En un estudio publicado recientemente, los investigadores descubrieron que los extractos de sustrato de hongos gastados inhiben el crecimiento de Fusarium graminearum (el hongo que produce la micotoxina deoxinivalenol (DON)). Sus conclusiones describen cómo los extractos degradan el DON en los piensos y en el tracto gastrointestinal de cerdos y aves de corral, en una configuración de simulación.
El DON es responsable de una de las contaminaciones más graves en los piensos e ingredientes. Entre otros hongos, el DON es producido por el hongo Fusarium graminearum, y los cereales más afectados por este hongo son el trigo, la cebada, la avena y el maíz, lo que supone una amenaza para la salud animal y humana.
El sustrato de hongos gastado se define como el sustrato gastado (medio de cultivo) y todos los residuos de hongos resultantes de la cosecha de los cuerpos de los frutos de los hongos en las instalaciones de cultivo. Se sabe poco sobre la degradabilidad del DON por los extractos del sustrato de hongos gastados (Flammulinavelutipes) (manganeso peroxidasa y lignina peroxidasa). La Flammulina velutipes, también conocida como «velvet shank», es una especie de seta comestible.
Montaje del estudio
Los efectos de dos extractos (manganeso peroxidasa (MnP) y lignina peroxidasa (LiP)) del sustrato de hongos gastados(Flammulina velutipes) fueron probados en su capacidad para inhibir la producción de DON y el crecimiento de los hongos productores de DON F. graminearum
KR1 en un montaje in vitro. La degradabilidad del DON en el GIT simulado de cerdos y aves de corral también se determinó sólo para el extracto de lignina peroxidasa ya que se encontró, en una prueba previa, que el tratamiento LiP tiene un mejor efecto antifúngico que el tratamiento MnP y no se observó ninguna diferencia significativa entre los tratamientos MnP y LiP en la reducción de la producción de DON. Para la simulación, se utilizaron diferentes concentraciones de DON para los alimentos de cerdos (1 mg/kg) y de aves de corral (5 mg/kg). 180 g de piensos para cerdos y aves de corral, cada uno con una concentración de DON de 0,5 mg/kg de DON, fueron premezclados con polvo de LiP (50 U/g) antes de ser mezclados con el medio que imitaba las condiciones estomacales e intestinales (pH y tiempo) para cerdos y aves de corral
Micotoxinas en productos animales
Según los investigadores, el paso de las micotoxinas o sus metabolitos a los productos animales a través de la dieta contaminada es una cuestión de gran importancia para los consumidores, y el mercado: «Existe una variación en la deposición tisular de las micotoxinas entre los animales de granja que se atribuye a las diferencias en su absorción y metabolismo. En general, la acumulación de micotoxinas y sus metabolitos en los tejidos musculares de los animales es baja, a menudo por debajo de los límites de detección, debido a su intenso metabolismo en el hígado. Sin embargo, la sangre, el riñón y el hígado contienen niveles más altos de micotoxinas y sus metabolitos que los músculos y el tejido adiposo. En consecuencia, debe prestarse especial atención si se consumen estos despojos», afirman
Resultados del estudio
Inhibición del crecimiento de F. graminearum
La tasa de inhibición de F. graminearum con el tratamiento con LiP fue significativamente mayor que con el tratamiento con MnP. Las tasas de inhibición de F. graminearum tras los tratamientos con MnP y LiP durante 7 días fueron del 23,7% y del 74,7%, respectivamente. El examen microscópico reveló que el tratamiento con LiP indujo marcados cambios en la morfología del hongo, provocando un significativo colapso y ruptura de las hifas (filamentos). La pared celular de los hongos se compone de glucano y quitina que desempeñan papeles esenciales en varias funciones biológicas, incluyendo el mantenimiento de la resistencia física de las paredes celulares. En el presente estudio, la actividad de la quitinasa aumentó en los tratamientos MnP y LiP en comparación con el tratamiento de control. La inhibición del crecimiento observada se atribuyó a la pérdida de la actividad quitina sintasa en F. graminearum que, a su vez, compromete el crecimiento, el desarrollo y la patogenicidad del hongo.
Reducción de la producción de DON
Cuando el cultivo de F. graminearum fue tratado con MnP y LiP a 50 U/mL durante 7 días, no se detectó la producción de DON en ninguno de los dos tratamientos (el límite de detección fue de 100 µg/kg), mientras que el tratamiento de control produjo 9 mg/kg de DON. La disminución se atribuyó a la capacidad de inhibición de las dos peroxidasas sobre el crecimiento de F. graminearum que, a su vez, minimizan la producción de DON
Figura 1 – Degradabilidad (línea) y concentración residual (barra) de DON tras el tratamiento con LiP en el GIT de cerdo simulado.
Degradabilidad del DON en el tracto gastrointestinal simulado de cerdos y aves de corral
Debido a que el tratamiento con LiP mostró un mejor efecto antifúngico que el tratamiento con MnP y no se observó ninguna diferencia significativa entre los tratamientos con MnP y LiP en la reducción de la producción de DON, sólo se seleccionó el tratamiento con LiP para los ensayos de simulación del intestino delgado de cerdos y aves de corral. Para la simulación de las condiciones del estómago del cerdo (pH 2,5) durante 5 horas, la degradabilidad del DON (a 1 mg/kg) fue del 83,3%, bajo las condiciones simuladas del intestino delgado del cerdo (pH 6,5) la degradabilidad fue del 85,1%. Apenas hubo degradación de DON en los grupos de control(Figura 1). Bajo la condición de cultivo de aves de corral y estómago glandular simulado (pH 4,5), la degradabilidad de DON (5 mg / kg) después del tratamiento LiP fue del 39,8%, en las condiciones de molleja simulada (pH 2,5), la degradabilidad fue del 36,5% y bajo la condición de intestino delgado simulado (pH 6,5), la degradabilidad fue del 67,2%. Estos porcentajes de degradabilidad fueron significativamente superiores a los de los grupos de control(Figura 2).
Figura 2 – Degradabilidad (línea) y concentración residual (barra) de DON en los grupos de control y de tratamiento con LiP en el GIT de las aves de corral
simulaciones.
El siguiente paso
Además de las aplicaciones potenciales de la manganeso peroxidasa y la lignina peroxidasa, los investigadores destacaron que sus resultados ofrecen un procedimiento simplificado para convertir el sustrato de hongos desechado en un valioso subproducto de la industria de los hongos de una manera respetuosa con el medio ambiente. Afirmaron que vale la pena mencionar que la MnP y la LiP podrían desarrollarse como agentes antifúngicos y aditivos alimentarios o de piensos que degraden el DON para evitar las pérdidas económicas por micotoxinas. Sin embargo, destacaron la necesidad de establecer primero los niveles de toxicidad o citotoxicidad tanto del MnP como del LiP, así como de sus metabolitos después de la digestión enzimática para la seguridad de los animales y los seres humanos. Se hizo hincapié en el uso de soportes adecuados para aumentar la estabilidad de los extractos durante el almacenamiento.
El artículo se basa en el trabajo de investigación The Potential of Peroxidases Extracted from the Spent Mushroom (Flammulina velutipes) Substrate Significantly Degrade Mycotoxin Deoxynivalenol (El potencial de las peroxidasas extraídas del sustrato de los hongos gastados (Flammulina velutipes)), escrito por Ko-Hua Tso, Chompunut Lumsangkul, Jyh-Cherng Ju, Yang-Kwang Fan y Hsin-I Chiang. El artículo completo puede consultarse en la revista Toxins 2021.
