
Contenido máximo FB1 + FB2 (µg/ kg)
PRODUCTO(1) 1. Maíz no elaborado (a), excepto el destinado a molienda por vía húmeda (f) 2. Maíz y alimentos a base de maíz destinados al consumo humano directo, a excepción de los productos alimenticios enumerados en los puntos 3 y 4 3. Cereales para el desayuno a base de maíz y aperitivos de maíz 4. Alimentos elaborados a base de maíz y alimentos infantiles para lactantes y niños de corta edad (c) ( d ) 5. Fracciones de la molienda del maíz con un tamaño de partícula > 500 micras, clasificadas en los códigos NC 1103 13 u 1103 20 40, y otros productos de la molienda del maíz con un tamaño de partícula > 500 micras, no destinados al consumo humano directo, clasificados en el código NC 1904 10 10
4000 (b) 1000 (b) 800 (b) 200 (b)
1400 (b)
6. Fracciones de la molienda del maíz con un tamaño de partícula < 500 micras, clasificadas en el código NC 1102 20, y otros productos de la molienda del maíz con un tamaño de partícula < 500 micras, no destinados al consumo humano directo, clasificados en el código NC 1904 10 10
2000 (b)
Fuente: AFHSE, 2015 5.2.3.3.4 TOXINAS T2 Y HT-2
Las toxinas T-2 y HT-2 son micotoxinas del denominado grupo de los sesquiterpenos, comúnmente
denominados tricotecenos. Las estructuras
químicas de las moléculas de T-2 y HT-2 difieren únicamente en un grupo funcional: la toxina T-2 tiene un grupo acetilado en C- 4 mientras que la toxina HT2 no es acetilado. Ambas son toxinas del tipo de los tricotecenos tipo A.
Son producidas por varias especies del género Fusarum, incluyendo Fusarium langsethiae, F. sporotrichoides, F. poae, F equiseti, F. acumninatum, así como especies
de
otros
géneros
como
Myrothecium,
Cephalosporum,
Verticimonosporum, Trichoderma, Trichothecium y Stachybotrys.
Generalmente, estas especies de Fusarium se desarrollan e invaden los cultivos pudiendo producir las toxinas T-2 y HT-2 en condiciones de frio y humedad antes de la cosecha.
Las investigaciones han puesto de manifiesto la presencia de T-2 y HT-2 en diversos granos como el trigo, el maíz, la avena, la cebada, arroz, judías y habas de soja así como en sus productos derivados. Dentro de los cereales, que son los productos donde aparecen con más frecuencia, el más afectado parece ser la avena y sus productos derivados.
Fusarium langsethiae parece ser el principal productor de toxinas T-2 y HT-2, pero pudiera no ser la única especie responsable porque, otras especies como por ejemplo Fusarium poae o Fusarium Sporotrichioides también han sido identificadas como posibles productoras de toxinas T-2 y HT-2.
Los cereales y los productos a base de cereales, en particular el pan, los panecillos, los cereales molidos y los cereales de desayuno, suponen la mayor contribución de la dieta a la exposición total a la suma de las toxinas T-2 y HT-2. (AFHSE, 2015)
a. Toxicidad e importancia La toxina T-2 inhibe la síntesis de proteínas, de ARN y ADN, amén de otros mecanismos bioquímicos que pueden afectar a la integridad de las membranas de las células.
Los efectos tóxicos sobre el organismo que ejercen las toxinas T-2 y HT-2 incluyen la inhibición de la síntesis proteica, que afecta también a la síntesis de inmunoglobulinas y por tanto a la inmunidad humoral (la ejercida por inmunoglobulinas y otras macromoléculas). El sistema inmunitario es el más afectado por la acción de estas toxinas, lo que puede aumentar la susceptibilidad de los individuos a las infecciones.
Por otro lado, la alteración de las funciones de la membrana celular y la peroxidación lipídica son los responsables de muchos de los efectos agudos de las toxinas T-2 y HT-2, incluyendo las lesiones necróticas que se observan en las zonas de contacto.
Las toxinas T-2 y HT-2 son tóxicas para todas las especies animales y para el ser humano. Casos históricos de intoxicaciones en humanos asociadas con el consumo de cereal enmohecido que había sido almacenado durante todo el invierno se describen como Aleuquia Tóxica Alimentaria (ATA) caracterizada por la aparición de sepsis y hemorragias y una pancitopenia general (niveles bajos de glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas).
La Comisión Técnica Científica de Contaminantes de la Cadena Alimentaria (Comisión CONTAM) de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) ha establecido una ingesta diaria tolerable (TDI) de 100 ng/kg de peso corporal para la suma de las toxinas T-2 y HT-2. Las estimaciones de la exposición alimentaria humana crónica a la suma de las toxinas T-2 y HT-2 basadas en los datos de presencia disponibles están por debajo de la ingesta diaria tolerable para las poblaciones de todos los grupos de edad y no representan, por lo tanto, un peligro inmediato para la salud. (AFHSE, 2015) b. Productos afectados y presencia natural
Las investigaciones han puesto de manifiesto la presencia de T-2 y HT-2 en diversos granos como el trigo, el maíz, la avena, la cebada, arroz, judías y habas de soja así como en sus productos derivados. Dentro de los cereales, que son los productos donde aparecen con más frecuencia, el más afectado parece ser la avena y sus productos derivados.
Los cereales y los productos a base de cereales, en particular el pan, los panecillos, los cereales molidos y los cereales de desayuno, suponen la mayor contribución de la dieta a la exposición total a la suma de las toxinas T-2 y HT-2.
Se detectan contenidos más elevados en cereales sin procesar que en los productos resultantes de su transformación para alimentación humana, lo cual indica que los procesos que se aplican actúan reduciendo en cierta medida las concentraciones de partida. (AFHSE, 2015) c. Estabilidad y persistencia La toxina T-2 se metaboliza rápidamente en un elevado número de metabolitos secundarios, siendo la toxina HT-2 el principal metabolito. Al igual que otras
toxinas similares, la presencia de T-2 y HT-2 en el grano se localiza principalmente en las capas externas, por lo que los procesos de limpieza, selección, cernido y descascarillado del grano conducen a un marcado incremento de estas toxinas en los subproductos, como por ejemplo, en el salvado.
Durante el proceso de molienda, las toxinas T-2 y HT-2 no son destruidas, pero sí redistribuidas entre las diferentes fracciones.
El cocinado y el horneado parecen tener poco efecto sobre las concentraciones iniciales de T-2 y HT-2, aunque no está del todo claro, pues en algunos experimentos sí se han alcanzado reducciones en las concentraciones de partida (elaboración de gachas de avena, horneado de pan de avena y trigo), pero no son concluyentes y tienen bastante variabilidad. Un proceso que sí se ha confirmado que reduce los contenidos iniciales es el malteado. (AFHSE, 2015)
5.2.3.4. Patulina La patulina (PAT) es una lactona del grupo de los policétidos . Fue descubierta en 1940 cuando se realizaban estudios relacionados con los antibióticos e incluso se llegó a estudiar su uso como medicamento debido a sus propiedades antifúngicas y antibacterianas, sin embargo, el descubrimiento de sus efectos tóxicos causó el abandono de esta posibilidad. La producen algunas especies pertenecientes a los géneros Aspergillus, Penicillium y Byssochlamys. Los hongos productores de patulina están sobre todo asociados a frutos frescos como manzanas, peras, albaricoques, melocotones y uvas, aunque también lo están a vegetales frescos. La principal fuente dietética de la PAT son las manzanas y los productos alimentarios derivados de éstas, tales como zumos y purés. En este caso, el principal agente de deterioro y fuente de PAT es P. expansum. La ingestión de PAT puede provocar, entre otros síntomas, convulsiones, agitación, hemorragias intestinales, edemas y vómitos. Además, los riesgos crónicos para la salud asociados a esta micotoxina incluyen efectos neurotóxicos, inmunotóxicos, inmunosupresores, genotóxicos, tetogénicos y carcinogénicos (Moake et al., 2005). En la actualidad, la PAT está clasificada por el IARC en el grupo 3, es decir, no clasificable por su carcinogenicidad para los seres humanos. (AFHSE, 2015)
TABLA N°11: Contenido maximo de patulina tolerado en alimentos para los estados miembros de la Union Europea (Comision Europea, 2006).
PRODUCTO
Contenido máximo (µg/kg o ppb)
1. Zumos de frutas, zumos de frutas concentrados reconstituidos y néctares de frutas (a)
50
2. Bebidas espirituosas (b) ,sidra y otras bebidas fermentadas elaboradas con manzanas o que contengan zumo de manzana
50
3. Productos sólidos elaborados con manzanas, incluidos la compota y el puré de manzana destinados al consumo directo a excepción de los productos enumerados en los puntos 4 y 5
25
4. Zumo de manzana y productos sólidos elaborados a base de manzanas, incluidos la compota y el puré de manzana destinados a los lactantes y niños de corta edad (c) y vendidos y etiquetados como tales (d) 5. Alimentos infantiles distintos de los alimentos elaborados a base de cereales para lactantes y niños de corta edad ( d ) (e )
10
10
Fuente: AFHSE, 2015
5.2.4 FACTORES QUE DETERMINAN EL DESARROLLO FÚNGICO Y LA PRODUCCIÓN DE MICOTOXINAS La contaminación fúngica y la síntesis de micotoxinas, tanto en el campo como durante el almacenamiento de los productos agroalimentarios, es en gran parte dependiente de factores ecofisiológicos. Las condiciones ambientales que permiten el crecimiento fúngico en el campo, son difíciles de controlar. Sin embargo, estas condiciones sí pueden ser controladas tras la cosecha y durante el almacenamiento. El estudio de las mismas nos permite conocer las condiciones óptimas de crecimiento y de producción de toxinas. Por tanto, se podría predecir el riesgo potencial que tiene un determinado cultivo agrícola a estar contaminado con un determinado hongo o con su toxina. El conocimiento de esta información nos ayuda a poder desarrollar estrategias de control y prevención de estos hongos y sus toxinas sobre los cereales tanto en el campo como en su lugar de almacenamiento.
5.2.4.1 Actividad de agua (aw) y potencial de agua total (T) La disponibilidad de agua es quizás uno de los factores más importantes y limitantes de la colonización fúngica de un determinado substrato y/u hospedador, y de la producción de las toxinas. Esto se debe a que el agua disponible determina la germinación de las esporas, la tasa de crecimiento y puede afectar a la regulación de la biosíntesis de las toxinas (Marín et al., 2004; Ramírez et al., 2004a, 2004b, 2006). De todos los microorganismos que pueden colonizar vegetales, los hongos filamentosos son los que pueden crecer con menor cantidad de agua disponible y en consecuencia son los principales causantes del deterioro de los mismos (Lacey y Magan, 1991).
La actividad de agua (aw) se define desde el punto de vista microbiológico, como el agua libre de un substrato, en equilibrio con la humedad relativa ambiental, disponible para el crecimiento microbiano o fúngico. En ecosistemas terrestres, la actividad de agua se puede expresar como potencial de agua total (T), definida como la fracción disponible del contenido de agua total, necesaria para el crecimiento microbiano o fúngico, medido en pascales. Y es la suma de tres factores: (i) potencial osmótico, debido a la presencia de iones y otros solutos, el agua fluirá desde una solución poco concentrada a una solución más concentrada, por ejemplo en el vegetal; (ii) potencial matricial, debido a las fuerzas que mantienen unidas las moléculas de agua a una matriz en espacios pequeños (fuerzas de capilaridad o tensión superficial), por ejemplo en el suelo; (iii) potencial de turgor, debido al balance del medio interno (célula microbiana o fúngica) y del medio externo (medio ambiente), el agua fluirá desde un sistema con presión alta hasta un sistema con baja presión. T se relaciona con aw mediante la siguiente fórmula: T: R T/V Lnaw (+P), donde “R” es la contante universal de los gases ideales, “T” es la temperatura absoluta, “P” es la presión atmosférica y “V” es el volumen de un mol de agua (Palazzini et al., 2009).
La actividad de agua mínima para el desarrollo de la mayoría de las especies fúngicas que colonizan los granos de cereal está alrededor de 0,70; siendo aw=1 por definición, para el agua destilada. Sin embargo, las especies del género Fusarium, la germinación de las esporas se produce a partir de 0, 88, mientras que el crecimiento se produce a partir de 0,90 de aw (Marín et al., 2004; Ramírez et al., 2004a; Sanchis et al., 2006; Palmero et al., 2008). Una aw del 0,70 puede ser
consecuencia del estado de maduración del grano en formación en la planta, así como el resultado de la penetración de agua de lluvia o nieve en el grano, de un secado inadecuado antes del almacenamiento o de la migración de la humedad debido al gradiente de temperaturas en el interior del silo (Lacey, 1989).
Varios estudios han demostrado el efecto interactivo de la actividad de agua con otros factores ecofisiológicos como la temperatura, substrato y pH y su influencia en la tasa de crecimiento y en la producción de las micotoxinas asociadas usando técnicas cromatográficas como el HPLC (cromatografía líquida de alta resolución), que detectan la toxina directamente o moleculares como las técnicas de RT-PCR a tiempo real, que detectan los niveles de expresión de los genes principales que intervienen en la ruta de síntesis de la toxina (Velluti et al., 2000a; Llorens et al., 2004a; Marín et al., 2004; Mateo et al., 2004; Ramírez et al., 2006; SchmidtHeydt et al., 2008). Estos estudios ponen de manifiesto que la producción de micotoxinas ocurre dentro de un rango de aw o T concreto. Generalmente no coinciden los rangos de crecimiento fúngico y de germinación de las esporas. Además éstos pueden variar entre toxinas producidas por una misma especie o por diferentes especies (Lacey y Magan, 1991). 5.2.4.2 Temperatura La temperatura es otro de los factores más importantes que afecta al crecimiento fúngico y a la producción de las toxinas. De la misma manera que éstos están afectados por la disponibilidad de agua, cada especie fúngica tiene una temperatura mínima, permisiva y óptima para su crecimiento (Lacey, 1989) y para la síntesis de las toxinas. Los hongos, en general, crecen en un amplio rango de temperaturas, que puede ir desde -4 ºC hasta alcanzar temperaturas máximas de 60- 65 ºC. La mayoría de los hongos que colonizan cereales antes y durante la cosecha, crecen entre 0 y 35 ºC (Lacey, 1989; Marín et al., 2004; Ramírez et al., 2006). El rango de producción de las toxinas difiere del de crecimiento y dependerá de cada especie fúngica. La temperatura tiene una considerable influencia sobre la disponibilidad de agua, pues los requerimientos mínimos para el crecimiento fúngico y la producción de la toxina son distintos a diferentes temperaturas y en diferentes substratos. Cada factor por separado y su interacción tiene influencia sobre las especies fúngicas que están colonizando el cereal, pudiéndose establecer especies predominantes más tolerantes según sean dichas condiciones (Magan y Aldred, 2007).
5.2.4.3 pH Los hongos suelen crecer en pH de 4 a 7, aunque se ha descrito que también se pueden desarrollar a pH inferiores o superiores a este rango. En condiciones donde el pH es más extremo el crecimiento fúngico se dificulta, y se comienzan a producir metabolitos secundarios (Holmquist et al., 1983).
Generalmente, los hongos tienen la capacidad de desarrollarse a pH ácidos, siendo la micobiota más abundante en alimentos ácidos, y en general en alimentos de origen vegetal. El pH óptimo para casi todas las especies contaminantes de vegetales es de 5,6.
Estudios previos han demostrado que en pHs ácidos se crea el ambiente más idóneo para comenzar a sintetizar las toxinas. (Flaherty et al.,2003) demostró la existencia de un gen (PAC1) que codifica para uno de los principales reguladores transcripcionales como respuesta a cambios en el pH. Determinó que a pHs ácidos hay un aumento de la síntesis de las fumonisinas en F. verticillioides mientras que a pHs básicos no se producía la toxina. La interrupción de PAC1 daba como resultado un mutante que tanto en pHs ácidos como en pHs básicos producía mucha más fumonisinas que el tipo silvestre. Recientes estudios han demostrado que una cepa de F. graminearum aumenta la expresión del gen TRI5 y por tanto la concentración de DON al someterla a un pH bajo extracelular (Gardiner et al., 2009a). 5.2.4.4 Niveles de oxígeno (O2), dióxido de carbono (CO2) y nitrógeno El crecimiento y la producción de toxinas para la mayor parte de los hongos contaminantes de cereales, se ve influenciado por los niveles ambientales de oxígeno (O2), dióxido de carbono (CO2) y en menor medida de nitrógeno (Pitt y Hocking, 1985).
Estudios recientes sugieren que la producción de micotoxinas es más sensible a los niveles de gases atmosféricos que el crecimiento fúngico. Se ha demostrado la inhibición de la síntesis de fumonisina B1 en F. verticillioides y F. proliferatum en atmósferas modificadas con 10% y 40- 30% de CO2, respectivamente. Esta inhibición se produce en condiciones en las que aún se puede producir crecimiento fúngico. Por tanto, el crecimiento y la producción de toxinas se vería limitado a altas concentraciones de CO2, aunque de diferente manera (Samapundo et al., 2007a).
Por el contrario, la aerobiosis es un requisito esencial para el crecimiento fúngico y la producción de las toxinas, aunque los requerimientos de O2 pueden ser bajos. El crecimiento fúngico se produce incluso en atmósferas modificadas al 2% con O2. La producción de la toxina se reduce con atmósferas de 70% y 20% para F. verticillioides y F. proliferatum, respectivamente (Samapundo et al., 2007b). Por tanto, la sensibilidad de cada especie fúngica a la composición gaseosa es un factor relevante que hay que tener en cuenta, especialmente en condiciones de almacenaje. Además, estos estudios han demostrado que la composición gaseosa tiene un efecto sinérgico inhibitorio sobre el crecimiento fúngico y la producción de la fumonisina FB1 en ambas especies fúngicas (Samapundo et al., 2007a).
Otros estudios han descrito que la disminución del ión amonio por debajo de unas concentraciones determinadas (10 mM) aumenta de manera significativa y acusada la expresión del gen FUM1 en una cepa de F. proliferatum, mientras que el crecimiento se ve afectado. Por tanto existiría un riesgo potencial de aumento significativo de la producción de las fumonisinas cuando se produce ayuno de nitrógeno (Kohut et al., 2009). 5.2.4.5 Substrato Los hongos productores de micotoxinas son capaces de crecer en una amplia gama de substratos. Sin embargo los diferentes substratos difieren en su susceptibilidad para soportar la producción de micotoxinas, lo que afecta a la naturaleza y cantidad de metabolitos tóxicos que se producen y en consecuencia que se acumulan en el mismo (Madhyastha et al., 1990). Estas diferencias en cuanto al crecimiento y producción de micotoxinas pueden atribuirse entre otros factores a la diferencia en las características físicas y químicas de cada substrato.
Las características físicas incluyen parámetros como la aw intrínseca del substrato o la que presenta tras un determinado tratamiento; la resistencia mecánica al embalaje lo que determina su integridad y el aire residual y, por tanto la disponibilidad de oxígeno; y la conductividad térmica que influye en la migración de la temperatura de la mercancía (Le Bars, 1982). Las características químicas como el contenido en grasas, proteínas, minerales traza, composición en ácidos grasos y aminoácidos, pueden influir en la producción de micotoxinas. Por ejemplo, el ácido ferúlico (que forma parte de la pared vegetal) o los flavonoides, inhiben la expresión de los genes que intervienen en la ruta de síntesis de los tricotecenos, y por tanto en su producción (Desjardins et al., 1998;
Boutigny et al., 2009). Intermediarios de la ruta de síntesis de la arginina-poliamina o el bicarbonato sódico o amónico también inhibe la producción de las fumosisinas (Samapundo et al., 2007c; Gardiner et al., 2009b).
Los estudios realizados sobre diferentes medios, matrices o substratos (medios sintéticos inductores o medios con componentes más naturales, como harinas o granos de cereales irradiados con luz ultravioleta, etc) para determinar la producción de ciertas toxinas, tales como fumonisinas o tricotecenos, han revelado la existencia de diferencias en la concentración de toxina extracelular obtenida tras largos periodos de incubación (Llorens et al., 2004a; Marín et al., 2004; Ramírez et al., 2006). 5.2.4.6 Interacciones microbianas Las interacciones entre hifas de hongos que cohabitan en un mismo substrato o entre hongos y bacterias ocurren inevitablemente. Estas interacciones pueden ser intra e inter-específicas. Las interacciones de hongos entre sí, y con el resto de la microbiota del grano pueden tener un profundo efecto en el crecimiento y en la capacidad de las especies fúngicas para producir toxinas (Cuero et al., 1987) debido a la competitividad que se establece especialmente por los nutrientes disponibles del medio (Wicklow et al., 1980). Sin embargo, con frecuencia la producción
de
metabolitos
generalmente
secundarios
por
determinados
microorganismos, bien sean hongos o bacterias, afecta drásticamente al desarrollo y en consecuencia podrían afectar a la producción de micotoxinas por otras especies que comparten el mismo nicho ecológico (Marín et al., 2001; Magan, 2007; Giorni et al., 2009).
Se han realizado diferentes estudios sobre las especies que colonizan los granos de maíz (Fusarium, Aspergillus o Penicillium) en base a los factores ecofisiológicos y sus interacciones (Marín et al., 1998; Velluti et al., 2000a). Estos estudios han demostrado que F. proliferatum y F. verticillioides reducen la tasa de crecimiento en presencia de F. graminearum (Marín et al., 1998; Velluti et al., 2000a). De manera similar, la producción de fumonisinas se inhibe en las dos especies del complejo Gibberella fujikuroi, por la presencia de F. graminearum, mientras que la producción de zearalenona no se altera por la presencia de las especies productoras de fumonisinas (Velluti et al., 2000a). Se ha demostrado la prevalencia de F. verticillioides bajo ciertas condiciones ambientales frente a otras especies como F. graminearum o A. flavus (Marín et al., 2004). Recientes estudios determinan los
que los nichos ecológicos que ocupan F. verticillioides y A. flavus en el maíz son diferentes debido a que utilizan diferentes fuentes de carbono. Solo bajo condiciones extremas (20 ºC y - 7,0 MPa de potencial hídrico) existe una dominancia de F. verticillioides frente a A. flavus (Giorni et al., 2009). 5.2.4.7 Insectos Los insectos causan importantes deterioros del grano antes, durante y después de la cosecha, pues producen un daño mecánico ya durante el cultivo, estropeando y alterando la integridad de la cubierta de la semilla, pero además también interaccionan con la microbiota presente en el grano de diferentes formas. Pueden causar un ambiente propicio para el crecimiento fúngico, pues producen un calentamiento y liberación de agua debido a su actividad metabólica y respiración (Sinha y Wallace, 1966). Algunos de estos insectos, cuyas larvas se desarrollan en el interior del grano afectado, pueden actuar como vectores de la infección, ya que pueden trasportar esporas fúngicas en pelos, boca, intestino (Dunkel, 1988). Por su parte, los hongos pueden atraer o inhibir la presencia de insectos, quizás a través de compuestos volátiles o micotoxinas (Wright et al., 1976) o incluso pueden servir como alimentos para ellos (Lacey y Magan, 1991).
Estudios realizados por (Cardwell et al., 2000) sugieren que el grado infección de una determinada especie vegetal por especies fúngicas (F. verticillioides y A. flavus) podría estar relacionado con el daño que los insectos producen sobre la planta. (Folcher et al., 2009), sugiere que el uso de pesticidas disminuye la población de insectos que dañan el maíz, reduciendo la cantidad de fumonisinas sobre el vegetal. Por ello propone que los insectos que dañan vegetales como el maíz, favorecen la entrada de patógenos micotoxígenos como algunas de las especies productoras de fumonisinas de Fusarium. 5.2.4.8 Genotipo del hospedador La existencia de hospedadores susceptibles a la colonización por las especies fúngicas aumenta los esfuerzos de los investigadores de buscar cultivares resistentes a la germinación de las esporas fúngicas y por tanto, al establecimiento de la enfermedad y la producción de las micotoxinas. Diferentes estudios describen la necesidad de buscar marcadores moleculares que tengan un efecto cuantitativo sobre la resistencia a estos patógenos (Anderson et al., 2007; Foroud y Eudes, 2009).
Las investigaciones que se están llevando a cabo se centran en el estudio detallado de la interacción hospedador-patógeno, como es en el caso de trigo y F. graminearum y/o F. culmorum, que causan la conocida “Fusarium Head Blight” (Walter et al., 2009). Se conocen los mecanismos de resistencia del hospedador y los mecanismos de penetración del hongos, etc, además de la importancia que tienen toxinas como el DON que facilita la entrada del hongo en la planta (Bai et al., 2004; Walter et al., 2008, 2009). Otros estudios demuestran la resistencia que tiene el hospedador dependería de la población de especies o de la comunidad de especies fúngicas que se desarrolla sobre ella (Xu et al., 2008). Como es el caso de la variabilidad que presentan las poblaciones de F. verticillioides que contaminan el maíz en Argentina. Además sugieren que cultivares de diferentes localizaciones responden de manera diferente a la agresión debido que las condiciones ambientales a las que están sometidos son diferentes (Reynoso et al., 2009).
Por otro lado, el uso de variedades transgénicas para hacer frente a la infección o a la producción de la toxina, están siendo aplicadas en los cultivares. Por ejemplo, el uso del “maíz Bt” reduce el daño del maíz por insectos, por lo que reduce la infección de especies fúngicas del género Fusarium. Y por tanto tiene como consecuencia final la reducción de la producción de la toxina (Kumar et al., 2008; Folcher et al., 2009).
5.2.5 EFECTOS SOBRE LA SALUD HUMANA Las toxinas son sustancias no biológicas, que causan enfermedades en humanos. La mayoría de las toxinas son originadas en los alimentos y son de origen natural. Hay literalmente miles de toxinas originadas en los alimentos, sin embargo, solamente algunas causan brotes (por ejemplo, las toxinas en los mariscos) o son de importancia para la salud pública (por ejemplo, las micotoxinas).
Ejemplo de ello es el estudio de los efectos toxicológicos de la ocratoxina A han sido estudiados extensamente en un gran número de experimentos usando animales. Todos los animales estudiados hasta ahora han sido susceptibles a la ocratoxina A administrada vía oral, pero en diferentes grados. Altos niveles de ocratoxina A mostraron cambios en los riñones, otros órganos y en los tejidos. No obstante, sólo se observaron lesiones renales a niveles de exposición idénticos a los que ocurren ambientalmente.
La ocratoxina A es una toxina que afecta especialmente a los riñones. La nefropatía producida por ella aparece con cierta frecuencia en cerdos y en aves de granja. Dado que esta toxina se acumula en los tejidos de los animales, existe el riesgo de que pase a los humanos cuando el pienso de pollos y cerdos se encuentra severamente contaminado. Aunque no existen muchos datos del efecto de la ocratoxina A en la salud humana. Esta toxina podría ser la responsable de la enfermedad conocida como “nefropatía endémica de de los Balcanes”, una enfermedad degenerativa progresiva de los riñones. La ocratoxina A se considera también un posible agente carcinógeno, aunque en este aspecto no existen estudios detallados.
En alimentos para animales niveles tan bajos como 200 µg/kg produjeron cambios renales durante el transcurso de 3 meses en ratas y cerdos. Casos en el campo que presentan nefropatía inducidos por ocratoxina A se presentan por lo general en cerdos y aves de corral. La ocratoxina A es teratogénica en ratones, ratas y hamsters. 5.2.6 TOXICIDAD DE LAS MICOTOXINAS Es difícil establecer la etiología y las enfermedades crónicas de una ingestión prolongada de alimentos con ciertos niveles de micotoxinas, ya que los riesgos para la salud humana están sujetos a varios factores:
Tipo de micotoxina, biodisponibilidad, toxicidad y concentración de la misma en el alimento.
Sinergismos entre las micotoxinas presentes
Cantidad del alimento consumido, y continuidad o intermitencia en la ingestión.
Peso del individuo, estado fisiológico y edad del mismo.
Las micotoxinas pueden tener diversos efectos biológicos y patológicos, entre ellos destacamos los siguientes: 5.2.6.1 Riesgos cancerígenos Se han realizado numerosos trabajos científicos con las micotoxinas que, a pesar de las dificultades que entraña la evaluación de este riesgo, demuestran la relación existente entre el consumo de algunas de las micotoxinas y determinados tipos de cáncer. (ANTÓN Y LIZASO)
TABLA N°12: Resumen de la evaluación realizada por el CIRC
Fuente: (Centre International de Recherche contre le Cancer), 1993 y 1998. ADS = Ausencia de datos suficientes S = Prueba suficiente L = Prueba limitada I = Prueba insuficiente Grupo 1: El producto es cancerígeno para el hombre Grupo 2A: El producto es probablemente cancerígeno para el hombre Grupo 2B: El producto es un posible cancerígeno para el hombre Grupo 3: No se puede pronunciarse en cuanto al riesgo cancerígeno para el hombre.
5.2.6.2 Inmunotoxicidad El impacto de las micotoxinas sobre el sistema inmunitario es importante por varias razones:
Las micotoxinas pueden producir en los animales una bajada de defensas y aumentar la susceptibilidad a determinadas infecciones, como Cándida, Listeria, Salmonella y Mycobacterium.
El aumento de infecciones en el animal puede conllevar la transmisión de patógenos al hombre, como es el caso de la Salmonella y la Listeria.
En el hombre, la ingestión de micotoxinas contribuye igualmente a una disminución de las defensasinmunitarias.
El mecanismo de acción de las micotoxinas sobre el sistema inmunitario es diferente, dependiendo de la toxina en cuestión. Así, la aflatoxina B1 y la toxina T2, provocan una hipoplasia del timo y una depleción de los timocitos, mientras que la Ocratoxina A, provoca una necrosis del tejido linfático, que tiene una función inmunológica diferente a la del timo. La inmunosupresión se manifiesta de diversas formas, como una disminución de los linfocitos T ó B, una supresión de los anticuerpos o un retraso en la actividad de los macrófagos/neutrófilos. También puede disminuir la actividad del complemento. La dosis diaria mínima de aflatoxina B1 que induce inmunosupresión es de 0.25 mg/kg de peso vivo. (ANTÓN Y LIZASO)
5.2.6.3 Otros efectos patológicos 5.2.6.3.1 Sobre el metabolismo Las micotoxinas pueden actuar sobre el metabolismo de los glúcidos. Se han descrito diversos efectos de la Ocratoxina A sobre la neoglucogénesis y sobre la actividad de diversas enzimas participantes en el metabolismo del glucógeno y la glucosa. Otras micotoxinas que producen alteraciones en este metabolismo son la citrinina, la aflatoxina B1 y la rubratoxina. El metabolismo lipídico está afectado por niveles variables de aflatoxinas, ocratoxinas, citrinina y toxinas tricotocénicas. (ANTÓN Y LIZASO)
5.2.6.3.2 Sobre determinados órganos diana Estos suelen ser el SNC, sistema gastrointestinal, hígado, riñón y piel. La aflatoxina y la ocratoxina A son hepatotóxicas. La ocratoxina A y la citrinina son nefrotóxicas. (ANTÓN Y LIZASO)
TABLA N°13: Algunos de los síntomas agudos de estas micotoxicosis
Fuente: Almudena Antón y Jesús Lizaso
5.2.6.3.3 Mortalidad Del elevado número de micotoxinas, las aflatoxinas son las más estudiadas. Producidas esencialmente por Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus, se conocen hasta el momento 18 variedades de aflatoxinas. TABLA N°11: Datos relativos a la toxicidad de las más nocivas se reflejan en la siguiente tabla, en orden decreciente de toxicidad.
Fuente: Almudena Antón y Jesús Lizaso
Hay que tener en cuenta además las posibles interrelaciones que hay entre las micotoxinas y su efecto sobre la salud, ya que estas pueden ser sinérgicas, aditivas, antagónicas y potenciales. (ANTÓN Y LIZASO)
5.2.7 PREVENCIÓN El manejo correcto de los cultivos y cosechas, y el control de la calidad de los alimentos para los animales de la granja constituyen los únicos medios de prevención. La presencia de cualquier alteración organoléptica de frutas u hortalizas es causa suficiente para rechazar el producto por la potencial formación de toxinas debida al deterioro fúngico, las que se distribuyen con facilidad por todo el substrato, por ejemplo en los tomates. Por otra parte, es difícil prever la presencia de micotoxinas al adquirir carnes, huevos y quesos ‘caseros’, sin conocer cuál era el estado de los animales y la calidad de los alimentos que consumía.
Una vez formadas las micotoxinas no se pueden eliminar durante el procesamiento culinario o industrial, aunque en unos pocos casos se reduce su contenido. Las micotoxinas son moderadamente estables a los procedimientos de tostado, así los maníes pierden alrededor del 40% de aflatoxina B1 y los granos de café verde cerca del 80% de ocratoxina A.
El proceso de panificación reduce en un 16 a 69% el desoxinivalenol presente en la harina de trigo. El tratamiento de maíz quebrado con NaOH disminuye significativamente el contenido de aflatoxina, pero la preparación del grano entero con Ca (OH)2 reduce sólo un 40% de la misma.
La mayor cantidad de toxina suele estar concentrada en unos pocos granos y si se logra separarlos, se disminuye la proporción en los subproductos. Las técnicas de clasificación visuales se han usado en maníes y la selección neumática con las nueces de Pará. El mondado de las manzanas para remover las zonas alteradas reduce entre 93 y 99% el contenido de patulina en la sidra preparada con las mismas (2). La fermentación alcohólica no destruye las fumonisinas ni la panificación al desoxinivalenol pero algunos Lactobacillus inhiben la producción de toxinas. La bentonita y otros sílicoaluminatos adsorben las aflatoxinas de los substratos pero no otras micotoxinas, y suelen ser mezclados con los alimentos para aves. (CARRILLO Y MOLINA)
5.2.8 PROCEDIMIENTOS PARA REDUCIR LA PRESENCIA DE MICOTOXINAS El control de las micotoxinas debería ser enfocado dentro de un programa que se suele denominar "Control Integrado". Esto supone aplicar unas medidas preventivas en todas las fases de producción del alimento en cuestión. Los controles y las medidas a aplicar deben hacerse extensivas a las siguientes etapas:
Cultivo del alimento:
Selección de las variedades Control de insectos y plagas Fertilización Rotación de cultivos
Período de cosecha:
Procedimiento de recogida Limpieza Secado
Almacenamiento, transporte y distribución:
Control de insectos Control de humedad Control de temperatura Limpieza de las instalaciones
Las medidas a aplicar pueden variar dependiendo de la micotoxina que se quiera controlar. En cuanto a los tratamientos industriales de los alimentos contaminados con micotoxinas, éstos pueden ser: 5.2.8.1 MÉTODOS FÍSICOS DE ELIMINACIÓN 5.2.8.1.1 Limpieza y separación Se trata de eliminar aquellos granos y fracciones más contaminadas. Se pueden aplicar métodos manuales de separación y métodos de flotación y de segregación por densidad, por ejemplo para el maíz o el cacahuete. En efecto, en el caso del cacahuete, el 95% de las aflatoxinas se localizan en los granos que flotan. En el maíz, los granos rotos contienen más micotoxinas que los granos enteros. El inconveniente de estos métodos es que no permiten la separación total de las fracciones contaminadas. (ANTÓN Y LIZASO) 5.2.8.1.2 Molienda húmeda Se sabe que la aflatoxina B1 y la zearalenona, durante la molienda húmeda se concentran en las aguas de lavado y en la fibra. En menor medida en el germen y el gluten. Sin embargo, el almidón resultante está prácticamente desprovisto de aflatoxinas. Por tanto, es un procedimiento interesante para el almidón obtenido, pero no así para los "subproductos" utilizados en alimentación animal, en los que por el contrario, las micotoxinas sufrirían un proceso de concentración. 5.2.8.1.3 Molienda en seco En el caso del arroz, el 95% de las aflatoxinas están en el salvado. En el trigo también la mayor parte se encuentra en las zonas periféricas. En el maíz, la aflatoxina se encuentra fundamentalmente en el germen y las envueltas, no así la zearalenona, que puede hallarse en todas las fracciones. Se comprende por tanto, el interés de una separación en seco, en el caso de determinadas partidas contaminadas, en particular por aflatoxinas. (ANTÓN Y LIZASO)
5.2.8.2 MÉTODOS FÍSICOS DE DETOXIFICACIÓN 5.2.8.2.1 Desactivación térmica Las aflatoxinas son bastante resistentes a la temperatura y por lo tanto, no se destruyen completamente por procedimientos como el autoclave, la ebullición en agua, u otros procesos térmicos. Por ejemplo, la aflatoxina M1 es estable durante la pasteurización de la leche. Sin embargo, las aflatoxinas pueden destruirse, por ejemplo, con una fritura en aceite o en seco, en el caso de los cacahuetes. También parece ser una buena opción el tostado en microondas. La concentración de fumonisina desciende cuando los alimentos se tratan con calor, a temperaturas superiores a 150º, pero no se puede garantizar la detoxificación total. También existen algunos datos de eliminación parcial de ocratoxinas. (ANTÓN Y LIZASO) 5.2.8.2.2 Irradiación No existe mucha información sobre el efecto de irradiar alimentos contaminados con radiaciones gamma y UV. Son además procesos costosos y existe cierta reticencia a aplicarlos. 5.2.8.3 ADSORCIÓN Las aflatoxinas se adsorben con gran eficacia a diversos materiales, cuando están en solución acuosa. Se han empleado carbones activos y ciertos aluminosilicatos. Estos últimos se utilizan en alimentación animal con eficacia, ya que diversos estudios demuestran que el grado de adsorción puede ser superior al 90%. No sucede lo mismo con otras micotoxinas, por ejemplo la zearalenona, para la cual este mecanismo se muestra muy ineficaz. (ANTÓN Y LIZASO) 5.2.8.4 DEGRADACIÓN QUÍMICA El tratamiento con NH3 ha sido objeto de numerosos estudios. Se utiliza actualmente en alimentos como la semilla de algodón y el cacahuete, particularmente contra aflatoxinas y fumonisina. Es particularmente eficaz si se realiza a altas temperaturas y presión elevada. Hay otros tratamientos físico-químicos utilizados, según el caso, por ejemplo con bisulfito sódico en autoclave contra aflatoxinas, y utilizando glucosa o fructosa y calor para inactivar las fumonisinas.
Un tratamiento habitual es el realizado a base de álcalis y calor en el maíz, que reduce el nivel de aflatoxinas y fumonisina. Se denomina "nixtamalización". Su eficacia es controvertida y se ha sugerido modificar el mismo, usando peróxido de hidrógeno y bicarbonato sódico. Como se puede afirmar que ningún tratamiento por sí mismo puede eliminar totalmente el agente contaminante, el control debe realizarse desde un punto de vista integrado.
5.2.9 REGLAMENTACIÓN DE MICOTOXINAS 5.2.9.1 En alimentación animal: Se rige por el Real Decreto 747/2001 del Boletín Oficial del Estado (BOE) de 29 de junio, relativa a sustancias y productos indeseables en alimentación animal. Actualmente sólo se contemplan límites para la aflatoxina B1
FUENTE: Real Decreto 747/2001 - BOE
Según la NORMA GENERAL DEL CODEX PARA LOS CONTAMINANTES Y LAS TOXINAS PRESENTES EN LOS ALIMENTOS Y PIENSOS CODEX STAN 193-1995 Podemos apreciar los niveles máximos permitidos para diferentes alimentos con respecto a algunas toxinas.
Para aflatoxinas
Para aflatoxina M1
Para ocratoxina A
Para patulina
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RECOMENDACIONES
Considerar la posibilidad de elaborar y mantener un plan de rotación de cultivos para evitar que se plante el mismo cultivo en el mismo campo en dos años consecutivos.
Siempre que resulte posible y práctico, preparar el terreno para la siembra de cada nuevo cultivo destruyendo, eliminando o arando por debajo de las espigas antiguas, los tallos y otros rastrojos que puedan servir o haber servido de sustrato para el desarrollo de hongos productores de micotoxinas.
Se recomienda utilizar semillas tratadas higiénicamente.
Debe evitarse en lo posible el estrés vegetal.
Reducir al mínimo los daños provocados por insectos y por infecciones fúngicas en las proximidades del cultivo, mediante el uso apropiado de insecticidas y fungicidas registrados y otras prácticas idóneas comprendidas en un programa de lucha integrada contra las plagas.
Programar la recolección de manera que el grano tenga un bajo contenido de humedad y esté en plena madurez
Debe evitarse cosechar grano encamado, sobre todo si está húmedo y son visibles los primeros signos de brotes
Inmediatamente después de la recolección, se recomienda determinar los niveles de humedad de la cosecha.
Los cereales recién recolectados deben limpiarse para eliminar los granos dañados y otras materias extrañas.
Evitar el apilamiento o amontonamiento de producto húmedo recién recolectado por un lapso superior a unas pocas horas antes del secado o la trilla, a fin de reducir el riesgo de proliferación de hongos.
Asegurarse de que las instalaciones de almacenamiento cuentan con estructuras secas y bien ventiladas que las protegen de las precipitaciones, permiten el drenaje de las aguas subterráneas y evitan la entrada de roedores y pájaros, y de que las fluctuaciones de la temperatura son mínimas
Se reducirá al mínimo la presencia de materias extrañas y granos dañados en los cereales almacenados.
En la medida de lo posible, ventilar el grano mediante circulación continua de aire para conservar una temperatura y humedad adecuadas en toda la zona de almacenamiento.
Adoptar buenos procedimientos de limpieza para reducir al mínimo la presencia de hongos e insectos en las instalaciones de almacenamiento.
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SUGERENCIAS Algunas de las frutas que más beneficios nos aportan:
Manzanas y peras. Los alimentos ricos en pectina, como las manzanas y las peras, te ayudarán a remover “los residuos radioactivos del cuerpo”, de acuerdo con la especialista. La pectina atrae a las toxinas, facilitando su eliminación a través de la orina y las heces.
Limón. Además de toda la vitamina C que contiene, potencia la alcalinidad del cuerpo, lo que ayuda a balancear la acidez de las comidas que consumimos y conservar así el equilibrio. Gracias a esto, el organismo desecha las toxinas que asimilamos por la dieta y el medioambiente de forma más efectiva. Es muy recomendable exprimir el jugo de un limón en agua caliente y tomarlo cada mañana.
Ciruelas. Son ricas en azúcares y en fibras digestivas. Es un laxante eficaz que ayuda a recargar las pilas de niños y deportistas antes de realizar un esfuerzo e incluso después, ya que su elevado contenido en potasio favorece la eliminación de toxinas.
Naranjas y fresas. Es la fruta ideal para fortalecer nuestro organismo y evitar los
temidos
resfriados.
Su
alto
contenido
en polifenoles, vitaminas y minerales protege nuestro corazón además de prevenir el cáncer, la inflamación y las pequeñas hemorragias como el sangrado de encías. Está presente en las dietas de rejuvenecimiento gracias a su alto poder alcalinizante, la naranja depura las toxinas de la sangre y evita el depósito de ácido úrico en las articulaciones. Saca partido a sus propiedades bebiendo un jugo cada mañana. Una combinación ideal es de fresas (ricas en ácido elágico), zanahorias y naranjas.
Betabel. Aunque no es propiamente una fruta, es un alimento rico en vitaminas B3,
B6,
C
y
beta-caroteno.
Además,
son
una
gran
fuente
de hierro, magnesio, zinc y calcio, minerales necesarios para la óptima eliminación de toxinas. El jugo de betabel, es excelente para la limpieza del organismo, particularmente del hígado, los riñones, y la vesícula biliar. Es bueno también para la producción de glóbulos rojos en la sangre y mejora su calidad.
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CONCLUSIONES
La capacidad de los microorganismos para producir toxinas es un factor importante en su capacidad para producir enfermedad. Las toxinas producidas por los microorganismos pueden ser excretadas al medio que les rodea (exotoxinas) o retenidos dentro de la célula (endotoxinas).
Los organismos patógenos se caracterizan por su capacidad para establecerse y multiplicarse en los tejidos de los hospederos ("invasión") y ser transferidos con
éxito
a
hospederos
frescos
potenciales
("infección").Producen
enfermedades de muy diversas maneras, incluyendo la producción de venenos o toxinas que dañan a diferentes tejidos del cuerpo, alterando el metabolismo celular y efectuando otros cambios destructivos.
se concluye que hay dos categorías de enfermedades causadas por los alimentos: las intoxicaciones alimentarias, causadas por toxinas producidas por los microorganismos, y las infecciones alimentarias causadas por el crecimiento de los microorganismos en el cuerpo humano, luego de haber ingerido alimentos contaminados.
Las micotoxinas son metabolitos secundarios producidos por hongos filamentosos, cuya ingestión, inhalación o absorción cutánea reduce la actividad, hace enfermar o causa la muerte de animales y personas.
Se denomina “micotoxicosis” a la respuesta toxica causada por las micotoxinas en el hombre y los animales.
La formación de micotoxinas en los alimentos está influenciada por la composición del sustrato, temperatura, actividad de agua y pH.
Las condiciones ambientales que permiten el crecimiento fúngico en el campo, son difíciles de controlar. Sin embargo, estas condiciones sí pueden ser controladas tras la cosecha y durante el almacenamiento.
La mayor cantidad de toxina suele estar concentrada en unos pocos granos y si se logra separarlos, se disminuye la proporción en los subproductos.
Una vez formadas las micotoxinas no se pueden eliminar durante el procesamiento culinario o industrial, aunque en unos pocos casos se reduce su contenido.
Las micotoxinas siguen siendo un problema real que afecta silenciosamente la salud pública en países en vía de desarrollo. La investigación en este tema es fundamental para mitigar su impacto, dado los efectos mutagénicos y carcinogénicos causados por estas sustancias tóxicas. Es necesario que las comunidades en riesgo sean educadas a través de seminarios, talleres y anuncios sobre estas toxinas para que de esta manera tengan una percepción
de los graves daños que ellas causan en la salud de los seres humanos, de sus animales y en los cultivos agrícolas.
8
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