ARTICLE TÈCNIC | 26/11/2019  Ruralcat

Consideracions per fer front al problema de les micotoxines en alimentació animal

L’interès i la preocupació per les micotoxicosis han anat creixent en aquests últims anys amb la destrucció massiva de llet causada per la presència d’Aflatoxina M1 (AFM1) en nivells superiors als establerts per la UE (0,05 ppb). Les normes normatives europees, juntament amb l’obligatorietat de l’aplicació de sistemes APPCC a la indústria, ha multiplicat les accions per disminuir l’impacte d’aquestes substàncies tòxiques.

Figura 1. Panotxa de blat de moro afectada per micotoxines. Font: QualimaC.

Figura 1. Panotxa de blat de moro afectada per micotoxines. Font: QualimaC.

Introducció

L’interès i la preocupació per les micotoxicosis han anat creixent des que, el 1960, un cas d’aflatoxicosi va causar la mort de més de 100.000 galls dindis al Regne Unit, i s’han incrementat en aquests últims anys amb la destrucció massiva de llet causada per la presència d’Aflatoxina M1 (AFM1) en nivells superiors als establerts per la UE (0,05 ppb). Amb la Directiva 2032/2002 / CE, de substàncies indesitjables, s’estableixen límits màxims per a AFB1 i Ergot en matèries primeres i pinsos, i amb les recomanacions 2006/576/ CE i 2013/165 UE s’estableixen límits màxims recomanats per a la resta. Tot això, juntament amb l’obligatorietat de l’aplicació de sistemes APPCC a la indústria, ha multiplicat les accions per disminuir l’impacte d’aquestes substàncies tòxiques.

Fongs i formació de micotoxines

Les micotoxines són produïdes per fongs toxigènics que creixen en determinades condicions d’humitat i temperatura, i que, estressats, produeixen toxines com a mecanisme de defensa. A major complexitat estructural de la micotoxina, menor és el nombre d’espècies que la produeixen. També hi ha interaccions entre fongs, quan diverses espècies estan presents simultàniament poden inhibir la producció de certes micotoxines o produir-ne d’altres. Un fong pot produir diverses micotoxines i la mateixa micotoxina pot ser produïda per diverses espècies de fongs. Les principals espècies productores de micotoxines són dels gèneres Aspergillus, Fusarium, Penicillum, Alternaria i Claviceps purpurea.

"En el cas espanyol, les micotoxines més detectades són les produïdes per Fusarium i després les d’Aspergillus i Penicilium"

Dins de les micotoxines, les més conegudes i controlades en alimentació animal són: aflatoxines (B1, B2, G1 i G2), tricotecens (vomitoxina (DO), nivalenol (NIV) toxines T2 i HT2, DAS...), fumonisines (FB1 i FB2), zearelenona (ZEA) i ocratoxina (OTA), a més dels alcaloi- des d’Ergot. En el cas espanyol, diferents publicacions recents d’empreses dedicades al seu control assenyalen que les més detectades són les produïdes per Fusarium FB1 i FB2, DO, T2 i HT2, i ZEA i després les d’Aspergillus i Penicilium com AFB1 i OTA, entenent que al marge de la seva presència, només en uns pocs casos s’han superat els límits recomanats o màxims establerts.

En termes generals, en els pinsos contaminats sol haver-hi diverses micotoxines presents i fins i tot algunes d’elles unides a altres compostos orgànics més o menys complexos, constituint les anomenades micotoxines emmascarades.

Efectes generals

El tipus de contaminació, la presència d’una o múltiples micotoxines, les seves interaccions i l’espècie animal que les consumeix fan que els efectes puguin ser molt diferents, i això a més de l’estatus sanitari i nutricional dels animals, de la quantitat i durada del consum, de la vida mitjana de la micotoxina, etc. Això permet deduir que els efectes percebuts de les micotoxicosi puguin ser molt diferents. Convé, en aquest sentit, saber que no sempre la simptomatologia observada en els animals es correspon a una micotoxicosi i, al revés, de vegades problemes patològics que considerem de diagnòstic simple, estan causats en origen per una micotoxicosi. En qualsevol dels casos, per a diferenciar les micotoxicosis d’altres patologies no hem d’oblidar: que no es curen amb tractaments amb antimicrobi- ans, que afecten un nombre irregular d’animals llevat de contaminacions massives, que la simptomatologia desapareix quan desapareix la toxina de l’aliment i que els símptomes típics d’algunes micotoxicosis només es produeixen a dosis molt elevades. En aquest últim sentit, un exemple poden ser els efectes del DO (deoxinivalenol o vomitoxina) que principalment afecta el porcí, entre els quals es descriu una reducció important de consum i fins i tot el vòmit d’alguns animals. Doncs bé, tot i que s’ha demostrat que quan es tracta de contaminació natural les dosis a les quals s’observen aquests efectes solen ser més baixes, en pinsos contaminats amb DO pura el consum cau a partir de 12.000 ppb (2.000 ppb en contaminació natural) i el vòmit s’ha observat amb dosis de 20.000 ppb (Young    i col., 1983; Forsyth i col., 1977), molt lluny de les quantitats que habitualment es troben. Quan aquests efectes s’observen a dosis més baixes amb pinsos o matèries primeres contaminades de manera natural, llavors hem de pensar que a més de DO pot haver-hi implicades altres micotoxines i així hem d’analitzar i abordar la nostra problemàtica.

Al contrari també hi ha exemples, és a dir, amb dosis per sota dels màxims que habitualment es fixen en pinsos o matèries primeres, s’observen efectes indesitjables. En aquest sentit, un exemple,  per  desgràcia  comú,  és la contaminació de la llet amb AFM1 per sobre del màxim nivell admès de 0,05 ppb. És conegut que la transferència de l’AFB1 a llet en forma d’AFM1 és variable i depèn de molts factors, entre d’altres el propi animal i el nivell de producció. La bibliografia assenyala nivells de transferència entre l’1 i el 6,2% amb nivells mitjans sobre 2,5%, cosa que, considerant que el nivell màxim en matèries primeres d’AFB1 és de 20 ppb i en pinsos de boví de llet de 5 ppb, implica una bona ges- tió del risc de l’alimentació a l’hora de dissenyar les dietes i d’eliminar els riscos que pot causar aquesta presència. En aquest sentit, a diferència de la legislació dels EUA, l’actual legislació de la Unió Europea (UE) és molt restrictiva i no es garanteix que, complint la legislació de substàncies indesitjables, s’estigui per sota del nivell màxim en llet, segons ha estat publicat en revistes i estudis científics.

Les diferents espècies reaccionen de manera diferent a les micotoxines i també passa dins d’una mateixa espècie. Dins de les aus, ànecs i galls dindi són més sensibles que la resta i, en conjunt, són més sensibles que els porcs i aquests ho són més que el boví, que és el menys sensible pel fet que en alguns casos el rumen actua com a agent detoxificador. D’altra banda, OTA, DAS, T2 i AFLA són les més negatives en aus, mentre que en porcí ho són AFLA, DO i ZEA.

Les diferents micotoxines, en general, actuen de forma diferent; de manera molt resumida, podem dir que les aflatoxines són hepatotòxiques, els tricotecens (DO, DAS, NIV...) afecten majoritàriament a la síntesi proteica i al consum, tots dos afecten el sistema immunitari, les fumonisines són hepatotòxiques i neurotòxiques, la zearalenona (ZEA) afecta el sistema reproductor, l’ocratoxina és nefrotòxica, etc.

No obstant això, l’objectiu d’aquesta publicació no és abordar aquests aspectes en sí, molt desenvolupats en la bibliografia, sinó com abordar el problema per disminuir el seu impacte en producció animal i per descomptat en seguretat alimentària.

Prevenció

Els fongs productors de micotoxines es poden classificar en tres grans categories: fongs de camp, d’emmagatzematge i de deteriorament avançat. Els primers es poden controlar aplicant mesures com a elecció de varietats resistents, gestió del sòl, moment de la collita, assecat adequat, etc. Els segons són aquells que es produeixen quan les condicions d’em- magatzematge són inadequades i és responsabilitat dels operadors de producció primària, fabricants de pinso i ramaders, mantenir en condicions òptimes els llocs d’emmagatzematge: nets, secs, airejats i sense possibilitat de deteriorament físic de les matèries primeres. Finalment, els fongs de deterioració avançada es produeixen quan l’estructura del gra o llavor s’ha trencat i deixa els nutrients més accessibles i desprotegits, augmentant el risc de colonització i de formació de tòxics.

És evident que l’aplicació de Codis de Bones Pràctiques (CBP) que incloguin plans APPCC al llarg de la cadena, inclòs el transport, no només és fonamental per abordar el problema sinó també la clau per disminuir el risc de forma significativa.

“Les micotoxicosis no es curen amb tractaments amb antimicrobians, la seva simptomatologia desapareix quan desapareix la toxina de l’aliment i els símptomes d’algunes només es produeixen a dosis molt elevades”

Gestió en cas de presència de micotoxines

Quan hagi micotoxines i així ho hàgim verificat mitjançant un exhaustiu mostreig, aplicant un mètode d’anàlisi de suficient sensibilitat, el problema cal abordar-lo segons els casos. La Directiva 2002/32 / CE indica que quan es superen els nivells màxims establerts només les autoritats competents definiran el destí de la mercaderia, incloent-hi la possibilitat de de- toxificació d’aquesta en centres especialment autoritzats i mitjançant processos validats tal com s’estableix en el marc del Reglament 2015/786. Aquests mètodes poden ser de tipus físic (irradiació, p. ex.) o químic (tracta- ment amb amoníac, carbonat de sodi, ozonització, etc.). En qualsevol cas, no hi ha la possibilitat de dilució en el marc legal actual ni la mercaderia és comercialitzable, ni pot ser usada per fabricants de pinsos o ramaders. Un altre cas diferent és quan hi ha micotoxines però no se superen els límits màxims, encara que es vegi que hi ha una contaminació fúngica sense que es detecti encara la micotoxina. En aquest cas, es pot reduir el risc mitjançant diferents procediments simples: tamisat, separació física de les parts evidentment contaminades, esclofollada, ús limitat de la mercaderia, etc.

Tot i que la prevenció és clau en la reducció del problema, hi ha altres eines que ens poden ajudar a disminuir l’impacte, en alguns casos.

“La Directiva 2002/32 / CE indica que, quan es superen els nivells màxims establerts, només les autoritats competents definiran el destí de la mercaderia, incloent-hi la possibilitat de detoxificació”

Reducció de la contaminació dels pinsos per micotoxines

Dins de la Categoria 1 d’additius tecnològics hi ha el grup m de “reductors de la contaminació dels pinsos per micotoxines”. Dins d’aquest grup, actualment tenim els adsorbents, que inactiven els efectes de les micotoxines per unió química més o menys intensa, segons els casos, i els que actuen mitjançant biotransformació (degradació o ruptura).

Com a adsorbents, actualment està autoritzada la bentonita amb un contingut mínim en esmectita el 70% (1m558) per utilitzar fins a un 2%. Els agents biotransformadors, els podem subdividir en dos grans grups: microorganismes que produeixen determinades enzims capaços de trencar l’estructura d’algunes micotoxines, especialment DO, T2... i enzims que actuen de la mateixa manera. En definitiva, és el mateix i només canvia la manera d’aplicació a través del microorganisme o mitjançant l’enzim. Actualment dins d’aquest grup hi ha autoritzada una soca del microorganisme DSM 11798 de la família Coriobacteriaceae (1m01) contra tricotecens en aus i porcí (Reglament 2017/930) i un enzim esterasa de fumonisina autoritzada en totes les espècies d’aus i porcí (Reglament 2017 / 913 i 115/2014).

                                                         

                                       Figura 2. Exemple d’adsorció d’AFB1 sobre una capa d’un silicat laminar (Philips 1998)

A la pràctica hi ha a més altres matèries primeres o additius que tenen efecte en l’adsorció o biotransformació de micotoxines i, encara que alguns no estiguin dins dels grups d’additius anteriorment assenyalats com a autoritzats a la UE, estan descrits en la literatura científica. De manera resumida podem esmentar:

Argiles: les més eficaces són filosilicats i dins d’aquests les argiles laminars, sobretot esmectites (2:1) capaces de retenir especialment l’AFB1 entre les seves capes ja que la seva distància interlaminar és prou gran perquè hi càpiga la molècula. A més, la capacitat d’intercanvi fa que les parts de més càrrega negativa de l’AFB1 (grups carboxil) siguin capaços d’interaccionar amb ions metàl·lics formant quelats i disminuint els efectes tòxics de l’AFB1. Les bentonites riques en montmorillonita (esmectita dioctaèdrica) són els compostos més importants d’aquest grup.

Altres argiles laminars com el talc o les miques no són efectives. Les argiles tubulars, com la sepiolita, amb espais moleculars menors, no són eficaces. S’han estudiat també l’efecte dels silicats no argilosos orgànics o d’origen volcànic com a terra de diatomees o vermiculita amb resultats poc consistents, si bé és cert que en aquest camp queda molt per fer.

Un capítol important correspon a les zeoites pertanyents al grup dels tectosilicats i que poden ser naturals (clinoptilolita) o de síntesi. Les zeolites tenen una alta capacitat d’intercanvi iònic el que fa que siguin capaços de fixar algunes molècules polaritzades, però els seus espais intermoleculars són reduïts, la qual cosa en limita l’eficàcia. Es podria dir que, per la seva alta càrrega iònica, exerceixen una acció complementària a la de les argiles laminars.

Recentment, Veriku i col. (2015) han publicat un estudi d’eficàcia de diferents argiles en l’adsorció d’AFB1 observant una relació més important amb la posició octaèdrica cis o trans que amb altres paràmetres i una menor adsorció de les zeolites.

                                        

                             Figura 3. Adsorció de ZEA per un β-glucan de la paret de llevat (Yiannikouiris i col. (2004,2006)

                                                        

                                         Figura 4. Panotxes de blat de moro atacades per Fusarium verticillioides. Autor: IRTA Mas Badia

Argiles modificades: mitjançant tractaments físics o químics les argiles són susceptibles de canviar les seves propietats modificant la seva capacitat d’adsorció. En el cas de les esmectetes, els seus cations poden ser substituïts per molècules orgàniques com amoni o alquilamina, augmentant la seva afinitat per molècules orgàniques com micotoxines, però a dia d’avui són productes cars i no autoritzats en alimentació animal.

Carbó actiu: es caracteritza per la seva gran superfície d’adsorció, de 500 a 3.500 m2/g. Bloqueja les micotoxines mitjançant la formació de febles enllaços d’hidrogen. Eficaç en l’adsorció in vitro, però escassa eficàcia in vivo. Té un alt potencial d’adsorció d’altres nutrients que el fa poc específic.

Parets de llevats: la paret cel·lular del llevat Saccharomyces cerevisae i alguns microorganismes tenen una estructura més externa de mannoproteïnes i una interior de quitina que la dota de rigidesa. Entre totes dues  hi ha una estructura de ß (1,3) - Glucans, als quals s’uneixen cadenes més curtes de ß (1,6) -Glucans. La hidròlisi de la paret cel·lular deixa lliures aquestes cadenes de ß-Glucans que potencialment tenen la capacitat de fixar algunes micotoxines. Hi ha discrepàncies sobre la seva afinitat cap a diferents micotoxines encara que depèn molt de la seva estructura o, dit d’una altra manera, de l’eficàcia del procés de producció i del grau i la conformació de les estructures alliberades en aquesta. A la pràctica, aquests compostos se solen associar a bentonites en molts productes comercials.

Fibres: s’ha demostrat l’efecte de fibres micronitzades de blat i altres vegetals a  la disminució de l’adsorció de micotoxines. Aoudia i col. (2008) han demostrat el seu efecte enfront de l’adsorció d’OTA.

Altres  adsorbents:  l’extensió d’aquesta publicació no ens permet entrar en més detall, tot i això hem d’esmentar les possi- bilitats d’ús d’altres substàncies com àcids húmics, polímers d’intercanvi iònic del tipus colestiramina, o determinats bacteris com lactobacils, entre d’altres.

                                       

                                             Figura 5. Ruptura de l’anell epoxi dels tricotecens

“Les mesures preventives des del camp fins a la granja són claus per a la reducció de la incidència de micotoxicosi. A més, disposem de substàncies com adsorbents o agents de biotransformació capaços de reduir el seu impacte”

Agents de biotransformació: la seva acció es basa en el fet que les micotoxines poden detoxificar-se, mitjançant ruptura, usant ceps segures de microorganismes del sòl, microorganismes ruminals, llevats, o els seus enzims purificats (Schatzmayr et al., 2006). La seva acció és més específica que la dels adsorbents.

S’ha demostrat la destrucció de l’anell epoxi dels tricotecens (Figura 3) per microorganismes productors d’epoxidases com Eubacterium spp o el bacteri ruminal BBSH 797. D’altres, com Trichosporon mycotoxinivorans, degraden ZEA i OTA. La llista és exhaustiva, tot i que del moment només n’hi ha un d’autoritzat (1m01).

                                             

Figura 6. Exemple de la ruptura dels enllaços ester de les fumonisines per la fumonsinesterasa. Imatge esquerra de l’estructura de la enzim Schatzmayr i col (2015)

Els enzims que produeixen els microorganismes, un cop purificades, també s’empren per trencar l’estructura de les micotoxines. El producte autoritzat és una fumonisin esterasa que trenca l’enllaç ester de les fumonisines, alliberant aminopentol i reduint la seva toxicitat (Figura 4). Les epoxidases i altres enzims són també eficaços a aquest fi, encara que no estan autoritzats.

Davant del problema a què ens enfrontem l’elecció d’un adsorbent ha de considerar, la seva afinitat, capacitat, selectivitat i eficàcia i per a això hem de recordar que és necessari disposar de quanta més informació millor i que els test in vitro no sempre són suficients.

                                                

                                     Figura 7. Grans de blat de moro alguns dels quals estan afectats per fongs. Autor: IRTA Mas Badia

Per concloure, hem de dir que les mesures preventives des del camp fins a la granja són claus per a la reducció de la incidència de micotoxicosi i que a més disposem de substàncies com adsorbents o agents de biotransformació capaços de reduir el seu impacte, però que hem de triar-los correctament. En qualsevol cas, és la nostra gestió global davant de cada situació la que ens conduirà a tenir més o menys possibilitats d’èxit.

Autor:

M. Gorrachategui García

Consultor en Nutrició Animal Tersecus CI

mgorrachategui@telefonica.net

Article extret del Dossier Tècnic nº 90: "Alimentació animal"

Per a saber-ne més:

DENLI, M y PÉREZ, J.F. (2006). Contaminación por micotoxinas en los piensos. Efectos, trata- miento y prevención. FED arcelonahttp://www.produccion-animal.com.ar/sanidad_ intoxicaciones_metabolicos/Micotoxicosis/31- intoxicacion_por_micotoxinas.pdf
GONZÁLEZ, B. (2013). Micotoxinas: Autocon- trol y Seguridad Alimentaria. FEDNA-Madrid http://fundacionfedna.org/sites/default/files/FEDNA%202013%20Micotoxinas-Autocontrol- B%20Gonzalez.pdf
GORRACHATEGUI, M.(2013). Micotoxinas. Peli- gros y reducción de sus efectos tóxicos. FEDNA- Madrid. http://fundacionfedna.org/sites/default/files/FEDNA%202013%20Micotoxinas-M%20Gor- rachategui.pdf