Por:
Emilio Castro C. M.Sc.
Francisco Ahumada
Fundación Chile
El término “micotoxinas” fue introducido en 1962 por Forgacs y Carll, quienes lo definieron como la «intoxicación del huésped como consecuencia de la entrada al cuerpo de una sustancia tóxica de origen fúngico» (López L., 1983).
Las micotoxinas son contaminantes de los alimentos producidos por hongos identificados como tóxicos en alimentos. Estas toxinas son producidas en número de una o dos por cada género de hongo, pero tres géneros en especial, Fusaria, Penicillia y Aspergilli, pueden producir cada uno, 15 o más de ellas.
Las micotoxinas más estudiadas y al mismo tiempo, con una acción conocida en mamíferos y peces son: aflatoxinas, ocratoxina A, patulina, ácido peniciclínico, citrinina, zearanelona, alcaloides de ergot y tricotecenos. Su efecto ya conocido en mamíferos hace que su presencia en los alimentos y en los piensos pueda ser importante.
El siguiente cuadro resume los principales metabolitos tóxicos producidos por hongos comunes en la contaminación de los alimentos.
| HONGOS | PRINCIPAL METABOLITO TÓXICO |
|---|---|
| Aspergillus flavus | Aflatoxinas B, M, G; ácido kojico |
| A. parasiticus | Aflatoxinas B, M |
| A. ochraceus | Ocratoxina A |
| Fusarium tricenectum | T-2 toxina |
| F. roseum | T-2 toxina |
| F. moniliforme | Zearalenona (F-2 toxina) |
| Gilerella zeac | 2-Deoxinivalenol (Don) |
| Penicillium viridicatum | Ocratoxina A |
| P. vyclopium | Ocratoxina A |
La imposibilidad de clasificar a estos compuestos en forma simple, ha llevado a considerar formas de clasificación que consideran aspectos más refinados tales como, mecanismos moleculares o activación biológica.
De acuerdo con esto, el autor japonés Yoshio Ueno, ha clasificado a las toxinas más importantes de acuerdo con su afinidad con los organelos celulares, definiendo entonces, características toxicológicas y transformaciones metabólicas.
Según este criterio las micotoxinas se clasifican en:
Inhibidores de la producción de energía. Actúan inhibiendo la actividad de los adenosintrifosfatasa (ATPasa), inhibiendo en consecuencia, la fosforilación oxidativa celular. Ej.: citreoviridinas; luteoskirina, ergocromos, etc…
Inhibidores de síntesis de proteínas: Actúan inhibiendo ya sea al inicio de la síntesis, tricotecenos tipo I (ej.: verrucarina A, fusarenona-X, nivalenol, etc…), o inhibiendo la elongación y término de la proteína, tricotecenos tipo ET (ej.: deoxinivalenol, crotocina, verruvarol, etc…). Otras micotoxinas inhiben en forma competitiva la actividad de la fenilalanil-t RNA sintetasa (ej.: Ocratoxina A).
Modificadores de citoesqueleto. Actúan modificando las funciones de los microfilamentos y microtúbulos celulares. Ej.: griseofulvina, citocalasinas, cloropeptido.
Micotoxinas estrógenicas. Provocan respuestas de crecimiento de masa en el útero y de alteración de niveles circulantes de hormonas. Ej.: zearalenona.
Generadores de temblor (tremorgenos) Actúan sobre el sistema nervioso central induciendo temblores generalizados en animales. Ej.: penitrem A.
Micotoxinas cancerígenas. Provocan desarrollo de tumores en hígado y en corteza renal. Ej.: aflatoxinas, esterigmatocistina.
Fuente: Guzmán, E. 1993 (comunicación personal).
Las aflatoxinas son metabolitos tóxicos secundarios que químicamente corresponden a derivados isocumarínicos, producidas por los hongos Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus, principalmente.
El nombre de aflatoxina deriva de la abreviación taxonómica de Aspergillus (A) y de la especie flavus, ya que se comprobó que el hongo Aspergillus flavus era el contaminante común en todas las muestras sospechos.
Las aflatoxinas más importantes y más estudiadas se han clasificado en los tipos: B1, B2, G1 y G2 según su fluorescencia de color azul o verde en presencia de luz ultravioleta a 365 nm. Existen además, los derivados B2a y G2a.
Aflatoxina B1:
2, 3, 6a α, 9a α-TETRAHIDRO-4-METOXICICLOPENTA [C] FURO [3', 2': 4,5] FURO [2,3-h] [1] BENZO-PIRANO-1,11-DIONA.
| Forma | : | cristales |
| Punto de fusión | : | 268–269°C |
| Fluorescencia | : | azul |
| UV máx. (etanol) | : | 362 nm |
| Peso molecular | : | 312.0633 |
| Fórmula molecular | : | C17 H12 O6 |
| LD 50 (patos de 1 día) | : | 18.2 mg/50 g |
Aflatoxina B2:
2, 3, 6a, 8, 9, 9a α-HEXADIDRO-4-METOXICICLOPENTA [C] FURO [3',2': 4,5] FURO [2,3-h] [1] BENZO-PIRANO-1,11-DIONA.
Nota: el compuesto 8,9-DIHIDRO es un derivado de B1.
| Forma | : | cristales |
| Punto de fusión | : | 286–289°C |
| Fluorescencia | : | azul |
| UV máx. (etanol) | : | 363 nm. |
| Peso molecular | : | 314.0790 |
| Fórmula molecular | : | C17H14O6 |
| LD 50 (patos de 1 día) | : | 84.8 μg/50 g |
Aflatoxina G1:
3, 4, 7a, 10a-TETRAHIDRO-5-METOXI-1H, 12H-FURO-[3',2': 4,5] FURO [2,3-h]-PIRANO [3,4c] [1]-BENZOPIRANO-1,12-DIONA.
| Forma | : | cristales |
| Punto de fusión | : | 244–246°C |
| Fluorescencia | : | verde |
| UV máx. (etanol) | : | 362 nm |
| Peso molecular | : | 328.0582 |
| Fórmula molecular | : | C17 H12 O6 |
| LD 50 (patos de 1 día) | : | 39.2 μg/50 g |
Aflatoxina G2:
3, 4, 7a, 9, 10, 10a α-HEXAHIDRO-5-METOXI-1H, 12H-FURO [3',2': 4,5] FURO [2,3-h]-PIRANO-[3,4c] [1]-BENZOPIRANO-1,12-DIONA.
Nota: el compuesto 9,10-DIHIDRO es un derivado de G1
| Forma | : | cristales |
| Punto de Fusión | : | 237–240°C |
| Fluorescencia | : | verde |
| UV máx. (etanol) | : | 363 nm |
| Peso molecular | : | 330.0739 |
| Fórmula molecular | : | C17 H14 O7 |
| LD 50 (patos de 1 día) | : | 172.5 μg/50 g |
Aflatoxina B2a
2-HIDROXI derivado de B2
| Peso molecular | : | 330.0739 |
| Fórmula molecular | : | C17 H14 O7 |
Aflatoxina G2a
2-HIDROXI derivado de G2.
| Peso Molecular | : | 346.0688 |
| Fórmula molecular | : | C17 H14 O8 |
Baja solubilidad en agua (10–30 μg/ml)
Solubles en cloroformo, soluciones acuosas de metano, acetonitrilo, acetona, debido a que los cristales de aflatoxinas no tienen las mismas propiedades de la aflatoxinas naturales.
Relativamente inestables al estado de sustancia pura, a la luz y al aire.
Susceptibles a la hidrólisis alcalina.
Son afectadas al tratarse con amoniaco o con soluciones de hipoclorito de sodio (pH>10.5)
Son termorresistentes.
Estables en un rango de pH entre 3 y 10.
La capacidad de producción de aflatoxinas está condicionada por el tipo de hongo, las características del sustrato y las condiciones externas tales como humedad, temperatura y luz.
Las aflatoxinas son agentes tóxicos extremadamente activos, siendo el hígado el más afectado. Se ha demostrado una estrecha relación entre la ingesta de aflatoxinas y la aparición de cáncer al hígado en diferentes especies animales (especialmente en truchas).
Se considera a la aflatoxina B1 como el más poderoso agente cancerígeno conocido, ya que en dosis muy pequeñas (15 μg/kg), produce hepatomas en ratas.
La trucha arco iris es una de las especies más sensibles a las aflatoxinas. La LD 50 (dosis capaz de causar la muerte en un 50% de los individuos) es 50–100 ppb en truchas arco iris de 50 g. Signos de severa aflatoxicosis en truchas arco iris son daño hepático caracterizado por hepatomas, agallas pálidas, menor concentración de glóbulos rojos. Post, G.W. (1983), informó los resultados provenientes de un ensayo de alimentación con truchas, destinado a evaluar el efecto carcinogénico de las aflatoxinas en esta especie.
La Tabla 12.2. muestra estos resultados:
| Aflatoxina | Dosis (ppm) | Peces con hepatoma a los 12 meses (%) | Incidencia a las 16 semanas (%) |
|---|---|---|---|
| B1 | 4 | 25 | 35 |
| B1 | 8 | 70 | 80 |
| B1 | 20 | 78 | - |
| B2 | 20 | 5 | - |
| G1 | 20 | 5 | - |
| G2 | 20 | - | - |
| M1 | 10 | 70 | 95 |
| Alim. con aflatoxina | 20 | 38 | 37 |
Fuente: Post, 1983.
Los peces de aguas cálidas tales como catfish son menos sensibles a las aflatoxinas (Lowell, R.T. 1992).
Muchos países han establecido normas para controlar la presencia de aflatoxinas. En 1966, el Protein Advisory Group (PAG), patrocinado por FAO/OMS/UNICEF estableció como nivel máximo permisible 30 ppb de aflatoxinas en general en los alimentos.
Algunos países, sin embargo, poseen límites más específicos (Tabla 12.3.) En Chile, el SAG en su resolución exenta del 14 de mayo de 1991, estableció los límites máximos de aflatoxinas para alimentos e ingredientes (Tabla 12.4.).
| PAÍS | LÍMITE MÁXIMO PERMISIBLE |
|---|---|
| Dinamarca, Gran Bretaña, Finlandia, Polonia, Suecia. | 5 ppb de B1 |
| Francia | 30 ppb en general |
| Alemania Federal | 10 ppb como totales 5 ppb de B1 |
| Canadá | 20 ppb como totales 5 ppb de B1 |
| E.E.U.U. | 20 ppb como totales (suma de B1 + B2 + G1 + G2) |
| Producto | B1 | B1 + B2 + G1 + G2 |
|---|---|---|
| Alimentos | 5 ppb | 20 ppb |
| Ingredientes | 20 ppb | 50 ppb |
Fuente: resolución exenta de SAG, No707 de 14 de mayo de 1991.
Zearalenona y tricotecenos son las toxinas más peligrosas que produce el género Fusarium.
Las ocratoxinas son producidas por las especies de hongos Aspergillus y Penicillium. La LD 50 oral para truchas de 6 meses de edad es de 4.7 mg/kg y los signos patológicos causados por estas toxinas en estos peces son: severa necrosis del hígado y riñones, riñón palido y alta mortalidad, entre otros.
Es producido por diversas especies de Aspergillus y Penicillium fungi. Se desarrolla con mayor facilidad en ambientes cálidos y parece tener una amplia distribución encontrándose a menudo presente junto a las aflatoxinas. En ensayos realizados por la Universidad de Auburn USA, se informó que en alevines de catfish dosis de 100 ppb de este ácido, significativamente redujeron el crecimiento y dosis de 10,000 ppb causaron necrosis en las glándulas gástricas de estos peces. La LD 50 para este ácido determinado en estos peces fue de 2.80 ppm.
En especies animales de sangre caliente se ha demostrado el efecto patológico de otras micotoxinas como la vomitotoxina, citrinina, no así en peces.
La presencia de aflatoxinas en torta de algodón fue la responsable de serias pérdidas económicas en una piscicultura de truchas en Estados Unidos alrededor de 1960. Las investigaciones posteriores revelaron la alta sensibilidad de esta especie a las aflatoxinas.
Si bien en Estados Unidos y especialmente en zonas cálidas de tipo tropical de Latino América donde se crían peces, las micotoxinas no han sido identificada todavía como problemas urgentes, los productores debieran tomar medidas preventivas considerando la significativa cantidad de subproductos de origen vegetal que incluyen sus dietas u las condiciones ambientales que favorecen el crecimiento de hongos y producen de micotoxinas.
Las siguientes medidas indudablemente que reducirían el riesgo de un potencial impacto de las micotoxinas en la nutrición acuícola.
A través de los procedimientos analíticos que se describen a continuación, es posible detectar rápidamente y con exactitud las micotoxinas.
Cromatografía en capa fría.
Cromatografía líquida de alta resolución (HPL).
Ensayos con anticuerpos monoclonales ya sea vía columnas de extracción instaladas o tests kits.
Inmuno ensayos tipo Elisa.
Kit rápidos en tubos cromatográficos.
Estas incluyen entre otras las siguientes medidas:
Monitoreo de humedad y micotoxinas en ingredientes de alto riesgo.
Secado y aireación de los cereales y subproductos vegetales durante el almacenaje a granel.
Rechazo de ingredientes con evidentes signos de infectación de hongos.
Manejo del inventario de ingredientes bajo el concepto “first in - first out”.
Adición de inhibidores de hongos al alimento ensacado.
A través de las siguientes medidas:
Adecuada protección del alimento contra factores ambientales adversos especialmente humedad.
Rápida rotación del alimento recibido.
Implementación de un programa de limpieza y descontaminación en las bodegas de almacenaje.
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