07 Mar Metabolitos fungicos en los alimentos
DISCURSO DE INGRESO
Dr. Jaime Borrell
25 de Mayo de 1990
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN 1
I.- TÓXICOS FÚNGICOS
1.- FUNCIÓN 2
2.- INCIDENCIA EN LOS ALIMENTOS 3
3.- ESTRUCTURA QUÍMICA 8
4.- GRUPOS REACTIVOS
a.- Grupos lactona en derivados cumarínicos 11
b.- Dobles enlaces no aromáticos 12
c.- Dobles enlaces conjugados con grupos carbonílicos 14
d.- Grupos carbonilos 15
e.- Grupos hidroxílicos 16
f.- Grupos epóxido 18
g.- Grupos peptídicos 18
h.- Grupos aromáticos 19
II.- IMPORTANCIA SANITARIA Y ECONÓMICA
1.- Micotoxicosis humanas 20
2.- Micotoxicosis animales 21
3.- Importancia económica 24
III.- MEDIDAS DE PREVENCIÓN Y DETOXIFICACIÓN
1.- Medidas de prevención 27
2.- Medidas de control analítico 28
3.- Medidas de eliminación sintomática 29
4.- Detoxificación y absorción
4.1. Soluciones en problemas similares 30
4.2. Mecanismos naturales de detoxificación 33
4.3. Ensayos de detoxificación in Vitro 34
4.4. Posibilidades físicas-microbiológicas-químicas
4.4.1. Uso de radiaciones 36
4.4.2. Uso de calor 37
4.4.3. Uso de insecticidas 37
4.4.4. Uso de solventes 38
4.4.5. Uso de enzimas y microorganismos 39
4.4.6. Uso de agentes químicos reactivos
a) Ácidos 42
b) Álcalis 44
c) Agentes oxidantes 47
d) Agentes reductores 48
4.4.7. Uso substancias inertes
a) Carbón activado 49
b) Arcillas 49
c) Polimeros de pirrolidona 43
IV.- APLICACIONES INDUSTRIALES
1. Patentes 57
2. Industrias de tratamiento 58
3. Aditivos 58
V.- CONCLUSIONES 60
VI.- BIBLIOGRAFÍA 64
INTRODUCCIÓN
La producción de alimentos está condicionada más que ninguna otra cadena productiva por la demanda continuada y en aumento constante.
Los alimentos más nobles son consumidos progresivamente en mayor porcentaje por la especie humana y por tanto nuevas fuentes de alimentos y subproductos van siendo cada vez más frecuentes en la alimentación animal.
El alargamiento geográfico y temporal de la cadena productiva, el incremento cuantitativo de productos y procesos de manipulación aumentan las posibilidades de introducción en esta cadena de elementos indeseables entre las que se encuentran las micotoxinas derivadas de la contaminación fúngica.
La prevención y la eliminación de la contaminación por micotoxinas requiere previamente el conocimiento de cuales, entre tantas, son las de mayor incidencia para pasar posteriormente al estudio de su biosíntesis y fundamentalmente al estudio estructural de su molécula, puesto que ahí está la clave de su efecto tóxico y también la clave de su transformación en otra estructura o en un complejo sin efectos tóxicos.
Los efectos sanitarios y económicos derivados de la presencia de micotoxinas en los alimentos interesa cada vez más a la comunidad científica, a las empresas productoras de alimentos, a las autoridades responsables del sector y a los consumidores, lo que se traducirá en la adopción de medidas generales de prevención y detoxificación en un futuro próximo.
Los métodos de detección, el diseño de equipos para el tratamiento de materiales contaminados y la utilización de aditivos alimentarios junto con la mejora de introducción de nuevas prácticas en la producción agrícola y ganadera constituyen las principales medidas de prevención y detoxificación de que actualmente se dispone o que se añadirán en el futuro gracias a una fuerte innovación originada por el interés en la lucha contra los metabolitos fúngicos presentes en los alimentos humanos y animales.
I. – TÓXICOS FÚNGICOS: Función, incidencia en los alimentos, estructura química y grupos reactivos.
Los hongos constituyen eslabones naturales en los procesos degradativos de la materia orgánica de origen vegetal y animal. La necesidad de adaptación ha producido innumerables cepas capaces de vivir sobre diversos sustratos en condiciones de temperatura, humedad y oxigenación muy diversas. En estos microorganismos también se ha desarrollado la capacidad de utilizar alternativamente diversas rutas metabólicas para obtener energía a partir de materia orgánica, adaptándose a las condiciones citadas.
Sin embargo, los recientes avances en biotecnología nos indican que la actividad degradativa no es la única y que el metabolismo fúngico produce y sintetiza otras substancias cuya razón de ser debemos buscarla en la creación de reservorios de energía, lucha química contra los competidores del sustrato o el acceso a substancias nutritivas protegidas físicamente por alguna cutícula. Disponemos de diversos ejemplos en la bioproducción de lípidos, vitaminas, antibacterianos, acaricidas y enzimas.
Continuando con el razonamiento debemos considerar también que así como las substancias de degradación no deben poseer ninguna cualidad especial, por el contrario aquellas moléculas sintetizadas con alguna finalidad concreta se habrán seleccionado naturalmente para que posean las características de estabilidad que les permita cumplirla.
Así podemos comparar el conjunto de la biomasa compuesta por hongos, junto a bacterias, con un gran laboratorio de síntesis que produce sustancias de degradación o de biosíntesis. Entre estas últimas se encuentran moléculas favorecedoras de los procesos naturales, pero también otras que de forma intencionada o circunstancialmente son tóxicas para microorganismos, vegetales y animales.
El conocimiento de las sustancias tóxicas, de origen fúngico, presentes en los alimentos de consumo humano y animal, constituye un área de gran interés por los daños sanitarios y económicos así como por el aumento de los procesos tóxicos atribuibles a la presencia de dichas sustancias.
Dado el elevado número de metabolitos tóxicos de origen bacteriano o fúngico, realizaremos una selección previa en base a su porcentaje de incidencia. A continuación es necesario el estudio detallado de sus estructuras químicas, puesto que de ellas derivan las condiciones estabilidad, afinidad química y en general el conocimiento de los mecanismos a poner en marcha para su detoxificación o absorción.
Moreau, en su publicación cita casi doscientos hongos responsables de toxicosis, ocho síndromes predominantes y veintiséis toxinas relacionadas con los mismos. A pesar de que esta cantidad de hongos y toxinas supone una notable reducción, sobre el total de hongos y moléculas descritos es un campo todavía muy amplio y se hace necesario concretar. Para ello hemos recopilado la información de varios autores que han estudiado las contaminaciones reales en materias primas y alimentos humanos y animales.
Según Domínguez, durante el período 1986-1990, los análisis de materias primas presentan los siguientes resultados:
M. primas exentas de contaminación detectable 75,69 %
M. primas contaminadas con una micotoxina 25,31 %
M. primas contaminadas con más de una micotoxina 1,76 %
Por lo que respecta a análisis de alimentos humanos existen datos parciales sobre algunas micotoxinas. Respecto a aflatoxina B1, Gelda (1977), señala que en Canadá el 95,9% de los alimentos la contienen en cantidades de 0,005 ppm. Y que el 0,4% supera el contenido de 0,025 ppm, Boutrif (1977) en Túnez indica que el 1,3% contiene menos de 0,002 ppm y el 9% supera el contenido de 0,02 ppm.
Boutriff (1977) indica que en Túnez 0,8% de las muestras de leche contienen 0,0106 ppm de aflatoxina M1 y Frank (1977) indica que en Alemania el 50% de las muestras de manzanas y peras contenían patulina.
En cuanto a los alimentos animales Domínguez señala entre 1986-1990 los siguientes datos:
Alimentos exentos de contaminación detectable 75,74 %
Alimentos contaminados con una micotoxina 24,26 %
Alimentos contaminados con más de una micotoxina 0,98 %
Datos parciales de Juszkiewicz (1977) en Polonia, indican que el 3% de los piensos contienen sterigmatocistina, el 51% contienen entre 0,05 y 0,2 ppm. de aflatoxina B1 y el 16% contienen entre 0,05 – 0,2 ppm de ocratoxina A.
|
DEOXINIVALENOL |
|||||
|
|
|
|
|
Porcentaje |
Cont. ppm |
|
Materias Primas |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Trigo |
Lepschy |
1987 |
Bavaria |
87% |
3,96-43,8 |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Maíz |
Hussein |
1989 |
N. Zelanda |
55% |
Menor de 1 |
|
|
Balzer |
1975 |
Yugoslavia |
– |
– |
|
|
Collet |
1977 |
Francia |
– |
– |
|
|
Sabino |
85-86 |
Brasil |
– |
– |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Cebada |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Sorgo |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Piensos |
Juszkiewicz |
1977 |
Polonia |
– |
– |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Piensos porcino |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Piensos aves |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
ZEARALENONA |
|||||
|
|
|
|
|
Porcentaje |
Cont. ppm |
|
Materias Primas |
Domínguez |
86-90 |
España |
1,8% |
Mayor 0,24 |
|
Trigo |
Lepschy |
1987 |
Bavaria |
58% |
1560 |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
Mayor 0,24 |
|
Maíz |
Hussein |
1989 |
N. Zelanda |
75% |
0,1-16 |
|
|
Balzer |
1975 |
Yugoslavia |
2,5% |
0,043-10 |
|
|
Collet |
1977 |
Francia |
82,5% |
175 |
|
|
Sabino |
85-86 |
Brasil |
4,5% |
0,65-9,83 |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
1,14% |
Mayor 0,24 |
|
Cebada |
Domínguez |
86-90 |
España |
5% |
Mayor 0,24 |
|
Sorgo |
Domínguez |
86-90 |
España |
5,8% |
Mayor 0,24 |
|
Piensos |
Juszkiewicz |
1977 |
Polonia |
7% |
Mayor 0,24 |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
1,48% |
Mayor 0,24 |
|
Piensos porcino |
Domínguez |
86-90 |
España |
1,56 |
Mayor 0,24 |
|
Piensos aves |
Domínguez |
86-90 |
España |
3,55 |
Mayor 0,24 |
|
NIVELANOL |
|||||
|
|
|
|
|
Porcentaje |
Cont. ppm |
|
Materias Primas |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Trigo |
Lepschy |
1987 |
Bavaria |
20% |
0,29-0,4 |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Maíz |
Hussein |
1989 |
N. Zelanda |
– |
– |
|
|
Balzer |
1975 |
Yugoslavia |
– |
– |
|
|
Collet |
1977 |
Francia |
– |
– |
|
|
Sabino |
85-86 |
Brasil |
– |
– |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Cebada |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Sorgo |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Piensos |
Juszkiewicz |
1977 |
Polonia |
– |
– |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Piensos porcino |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Piensos aves |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
TOXINA T – 2 |
|||||
|
|
|
|
|
Porcentaje |
Cont. ppm |
|
Materias Primas |
Domínguez |
86-90 |
España |
1,2% |
Mayor 0,64 |
|
Trigo |
Lepschy |
1987 |
Bavaria |
38% |
0,005-0,6 |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Maíz |
Hussein |
1989 |
N. Zelanda |
65% |
Menor de 1 |
|
|
Balzer |
1975 |
Yugoslavia |
– |
– |
|
|
Collet |
1977 |
Francia |
– |
– |
|
|
Sabino |
85-86 |
Brasil |
– |
– |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
1,18% |
Mayor 0,64 |
|
Cebada |
Domínguez |
86-90 |
España |
2% |
– |
|
Sorgo |
Domínguez |
86-90 |
España |
4,91% |
Mayor 0,64 |
|
Piensos |
Juszkiewicz |
1977 |
Polonia |
– |
– |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Piensos porcino |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Piensos aves |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
DIACETOXISCIRPENOL |
|||||
|
|
|
|
|
Porcentaje |
Cont. ppm |
|
Materias Primas |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Trigo |
Lepschy |
1987 |
Bavaria |
– |
– |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Maíz |
Hussein |
1989 |
N. Zelanda |
30% |
Menor de 1 |
|
|
Balzer |
1975 |
Yugoslavia |
– |
– |
|
|
Collet |
1977 |
Francia |
– |
– |
|
|
Sabino |
85-86 |
Brasil |
– |
– |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Cebada |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Sorgo |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Piensos |
Juszkiewicz |
1977 |
Polonia |
– |
– |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Piensos porcino |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Piensos aves |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
B 1 |
|||||
|
|
|
|
|
Porcentaje |
Cont. ppm |
|
Materias Primas |
|
|
|
3,01 |
Mayor 0,004 |
|
Maíz |
Domínguez |
86-90 |
España |
3,4 % |
Mayor 0,004 |
|
|
Sabino |
85-86 |
Brasil |
12% |
0,01-0,9 |
|
|
Balzer |
1975 |
Yugoslavia |
– |
– |
|
|
Collet |
1977 |
Francia |
2,6 % |
Menor 0,01 |
|
Germen Maíz |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Torta cacahuete |
Vaidya |
1988 |
India |
100% |
0,009-3,45 |
|
Gluten Maíz |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Cebada |
Domínguez |
86-90 |
España |
7% |
Mayor 0,004 |
|
Colza |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Torta algodón |
Vaidya |
1988 |
India |
43% |
0,036-0,714 |
|
Girasol |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Mandioca |
Domínguez |
86-90 |
España |
2,9% |
Mayor 0,004 |
|
Sesamo |
Vaidya |
1988 |
India |
14% |
0,025-0,134 |
|
Soja |
Domínguez |
86-90 |
España |
4,76% |
Mayor 0,004 |
|
Sorgo |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Trigo |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Coco |
Vaidya |
1986 |
India |
36% |
0,033-0,066 |
|
Pistacho |
Boutrif |
1977 |
Tunez |
5,2 |
Menor 0,022 |
|
Cacahuete crudo |
Gelda |
1977 |
Canadá |
5,8 |
Mayor 0,025 |
|
Mantequilla cacahuete |
Gelda |
1977 |
Canadá |
0,1 |
Mayor 0,025 |
|
Cacahuete prensado |
Gelda |
1977 |
Canadá |
1,3 |
Mayor 0,025 |
|
Frutos secos |
Gelda |
1977 |
Canadá |
1,3 |
Mayor 0,025 |
|
Alimentos humanos |
Gelda |
1977 |
Canadá |
Menor 0,4 |
Mayor 0,025 |
|
|
|
|
|
Menor 95,9 |
Mayor 0,005 |
|
|
Fukal |
1989 |
Checoslovaquia |
50% |
Menor 0,002 |
|
|
|
|
|
9 % |
Mayor 0,02 |
|
|
Boutrif |
1977 |
Túnez |
1,3 % |
Menor 0,062 |
|
Alimentos animales |
Juszkiewicz |
1977 |
Polonia |
51% |
0,05-0,2 |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
2,97 % |
Mayor 0,004 |
|
P.cerdos gest-lact |
Domínguez |
86-90 |
España |
2,27 % |
Mayor 0,004 |
|
P.cerdos engorde |
Domínguez |
86-90 |
España |
4,68 % |
Mayor 0,004 |
|
P.codornices |
Domínguez |
86-90 |
España |
5,05% |
Mayor 0,004 |
|
P. avicultura |
Domínguez |
86-90 |
España |
1,88 % |
Mayor 0,004 |
|
P.rumiantes |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
P.conejos |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
B 2 |
|||||
|
|
|
|
|
Porcentaje |
Cont. ppm |
|
Materias Primas |
|
|
|
4,81 |
Mayor 0,004 |
|
Maíz |
Domínguez |
86-90 |
España |
8% |
Mayor 0,004 |
|
|
Sabino |
85-86 |
Brasil |
– |
– |
|
|
Balzer |
1975 |
Yugoslavia |
– |
– |
|
|
Collet |
1977 |
Francia |
– |
– |
|
Germen Maíz |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Torta cacahuete |
Vaidya |
1988 |
India |
– |
– |
|
Gluten Maíz |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Cebada |
Domínguez |
86-90 |
España |
6,81 % |
Mayor 0,004 |
|
Colza |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Torta algodón |
Vaidya |
1988 |
India |
– |
– |
|
Girasol |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Mandioca |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Sesamo |
Vaidya |
1988 |
India |
– |
– |
|
Soja |
Domínguez |
86-90 |
España |
14,28 % |
Mayor 0,004 |
|
Sorgo |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Trigo |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Coco |
Vaidya |
1986 |
India |
– |
– |
|
Pistacho |
Boutrif |
1977 |
Tunez |
– |
– |
|
Cacahuete crudo |
Gelda |
1977 |
Canadá |
– |
– |
|
Mantequilla cacahuete |
Gelda |
1977 |
Canadá |
– |
– |
|
Cacahuete prensado |
Gelda |
1977 |
Canadá |
– |
– |
|
Frutos secos |
Gelda |
1977 |
Canadá |
– |
– |
|
Alimentos humanos |
Gelda |
1977 |
Canadá |
– |
– |
|
|
Fukal |
1989 |
Checoslovaquia |
– |
– |
|
|
Boutrif |
1977 |
Túnez |
– |
– |
|
Alimentos animales |
Juszkiewicz |
1977 |
Polonia |
– |
– |
|
|
Domínguez |
86-90 |
España |
3,96 |
Mayor 0,004 |
|
P.cerdos gest-lact |
Domínguez |
86-90 |
España |
4,57 |
Mayor 0,004 |
|
P.cerdos engorde |
Domínguez |
86-90 |
España |
4,15 |
Mayor 0,004 |
|
P.codornices |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
P. avicultura |
Domínguez |
86-90 |
España |
1,42 |
Mayor 0,004 |
|
P.rumiantes |
Domínguez |
86-90 |
España |
15,38 |
Mayor 0,004 |
|
P.conejos |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
G 1 |
|||||
|
|
|
|
|
Porcentaje |
Cont. ppm |
|
Materias Primas |
|
|
|
1,5 |
Mayor 0,004 |
|
Maíz |
Domínguez |
86-90 |
España |
2,28 % |
Mayor 0,004 |
|
|
Sabino |
85-86 |
Brasil |
– |
– |
|
|
Balzer |
1975 |
Yugoslavia |
– |
– |
|
|
Collet |
1977 |
Francia |
– |
– |
|
Germen Maíz |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Torta cacahuete |
Vaidya |
1988 |
India |
– |
– |
|
Gluten Maíz |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Cebada |
Domínguez |
86-90 |
España |
5,11 |
Mayor 0,004 |
|
Colza |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Torta algodón |
Vaidya |
1988 |
India |
– |
– |
|
Girasol |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Mandioca |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Sesamo |
Vaidya |
1988 |
India |
– |
– |
|
Soja |
Domínguez |
86-90 |
España |
2,38 % |
Mayor 0,004 |
|
Sorgo |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
|
Trigo |
Domínguez |
86-90 |
España |
– |
– |
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Coco |
Vaidya |
1986 |
India |
– |
– |
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Pistacho |
Boutrif |
1977 |
Tunez |
– |
– |
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Cacahuete crudo |
Gelda |
1977 |
Canadá |
– |
– |
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Mantequilla cacahuete |
Gelda |
1977 |
Canadá |
– |
– |
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Cacahuete prensado |
Gelda |
1977 |
Canadá |
– |
– |
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Frutos secos |
Gelda |
1977 |
Canadá |
– |
– |
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Alimentos humanos |
Gelda |
1977 |
Canadá |
– |
– |
