El impacto global de las micotoxinas es un problema constante de seguridad de los alimentos y los piensos, que crea peligros que provocan pérdidas económicas en la producción de animales de granja. Para contrarrestar este problema se han desarrollado estrategias eficaces de descontaminación, siendo los métodos más utilizados la adición de destoxificadores de micotoxinas a los piensos. Como parte de este proceso, las micotoxinas se unen físicamente mediante un agente aglutinante que disminuye la absorción gastrointestinal de las toxinas. Además de su eficacia como postbióticos, con efectos probióticos sobre la microbiota y la inmunidad, las paredes celulares de la levadura (YCW) son ampliamente utilizadas por la industria de la alimentación animal como adsorbentes de micotoxinas. Varios estudios han demostrado que la mayoría de las JOC, cuando se prueban in vitro, muestran efectos evidentes de reducción de micotoxinas, pero con diferentes niveles de consistencia. Por lo tanto, nos centramos en el mecanismo de adsorción de micotoxinas y en lo que hace que la JOC sea un adsorbente eficaz de micotoxinas

Mecanismo de adsorción de micotoxinas

El mecanismo de interacción entre las levaduras y las micotoxinas es complejo y está determinado por la estructura y la composición de sus respectivas paredes celulares. La pared celular de una levadura está compuesta por manoproteínas, β1.3 y β1.6 glucanos, y una pequeña cantidad de quitina, creando una estructura en capas de unos 100-200 nm de grosor. La capa exterior de glicoproteínas sobresale de la capa interior. Ésta está formada por β-glucanos unidos a quitina y manoproteínas para crear una estructura de red fibrosa. La composición de la pared y el grado de reticulación son muy variables, dependiendo de las condiciones de crecimiento y de la cepa de levadura seleccionada

Los estudios sobre el papel que desempeñan estos componentes químicos en la formación de complejos entre las levaduras y las micotoxinas han demostrado que no sólo los β-glucanos, sino también algunas manoproteínas y algunas proteínas, participan en la unión a las micotoxinas. También se ha identificado que las fuerzas interactivas entre las micotoxinas y las levaduras implican interacciones tanto hidrofóbicas como electrostáticas con enlaces débiles de hidrógeno y van der Waals. De este modo, las paredes celulares presentan numerosos centros de adsorción diferentes y de fácil acceso para las micotoxinas

Otra característica importante de la adsorción de micotoxinas se refiere a la estructura física del adsorbente, es decir, la distribución total de la carga, las dimensiones de los poros y la superficie disponible. Varios estudios han destacado la importancia del grosor de la pared celular de la levadura para la adsorción de micotoxinas. Lo más importante es que la interacción entre los componentes químicos y la estructura de la JOC influye en la estructura tridimensional de la misma. Esto parece ser un parámetro crítico en el proceso de adsorción. Por otra parte, las micotoxinas adsorbidas tienen un papel importante en relación con aspectos como la polaridad, la solubilidad, la forma y la distribución de la carga

No todas las JOCs son iguales

La composición y la estructura de la JOC son muy variables. Por ello, su capacidad de adsorción de micotoxinas está muy influenciada por la naturaleza, el método y el medio de la cepa seleccionada, tal como se utiliza para la producción de biomasa y para el secado después de la cosecha

La fermentación de la levadura seleccionada (fuente de carbono, disponibilidad de nutrientes y oxígeno, pH, temperatura, …) influye en gran medida en la composición de la JOC y en su estructura (grado de ramificación, longitud de las cadenas de β-glucanos, etc.), afectando así a su estructura tridimensional. La especie de levadura seleccionada, e incluso las cepas de levadura individuales que se utilizan, afectan a la composición de los PCS.

Tradicionalmente, las levaduras usadas procedentes de cervecerías, destilerías y plantas de producción de bioetanol se han utilizado como materia prima para producir JCA para la alimentación animal. El aspecto negativo de este enfoque es que estas JOC son subproductos de un proceso previamente completado y a menudo difieren mucho de un lote a otro. Los modernos procesos de cribado específicos permiten seleccionar la JOC en función de su alta capacidad de adsorción y afinidad por las micotoxinas, todo ello producido a partir de un cultivo primario. Además, las JOC que se obtienen por autolisis o hidrólisis en dos procesos tendrán consecuencias diferentes en cuanto a la estructura de la pared celular.

La lucha contra la zearalenona y la ocratoxina A

El análisis in vitro de la adsorción de micotoxinas es una herramienta muy útil para el cribado rápido y la identificación de agentes que puedan tener potencial de secuestro de micotoxinas. Los métodos existentes van desde los estudios de concentración única y los estudios de isotermas hasta montajes más complejos, como los modelos del tracto gastrointestinal. Sin embargo, la mejor manera de evaluar los adsorbentes de micotoxinas es con experimentos in vivo, utilizando marcadores biológicos específicos, como residuos tisulares o cambios en los parámetros bioquímicos

El Safwall se produce a partir de una levadura de panadería primaria que ha sido desarrollada específicamente para la adsorción de micotoxinas, con pruebas realizadas según el proceso descrito anteriormente

El cuadro 1 resume los diferentes experimentos realizados para demostrar la eficacia del producto en la reducción de la exposición a la Zearalenona (ZEA) y, por consiguiente, los efectos tóxicos de la ZEA en los animales

• En el primer experimento, que implicaba una concentración única o un estudio isotérmico, la Safwall unía el 80% de la ZEA a pH7
• En el segundo experimento, se comprobó la estabilidad del complejo Safwall-ZEA en condiciones que simulaban un entorno gastrointestinal (GIT). El complejo resultó ser estable en soluciones de pepsina y pancreatina, permaneciendo ligado en un 78% tras 2 horas de incubación a pH 2,5, seguidas de 4 horas de incubación a pH 6,5
• El tercer experimento consistió en un estudio toxicocinético de la ZEA y de su metabolito β-Zearalenol, tras la administración a pollos de engorde de la ZEA y del YCW en bolo oral. Aquí, el producto fue capaz de reducir la biodisponibilidad de las toxinas en un 90%. En el último experimento, en el que se administró a las cerdas jóvenes un pienso contaminado con ZEA de forma natural, la adición de Safwall a la dieta dio lugar a la reversión de los cambios inducidos por la ZEA en los parámetros de los órganos genitales (tamaño de la vulva y peso de los órganos reproductores), así como a la reducción de los niveles de ZEA, α-ZEL y β-ZEL en el hígado. Del mismo modo, el producto demostró ser eficaz en la unión de la ocratoxina A

Conclusión

Safwall es una estrategia ecológica y biosegura para eliminar las micotoxinas en los piensos. El producto es compatible con otros adsorbentes y con todo tipo de piensos, sea cual sea el proceso. Su eficacia para reducir la exposición de los animales a la ZEA y sus efectos tóxicos se ha demostrado in vitro e in vivo. Además, la JOC puede tener otras funciones positivas, como la fijación de patógenos y la mejora de la inmunidad de los animales, lo que ayuda indirectamente a controlar los peligros de las micotoxinas

Referencias disponibles a petición.