Contaminantes ambientales ubicuos en los alimentos de uso agropecuario

En este artículo

Silvia Denisse Peña B.
Eduardo Posadas M.
Y Alejandro Córdova I.

Contaminantes ambientales ubicuos en los alimentos de uso agropecuario Contaminantes ambientales 2Las micotoxinas y los taninos son contaminantes ambientales que se presentan en los alimentos de uso agropecuario que pueden ocasionar en los animales una baja eficiencia productiva o síndromes tóxicos inespecíficos. Este artículo presenta las experiencias del análisis de calidad de algunos ingredientes de consumo animal y exhorta al productor a realizar el monitoreo de estas substancias en los alimentos de los animales productivos.

La calidad e inocuidad en los alimentos es una preocupación mundial en la producción de alimentos agropecuarios, desde el campo, durante la cosecha, post-cosecha y dentro del procesamiento industrial. La calidad de la materia prima como son los granos de cereales y semillas de oleaginosas, leguminosas y forrajes, dependen de la materia orgánica del suelo, del clima, del genotipo y variedad de la semilla, de la tecnología que se utilice en el campo y en la post-cosecha. Por lo que dependiendo de los factores bióticos y abióticos, donde se produzca, la planta o el cultivo puede ser más o menos resistente a las plagas del campo y del almacén como son los insectos y hongos.

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MEZCLA DE CONCENTRADOS PARA VACAS LECHERAS

La planta de maíz o de cualquier cereal, ante los cambios climáticos, principalmente la falta de humedad,pueden sintetizar compuestos polifenólicos, como medio de defensa ante las plagas (Sharma., 2019). Entre ellos, los taninos compuestos de sabor astringente que de acuerdo a su estructura química pueden ser ácidos fenólicos libres o llamados taninos hidrolizables (TH), que son ésteres de los ácidos fenólicos, de bajo peso molecular o taninos condensados o proantocianidinas (TC), de alto peso molecular, ambos con funciones biológicas (Sheng et al., 2018); los taninos (TC), disminuyen los niveles de ácidos grasos de cadena corta, como son el ácido acético, propiónico, iso-butírico, butírico, iso-valérico, valérico, durante la digestión fermentativa en los rumiantes (Bueno et al., 2020), cuya disminución se verán reflejada en la producción y composición de la leche. Se ha indicado que con cantidades de 50 g/kg MS, pueden afectar la ingesta de alimento y agua

Los cultivos de cereales también pueden ser invadidos desde el campo por hongos que pueden sintetizar micotoxinas, bajo condiciones ambientales de alta humedad y temperatura. Aspergillus flavus un hongo filamentoso puede sintetizar más de 10 aflatoxinas, siendo la más tóxica la Aflatoxina B1. Las especies de Aspergillus flavus deben tener en su genoma, los genes AFLR y AFLS que le confiere la capacidad de producir aflatoxinas (Serrano et al., 2015). Especies de Penicillium pueden sintetizar Ocratoxina A (OTA) y de Fusarium sp, el deoxinivalenol (DON), zearalenona (ZEA), fumonisinas (FUM). Las micotoxinas son hepatotóxicas, citotóxica e inmunosupresivas en los organismos vivos.

Contaminantes ambientales ubicuos en los alimentos de uso agropecuario Contaminantes ambientales 3Por lo que los taninos y las micotoxinas son compuestos tóxicos que disminuyen la calidad en los alimentos (Vázquez et al., 2012) y el metabolismo de los nutrientes en los animales, principalmente de la proteína y de los ácidos grasos de cadena corta.

Para los taninos solubles totales utilizamos la técnica de la grenetina y cloruro de sodio al 10%, cuya interpretación se basa en el cambio de color y la formación de un precipitado, que se obtiene al agregarle el cloururo férrico al 1%, como primer paso, seguida de la técnica de Folin Ciocaltau espectrofotométrica, utilizando como estandares el ácido tánico o el ácido gálico para la cuantificación de taninos hidrolizables (TH). La prueba se fundamenta en el reactivo de Folin que es una mezcla de ácidos fosfotúngstico y fosfomolíbdico que en presencia de fenoles se obtiene un óxido tungstico de color azul, el cual presenta una absorbancia a la luz UV-VIS a una longitud de 725 nm.

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TANINOS IDENTIFICADOS POR CROMATOGRAFIA DE CAPA FINA

Para las micotoxinas utilizamos un monitoreo múltiple en cromatografía de capa fina, para la cual utilizamos cromatofolios de sílice de alta performancia c18 con indicador de fluorescencia y cubetas de desarrollo horizontal de 10 x 10 cm. La distancia frontal de cada muestra problema se compara con el estándar de micotoxina correspondiente y se observa bajo luz UV de onda corta (254 nm) y onda larga (365 nm). En casos donde se requiera la confirmación utilizamos la Cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), con una fase mobil de acetonitrilo y agua (9:1) a una longitud de emisión de 360 y 440 nm de excitación y un detector de fluorescencia. La técnica tiene un límite de detección de 0.06 ppb y el de cuantificación menor a 1 ppb.

*Cereales. El sorgo ocupa el quinto lugar de producción a nivel mundial, después del maíz, trigo, cebada y arroz con aproximadamente 57.6 millones de toneladas anuales (FAO, 2017). Se produce principalmente en países como Africa, Estados Unidos y Australia. Sin embargo presenta una gran adaptabilidad a diversos climas y suelos. En México, el estado de Tamaulipas es uno de los mayores productores. El sorgo dependiendo de su genotipo y variedad puede contener diferentes niveles de compuestos fenólicos (ácidos fenólicos, flavonoides y taninos). Los taninos pueden producir un efecto antinutricional al secuestrar a la proteína y a los polisacáridos, de manera que resulta indigestible para el animal. Actualmente existe variedades con bajos niveles de taninos que tienen el gen recesivo B1 o B2 con un contenido de 0 a 1.8 mg/g que puede ser identificado por la falta de color en su testa. Las variedades con testa pigmentada contienen niveles moderados de taninos del orden de 6.4 a 15.5 mg/g.

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LABORATORIO DE TOXICOLOGIA DE UAM-X

El maíz es nativo de México, producto del entrecruzamiento de por lo menos 50 razas, por lo que es común encontrar diversas variedades, como son blanco, negro, amarillo, azul, morado, rojo y pinto (Antonio, et al., 2004), El maíz amarillo es un grano muy utilizado en la alimentación del ganado por su alto contenido energético, cuya producción se estima en 3.75 millones de toneladas. Sin embargo puede contener compuestos tóxicos como son las micotoxinas.

En nuestro laboratorio hemos detectado cuatro micotoxinas, siendo las aflatoxinas (Aflas) presentes en un contenido promedio de 7.34 ppb, deoxinivalenol o DON (0.427 ppm), zearalenona o ZEA (246.91 ppb) y fumonisinas (FUM) en 0.465 ppm; que de acuerdo con los límites regulatorios de la Union Europea, el maiz no la cumple, ni para la zearalenona ni para las aflatoxinas. Cabe señalar que las aflatoxinas interaccionan con los lípidos e inhibe la síntesis de la proteina, además de provocar un efecto inmunosupresor en los bovinos por lo que quedan expuestos a diversas patologías (Frederick, 2020).

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ROLADO DE MAÍZ

La Zea, es una micotoxina con poder estrogénico, por lo que es preciso evitar su consumo en animales jóvenes, para evitar problemas reproductivos. Por otro lado el impacto toxicológico de más de una micotoxina está generando la atención a nivel mundial. Se conoce que la presencia de estas micotoxinas aun en niveles bajos ocasionan una disminución en la calidad nutricional del grano. En ovinos de carne se ha reportado que provocan un síndrome tóxico inespecífico (Shlosberg, et al., 2004). El maíz contiene también taninos que de acuerdo con nuestros resultados existen tanto taninos condensados como taninos hidrolizables, en niveles promedio para el maíz de 25.8 mg/g con variaciones importantes entre las variedades. Estos niveles son considerados bajos por lo que no son capaces de alterar la disponibilidad de los nutrientes.

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SILO DE MAÍZ

Los subproductos de la industria cervecera. El bagazo de la cebada malteada es un residuo con poco valor económico, que se destina a la alimentación de rumiantes en pequeñas producciones familiares, principalmente como suplemento proteico y de fibra digestible. En los Estados Unidos, el 90% de los subproductos de las industrias de bebidas alcohólicas se destinan al ganado, sin embargo pueden tener micotoxinas, incluso tres veces más que la presente en la materia prima (Yanhong, et al.,2009).

*Forrajes. El silo de maíz, alfalfa, la avena y el zacate son forrajes ampliamente utilizados, en la dieta diaria del ganado bovino de leche y del ovino de carne y leche. El silo de maíz pierde su calidad por un mal picado del forraje previo a su ensilaje, en nuestra experiencia hemos encontrado un tamaño de 10 y hasta 15 cm de largo, en los tallos del silo, lo cual afecta negativamente la fermentación así como el consumo por el animal y la pérdida de la energía metabólica, lo que representa una menor producción de leche. En el silo hemos detectado cuatro micotoxinas, entre las cuales se encuentran conjuntamente las aflatoxinas, ocratoxina A y la zearalenona. En la alfalfa la presencia de aflatoxina B1, aflatoxina B2, OTA y ZEA.

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CONCLUSIONES

Con la información antes mencionada se puede concluir que los compuestos polifenólicos (taninos) presentes en el grano de maíz blanco contiene bajos niveles, lo que permite su uso en la alimentación de rumiantes. El maíz contiene por lo menos cuatro micotoxinas (aflatoxinas, deoxinivalenol, zearalenona y fumonisinas), en niveles promedio aceptables, para la regulación de México, no así los niveles de zearalenona y aflatoxinas que se encuentran por encima de la legislación Europea. La dieta de los animales rumiantes se compone de forrajes que pueden presentar micotoxinas y taninos. Por lo que se recomienda realizar los análisis de los taninos condensados y de micotoxinas en los granos de cereales y de forraje, si se quiere evitar una disminución en el consumo de alimento y causar posibles síndromes tóxicos. Es importante recordar que se conoce muy poco sobre el efecto tóxico de más de una micotoxina en el metabolismo de los rumiantes.

Silvia Denisse Peña B. Laboratorio de Toxicología Departamento de Producción Agrícola y Animal, UAM-Xochimilco, México, D.F., Mexico [email protected]

Eduardo Posadas M. Departamento de Medicina y Zootecnia de Rumiantes Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia UNAM, Mexico

Córdova I. A. Laboratorio de Toxicología, Departamento de Producción Agrícola y Animal, UAM-Xochimilco, Mexico

REFERENCIAS

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  • Gruber C.D., Jenkins T., Schatzmayr G. 2019. Global Mycotoxin Occurrence in Feed: A Ten-Year Survey. Toxins, 11 (7) , 375. DOI: 10.3390/toxins11070375
  • Frederic J. Hoerr. Mycotoxicoses. 2020. 1330-1348. DOI: 10.1002/9781119371199.ch31.
  • Serrano C.H. y Cardona C.N. 2015. Micotoxicosis y micotoxinas: generalidades y aspectos básicos. Revista CES MEDICINA Volumen 29 No. 1 Enero – Junio.
  • Sharma K.P. 2019. Tannin degradation by phytopathogen’s tannase: A Plant’s defense perspective. Byocatalyst and Agricultural Technology. vol.21
  • Shen, S., Huang, R., Li, C., Wu, W., Chen, H., Shi, J., Ye, X. 2018. Phenolic compositions and antioxidant activities differ significantly among sorghum grains with different applications. Molecules, 23( 5), E1203. https://doi.org/10.3390/molecules23051203
  • Shlosberg A., Handji V., Barel S. 2004. Diverse toxicological manifestations due to different spectra of fungal toxins on two mycotoxicosis caused by Aspergillus spp. In Israel.
  • Vázquez F. A., Alvarez P.E, López-D. J. A., Wall-M. A. y De La Rosa A.L. 2012: Taninos hidrolizables y condensados: naturaleza química, ventajas y desventajas de su consumo.
  • Yanhong Z., John C., Imerman P.M., Richard J.L. y Shurson G.C. 2009. The Occurrence and Concentration of Mycotoxins in U.S. Distillers Dried Grains with Solubles. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57 (20), 9828-9837.

Artículo publicado en Entorno Ganadero Abril- Mayo 2020

Fernando Puga
Fernando Pugahttps://bmeditores.mx/
Editor en BM Editores, empresa editorial líder en información especializada para la Porcicultura, Avicultura y Ganadería.
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