Revista Ciencia | julio-septiembre 2009
Abraham Méndez-Albores y Ernesto Moreno-Martínez
Las micotoxinas son
sustancias producidas por ciertos hongos pertenecientes principalmente a los
géneros Aspergillus, Fusarium y Penicillium. Suelen encontrarse
en una gran variedad de productos agrícolas, y son los contaminantes naturales de
los alimentos más extendidos a nivel mundial. Son altamente tóxicos, producen
mutaciones (mutágenos), producen cáncer (cancerígenos), malformaciones en los
fetos (teratógenos) y disminuyen la inmunidad (inmunosupresores). Debido a su
gran variedad de efectos tóxicos, y sobre todo a su extrema resistencia al
calor (termorresistencia), la presencia de las micotoxinas en los alimentos es
considerada de alto riesgo para la salud humana y de los animales.
La contaminación de
los alimentos con micotoxinas depende de las condiciones ambientales, que
pueden propiciar el crecimiento del hongo y por ende la producción de las
toxinas. Por tanto, la mayoría de los productos agrícolas pueden ser
susceptibles de contaminación casi en cualquier momento, desde su producción en
el campo, durante la cosecha, en el transporte y en el almacenamiento.
La información en
México respecto a la incidencia y los niveles de contaminación por micotoxinas
en los alimentos está limitada por muchos factores, entre ellos los recursos
disponibles para realizar investigaciones, las facilidades de los laboratorios para
llevar a cabo los análisis, lo adecuado de los procedimientos de muestreo y la
sensibilidad de los métodos de cuantificación utilizados. De la extensa
variedad de micotoxinas, alrededor de una veintena han sido particularmente investigadas,
y seis se consideran importantes desde el punto de vista alimentario (Tabla 1).
Consecuentemente, el presente artículo revisa
algunos aspectos de estas micotoxinas, su ocurrencia en los alimentos destinados
para el consumo humano y los niveles de tolerancia establecidos para cada
metabolito.
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| Tabla 1. |
Ocratoxina
Las ocratoxinas son
micotoxinas que afectan el sistema nervioso (neurotóxicas) y pueden causar cáncer
de riñón (nefrocancerígenas). Son producidas por el hongo Penicillium
verrucosum en regiones con clima frío, y por algunas especies de Aspergillus
(como A. ochraceus) en regiones con clima tropical. La mayoría de
estos hongos producen principalmente ocratoxina A y raras veces ocratoxina B.
La Agencia Internacional para la Investigación en Cáncer (IARC) clasificó a la
ocratoxina A en el grupo 2B, como una sustancia posiblemente cancerígena en
humanos.
Las ocratoxinas, son
moléculas moderadamente estables y por tanto suelen resistir la mayoría de los
procesos de elaboración de los alimentos, como el hervido, el tostado, el
horneado, el freído y la fermentación. Se estima que la ingesta diaria de este
tipo de micotoxinas en humanos se encuentra entre 0.7 y 4.7 nanogramos (milmillonésimas
de gramo) por kilogramo de peso corporal. De ella, cerca del 50 por ciento es
atribuida al consumo de cereales y sus productos derivados.
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| Sorgo |
La ocurrencia natural
de la ocratoxina A es evidente en la mayoría de los cereales como maíz, trigo, cebada,
sorgo, arroz, avena y centeno. Sin lugar a duda la ocurrencia de este tipo de
micotoxina está asociada con las condiciones climáticas, y sobre todo con las
condiciones de cosecha y manejo poscosecha de los granos. Las concentraciones
usualmente encontradas están por debajo de los 50 microgramos (milésimas de gramo)
por kilogramo; sin embargo, se pueden presentar niveles más altos, sobre todo
cuando los productos son almacenados bajo condiciones inadecuadas. Las ocratoxinas
también se han encontrado en otros alimentos como los frijoles, la soya, el
café, las nueces, los frutos secos, el cacao, los jugos y los vinos de uva, la
cerveza y en algunas especias.
Los Estados Unidos y
la Comisión Europea establecieron un límite máximo de tolerancia de 5
microgramos por kilogramo para los cereales no destinados al consumo humano; 3
microgramos por kilogramo para los destinados al consumo humano; 3 microgramos
por kilogramo para los granos de café tostado; 10 para el vino procedente de
frutos deshidratados; 2 para los granos de cacao; 0.5 para el vino de mesa y
los jugos de uva, y 0.2 microgramos por kilogramo para la cerveza.
Zearalenona
Este tipo de
micotoxina también es conocida como toxina F-2 o ZEN, y es producida por
especies del hongo Fusarium, comúnmente F. graminearum y F. culmorum.
El efecto más importante de la zearalenona es sobre el sistema
reproductivo, causando exceso de producción de estrógenos (hiperestrogenismo), particularmente
en las cerdas.
Hay poca evidencia de
que la zearalenona cause cáncer; sin embargo, la evidencia respecto a su capacidad
de causar mutaciones (genotoxicidad) es contradictoria, pues se ha reportado
que es genotóxica en ratones. La mayoría de estos estudios son totalmente dependientes
de la especie evaluada, y por consiguiente se requiere de más investigación
para confirmar que la zearalenona sea un carcinógeno potencial en humanos. La
Agencia Internacional para la Investigación en Cáncer identificó a la
zearalenona en el grupo 3, como una sustancia no clasificable como cancerígena en
humanos.
La zearalenona se
encuentra principalmente en granos como maíz, cebada, trigo y arroz. Sin
embargo, la contaminación con zearalenona no se restringe únicamente a los
cereales, pues también se la ha encontrado en cerveza, frijoles, plátanos y
soya.
La zearalenona es
parcialmente degradada por el efecto de la temperatura (120-140 grados Celsius)
y por tanto siempre existirá un remanente en el alimento, aun después del
procesamiento. Los límites de tolerancia para esta micotoxina han sido
evaluados con base en los niveles a los cuales no poseen efectos hormonales en
las cerdas. Consecuentemente, se han establecido tolerancias de hasta 1
microgramo por kilogramo para la mayoría de los cereales.
Patulina
La patulina es un
compuesto tóxico producido por una gran variedad de especies de hongos de los géneros
Aspergillus y Penicillium. De ellos, P. expansum es el más
importante, pues es un contaminante común de las manzanas y otros frutos. Se ha
reportado que la patulina posee actividad antibiótica, la cual ha sido evaluada
en humanos para probar su utilidad en el
tratamiento de los resfríos comunes; sin
embargo, su efectividad aún no ha sido claramente demostrada debido a que es
altamente irritante al estómago y además suele ocasionar náuseas y vómito. La
Agencia Internacional para la Investigación en Cáncer clasificó a la patulina
en el grupo 3.
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| Manzanas |
Bajo ciertas
condiciones de laboratorio, la patulina se ha logrado producir en manzanas,
jugo de uva, cereales y en algunos quesos. Sin embargo, en situaciones naturales,
la patulina es un contaminante típico de las manzanas, del jugo y de la sidra.
Otros productos a base de manzanas, como tartas y mermeladas, también suelen
contener pequeñas cantidades. Ocasionalmente la patulina ha sido encontrada en
frutos con pudrición espontánea como plátanos, peras, piñas, duraznos y
jitomates; sin embargo, los niveles reportados generalmente han sido
relativamente bajos.
Generalmente, la
patulina no se encuentra en bebidas alcohólicas ni en vinagre; sin embargo, se
la ha encontrado en la sidra dulce (la cual se combina con jugo de manzana no
fermentado). Además, se sabe que la patulina es degradada por el dióxido de
azufre (SO2), el cual se emplea comúnmente como conservador en los jugos de
frutas y otros alimentos.
La patulina no ha
sido sujeta a regulación en la mayoría de los países; sin embargo, la calidad
del jugo de fruta (manzana) es controlada por algunos de ellos, que han
establecido una concentración máxima de 50 microgramos por litro.
Tricotecenos
Son un grupo de
compuestos estrechamente relacionados en cuanto a su estructura química molecular,
y son producidos principalmente por hongos como Fusarium graminearum, F.
verticilliodes y F. culmorum.
La toxicidad de los
tricotecenos es caracterizada por alteraciones gastrointestinales como vómito y
diarrea; además, este grupo de micotoxinas son extremadamente tóxicas a nivel
celular (citotóxicas) así como altamente inmunosupresoras. Los tricotecenos han
sido clasificados en dos grandes grupos: el grupo A, que incluye a la toxina
T-2 y a la toxina HT-2; y el grupo B, que incluye al desoxinivalenol (DON), al nivalenol
y a la fusarenona X.
A la fecha, se ha
identificado a poco más de 150 diferentes tricotecenos; sin embargo, la
información de su ocurrencia natural en los alimentos es escasa, y generalmente
se refiere al desoxinivalenol (vomitoxina), al nivalenol y a la toxina T-2. La
Agencia Internacional para la Investigación en Cáncer identificó al
desoxinivalenol, al nivalenol, y a la fusarenona X en el grupo 3.
Los tricotecenos se
encuentran generalmente en cereales como maíz, trigo, cebada, avena, arroz y
soya. Sin embargo, algunos reportes indican su presencia en sorgo, plátanos,
papas, mangos y semillas de mostaza y girasol.
La legislación de los
tricotecenos existe solamente en pocos países, ya que estos compuestos se
presentan en los alimentos como una mezcla de toxinas (con diferentes grados de
toxicidad) y sobre todo a diferentes concentraciones. Debido a su importancia,
se detallan algunos aspectos de uno de los principales tricotecenos: el
desoxinivalenol.
Desoxinivalenol
(DON)
Es uno de los 150 compuestos conocidos como tricotecenos,
y su toxicidad ha sido difícil de relacionar con los resultados experimentales
de situaciones reales, debido a que generalmente se presenta acompañado de
otros tipos de tricotecenos. En particular, la toxicidad del desoxinivalenol se
caracteriza por vómito y diarrea, mientras que en una intoxicación aguda puede
observarse necrosis en el tracto gastrointestinal y en los tejidos linfoides.
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| Plantación de arroz. |
Frecuentemente se detectan cantidades
significativas de desoxinivalenol en maíz, avena, cebada y trigo; mientras que
los niveles más bajos generalmente están asociados a materiales tales como el
triticale (cruza de trigo y centeno), el centeno, el sorgo y el arroz.
El desoxinivalenol es térmicamente estable y
por tanto es difícil de eliminar una vez formado en los cereales. Sin embargo,
es soluble en agua y puede eliminarse una cantidad considerable en los procesos
que involucran el lavado.
La Comunidad Europea estableció un límite
para el desoxinivalenol de 0.5 miligramos por kilogramo para los cereales de
consumo directo, y 0.75 miligramos por kilogramo para las harinas empleadas
como materia prima.
Fumonisinas
Las fumonisinas son un grupo de al menos 15
micotoxinas producidas principalmente por los hongos Fusarium verticilliodes
y F. proliferatum, las cuales se encuentran frecuentemente en todas
las regiones productoras de maíz a nivel mundial.
Existen al menos tres
fumonisinas de ocurrencia natural: se conocen como FB1, FB2 y FB3. La FB1 es siempre
la más abundante, seguida por la FB2 y la FB3. Generalmente estas toxinas se
encuentran en los alimentos en concentraciones de partes por millón (miligramos
por kilogramo). Este tipo de micotoxinas producen una gran variedad de efectos
en los animales; leucoencefalomalacia (reblandecimiento de la sustancia blanca
del cerebro) en equinos, edema (hinchazón) pulmonar en porcinos, así como
toxicidad del riñón (neurotoxicidad) y cáncer de hígado en ratas. Su efecto en
humanos ha sido difícil de determinar; sin embargo, se han asociado con una
alta incidencia de cáncer de esófago y con la promoción de cáncer hepático en
ciertas áreas endémicas de China. Con base en la evidencia toxicológica
disponible, la Agencia Internacional para la Investigación en Cáncer clasificó
a las fumonisinas B1 y B2 en el grupo 2B.
Al parecer las
fumonisinas se hallan en cualquier región en donde se cultive maíz, exceptuando
algunas áreas frías, que pueden escapar ligeramente al problema de esta
contaminación.
Algunos de los
alimentos procesados para consumo humano que frecuentemente presentan
contaminación con fumonisinas son las harinas de maíz, las hojuelas de maíz y
la sémola. Por el contrario, los productos que suelen presentar bajos niveles
de estas toxinas son el arroz, los frijoles, el sorgo, la cerveza y las
especias.
Las fumonisinas son
relativamente estables y no son destruidas por tratamientos con calor moderado.
Luego del tratamiento del maíz con hidróxido de calcio (nixtamalización) no se
han detectado fumonisinas en las tortillas; sin embargo, debe ponerse atención
a los productos degradados como la fumonisina hidrolizada, la cual puede ser
tan tóxica como el compuesto original.
Existen diferencias
entre países respecto al límite de tolerancia establecido para las fumonisinas.
Se ha propuesto 5 miligramos por kilogramo para proteger a los animales más
susceptibles, como los caballos, y 50 miligramos por kilogramo para cerdos. Sin
embargo, pocos países han establecido límites de tolerancia para alimentos
destinados al consumo humano, entre ellos Suecia, que permite 1 miligramo por
kilogramo para la suma de las fumonisinas B1 y B2 en el grano de maíz.
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Los productos agrícolas pueden contaminarse
con micotoxinas, compuestos tóxicos producidos por hongos, en
cualquier
momento, desde su producción en el campo, durante la cosecha, en el transporte
o en el almacenamiento.
Un alimento invadido por hongos no siempre
contendrá micotoxinas. A la inversa, no debe asumirse que los alimentos
con
bajas cuentas de hongos estén libres de micotoxinas.
El uso de técnicas de manejo del maíz en el
campo, puede ayudar a aminorar el problema de la contaminación por
micotoxinas;
sin embargo, nunca ofrecerán una solución total.
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Aflatoxinas
Son un grupo de
aproximadamente 20 compuestos estrechamente relacionados; sin embargo,
únicamente cuatro tipos se encuentran normalmente en los alimentos. Son
producidos tanto en el campo como en almacenamiento por algunas cepas de Aspergillus
flavus y A. parasiticus.
Las cuatro
principales aflatoxinas han sido subdivididas en los grupos B y G, con base en
la fluorescencia azul (blue) o verde (green) que presentan bajo
la luz ultravioleta, y se denominan AFB1, AFB2, AFG1 y AFG2. Generalmente, la AFB1 es la de mayor ocurrencia y se presenta en mayor concentración en los productos
alimenticios. La Agencia Internacional para la Investigación en Cáncer
clasificó a las aflatoxinas en el grupo 1 como sustancias (o mezclas) con alto
poder cancerígeno en humanos.
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| Centeno. |
La manera más
eficiente de controlar la presencia de las aflatoxinas en los alimentos es
evitar su formación. Prevenir la producción de las aflatoxinas en el campo no
es tarea fácil; sin embargo, el riesgo se puede reducir mediante el uso de
algunas prácticas culturales agronómicas desfavorables para el establecimiento
del hongo en la mazorca. Por el contrario, la producción de las aflatoxinas
durante el almacenamiento es un problema tecnológico, el cual puede
solucionarse secando apropiadamente el grano antes del almacenamiento. Sin
embargo, la tecnología poscosecha es aún incipiente en países en vías de desarrollo como México.
La producción de
aflatoxinas es un problema serio de salud pública asociado a materiales como el
cacahuate, pistaches, semillas del algodonero, nueces y copra (médula del
coco). Pero es sobre todo un problema en el maíz, por su amplio uso en la
alimentación humana y animal.
Los alimentos con
relativamente bajo riesgo de con taminación con aflatoxinas son las almendras,
pasas, higos y especias. De estas últimas, las que han mostrado una mayor
incidencia de contaminación con aflatoxinas son los chiles, pimentones y el
jengibre. Los frijoles, soya, sorgo, trigo, avena y arroz son moderadamente susceptibles
a la contaminación. Ocasionalmente, las aflatoxinas también contaminan granos de
cacao, la linaza, las aceitunas, semillas de calabaza y girasol y el ajonjolí.
Es casi imposible
eliminar completamente las aflatoxinas de los alimentos mediante su
procesamiento. Por consiguiente, al igual que otros carcinógenos, se sugiere
que los niveles en los alimentos sean lo más bajos tecnológicamente posible.
Durante el proceso de la nixtamalización del maíz para la elaboración de
tortillas se ha reportado una aparente reducción (60 a 90 por ciento) en los niveles de aflatoxinas.
Sin embargo, también se ha sugerido que la acidificación puede revertir la
reacción, tal y como puede ocurrir en el tracto digestivo humano durante la
digestión.
La Administración de
Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA), estableció en 1977 un límite
permisible de 20 microgramos por kilogramo para las aflatoxinas totales en los
alimentos destinados al consumo humano. Sin embargo, en algunos países europeos
se han establecido límites de tolerancia más estrictos, específicamente para la
AFB1, reglamentando 5 microgramos por kilogramo para los alimentos destinados
tanto al consumo humano como animal.
Conclusiones
Sin lugar a duda las medidas preventivas para
reducir la contaminación de productos agrícolas con hongos toxígenos son la
mejor alternativa para evitar la presencia de las micotoxinas en nuestros alimentos.
Esto puede apoyarse con el desarrollo de variedades resistentes a la
contaminación por micotoxinas, el uso de prácticas agronómicas mejoradas en los
cultivos (empleando densidades de población moderadas, riegos necesarios para
que el cultivo no sufra por estrés de agua y fertilización nitrogenada, entre otras),
así como adecuadas tecnologías poscosecha (minimizando el daño mecánico del
grano durante la cosecha y realizando un secado rápido y efectivo para su
transporte y almacenamiento). El Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt)
y la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) están apoyando
investigación básica y aplicada para este propósito.
La seguridad en los
alimentos es un aspecto que debe enfatizarse; por tanto, es necesario contar
con medidas más estrictas de control por nuestras autoridades, incluso para los
alimentos que se producen en nuestro país. No existe la menor duda de que las
micotoxinas son causantes de enfermedades e incluso de muerte en nuestra
población; sin embargo, no existen estadísticas, ni estudios precisos al
respecto.
Los efectos tóxicos
agudos de las micotoxinas, solamente son observables en situaciones
excepcionales; por tanto, no hay que olvidar que las micotoxinas también son
capaces de inducir una gran variedad de enfermedades crónicas como el cáncer,
resultado de una exposición a largo plazo por el consumo de alimentos contaminados,
aún con bajos niveles de estas micotoxinas.
Abraham Méndez-Albores es doctor en ciencias
por el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico
Nacional (Cinvestav-IPN). Actualmente es posdoctorante en la Facultad de
Estudios Superiores Cuautitlán-UNAM con apoyo de la Dirección General de
Asuntos del Personal Aca démico (DGAPA). Es miembro del Sistema Nacional de
Investiga do res. Suárea de investigación son los mecanismos de inactivación de
las aflatoxinas en los alimentos.
albores@walla.com
Ernesto Moreno Martínez es doctor en
fitopatología por la Universidad de Minnesota. Actualmente ocupa la jefatura de
la Unidad de Investigación en Granos y Semillas de la Facultad de Estudios
Superiores Cuautitlán. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores. Su
área de investigación es la problemática del sistema poscosecha de granos y
semillas y las micotoxinas.
ernesto@servidor.unam.mx
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