Las micotoxinas afectan a la salud y el rendimiento de los animales, así como a la calidad y seguridad de los productos, por lo que es esencial encontrar métodos eficaces para controlarlas en los piensos. En este artículo se analizarán diversos enfoques físicos, químicos y biológicos desarrollados para la detoxificación de micotoxinas en piensos para ganado.
Las micotoxinas son metabolitos secundarios de diversas especies de hongos que causan toxicidad crónica o aguda en el ganado. La aflatoxina, el deoxinivalenol, la zearalenona y la fumonisina son las principales micotoxinas que contaminan piensos como el maíz, la cebada, el trigo, los cacahuetes, los guisantes, las nueces, el mijo, el forraje y sus subproductos. La aflatoxina, producida principalmente por Aspergillus, presenta características hepatotóxicas, inmunotóxicas, mutagénicas, carcinogénicas y teratogénicas en muchas especies animales. El deoxinivalenol, la zearalenona y la fumonisina son producidos principalmente por el moho Fusarium. El deoxinivalenol provoca anorexia, vómitos y pone en peligro las funciones intestinales e inmunitarias de distintos animales al inhibir la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas. La zearalenona compite con el estradiol por la unión del receptor de estrógenos y provoca trastornos de la fertilidad y la reproducción en los animales. La fumonisina induce hepatotoxicidad, neurotoxicidad, nefrotoxicidad, inmunotoxicidad, toxicidad para el desarrollo y cáncer en animales.
Métodos físicos de descontaminación de micotoxinas
Las técnicas físicas para descontaminar las micotoxinas incluyen la clasificación y separación, el lavado y la extracción con disolventes, el tratamiento térmico, la irradiación y la adsorción (Tabla 1).
Clasificación y separación
Generalmente, las micotoxinas aparecen en las partes enmohecidas, rotas y descoloridas de los granos. Además, las micotoxinas no están distribuidas uniformemente en los granos y el peso específico de los cereales contaminados con micotoxinas es relativamente inferior. Por lo tanto, se pueden aplicar técnicas de tamizado, aspiración, separación por gravedad, separación fotoeléctrica y procesamiento de imágenes para aislar los piensos contaminados con micotoxinas. Métodos como la flotación, el descascarillado y la clasificación manual se utilizan para eliminar las aflatoxinas, los tricotecenos y las fumonisinas del maíz blanco descascarillado. Los métodos de aspiración y separación por gravedad pueden reducir el deoxinivalenol en el trigo. Además, la espectroscopia de infrarrojo cercano y las estrategias de clasificación visual óptica detectan los granos mohosos de maíz y trigo con un nivel de precisión superior al 92%.
Lavado y extracción con disolventes
Otra técnica de descontaminación de micotoxinas es el lavado con agua o la extracción con disolventes orgánicos como metanol, etanol, hexano, acetonitrilo, isopropanol y acetona acuosa. La flotación y el lavado con agua aíslan las aflatoxinas, los tricotecenos, la zearalenona y las fumonisinas de los granos. Además, la flotación y el lavado con una solución acuosa compuesta de cloruro sódico, sacarosa y carbonato sódico mejora la tasa de eliminación de las fumonisinas del maíz y el trigo. Por otra parte, el hexano-acetona acuosa-agua y el dimetil éter eliminan más aflatoxinas en los cultivos oleaginosos.
Tratamiento térmico
La eficacia del tratamiento térmico para la descontaminación de micotoxinas en piensos para ganado depende de la estructura química y la concentración de micotoxinas, la temperatura, la duración, el contenido de humedad, el pH y la concentración iónica durante el proceso de calentamiento. La aflatoxina, el deoxinivalenol, la zearalenona y la fumonisina son compuestos termoestables, por lo que su eliminación mediante un tratamiento térmico convencional es todo un reto. El tratamiento hidrotérmico convencional descompone la aflatoxina en el arroz y el calentamiento a presión degrada la aflatoxina en el polvo de cacahuete húmedo.
Irradiación
La irradiación elimina las micotoxinas de los piensos mediante la inducción de efectos físicos, químicos y biológicos, y se clasifica en radiación ionizante y no ionizante. La radiación ionizante incluye los rayos X, los rayos gamma y los haces de electrones, y la radiación no ionizante incluye los rayos ultravioleta, los infrarrojos y las microondas. La aflatoxina puede reducirse en los cereales mediante rayos gamma, haces de electrones, rayos ultravioleta y microondas. El deoxinivalenol puede descomponerse en los piensos mediante rayos gamma, haces de electrones y rayos ultravioleta. La zearalenona puede descontaminarse mediante rayos gamma y rayos ultravioleta en los cereales. La fumonisina puede inactivarse mediante rayos gamma, haz de electrones y microondas en los piensos. La eficacia de descomposición de la irradiación depende de la variación de las dosis y el tiempo de irradiación, así como de la forma y la composición de los piensos.
Adsorción
Los absorbentes de adsorción crean un complejo con las micotoxinas, impidiendo así el paso de las micotoxinas del tracto intestinal a la sangre y los órganos de los animales. Un absorbente de micotoxinas adecuado tiene una alta capacidad de adsorción contra las micotoxinas con baja hidrofobicidad, baja unión no específica a los nutrientes, alta seguridad, estabilidad y palatabilidad. Los minerales arcillosos como la bentonita, la illita, la zeolita y el caolín son eficaces para eliminar las aflatoxinas de los piensos. La zeolita, la arcilla bentonita y la bentonita sódica disminuyen los residuos de fumonisina en el hígado, la carne y el huevo de los pollos de engorde. La suplementación con maifanita elimina los residuos de zearalenona en el hígado y el músculo de los cerdos.
Métodos químicos de descontaminación de micotoxinas
Las técnicas químicas rompen la estructura de las micotoxinas y producen productos poco tóxicos o no tóxicos. Estas técnicas incluyen tratamientos alcalinos y con ozono(Tabla 2).
Tratamiento alcalino
Los productos químicos alcalinos, como el amoníaco, el hidróxido de sodio, el hidróxido de potasio y el carbonato de sodio, se utilizan para la destrucción de diversas micotoxinas en piensos enmohecidos. Los tratamientos con amoniaco y sales de hidróxido eliminan la fumonisina de diversos cereales. Los tratamientos con carbonato sódico y sales de hidróxido disminuyen el deoxinivalenol en distintos piensos.
Tratamiento con ozono
El tratamiento con agentes oxidantes de micotoxinas altera la estructura molecular de las micotoxinas. El ozono, el peróxido de hidrógeno, el hipoclorito sódico y cálcico y el cloro son los oxidantes más comunes. El ozono degrada la aflatoxina y la fumonisina de la harina de maíz, algodón y cacahuete y elimina el deoxinivalenol del maíz y el trigo. Aunque este tratamiento consigue buenos resultados en la reducción de la concentración de micotoxinas, puede alterar la composición física y química de los piensos.
Métodos biológicos de descontaminación de micotoxinas
El método de detoxificación basado en la biología es una estrategia eficaz y respetuosa con el medio ambiente de biodegradación de micotoxinas por microorganismos o enzimas. En este método, el grupo tóxico de las moléculas de micotoxinas es descompuesto y destruido por los metabolitos secundarios producidos por los microorganismos o por sus enzimas intracelulares y extracelulares secretadas, al tiempo que se producen productos de degradación no tóxicos o menos tóxicos. La biodegradación de las micotoxinas preserva las características nutritivas y sensoriales, como el color y el sabor, sin que intervengan sustancias químicas nocivas.
Microorganismos
Cepas fúngicas y bacterianas como Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus niger, Nocardia corynebacterioides, Flavobacterium aurantiacum y Bacillus degradan la fumonisina. Bacillus subtilis y Bacillus natto disminuyen la concentración de deoxinivalenol y zearalenona en los piensos.
Enzimas
El cribado de enzimas procedentes de microorganismos resuelve el problema de la secreción de metabolitos nocivos. Las principales enzimas fúngicas con actividad de degradación frente a la fumonisina son la lacasa, la oxidasa y la peroxidasa. Además, peroxidasas como la manganeso peroxidasa y la lignina peroxidasa degradan el deoxinivalenol. Además, la lacasa es una oxidasa que contiene cobre con un alto potencial para degradar micotoxinas termoestables como la zearalenona.
Hay que investigar más
La presencia de micotoxinas en los piensos para el ganado es motivo de gran preocupación para la salud pública y animal en todo el mundo. Para reducir la contaminación por micotoxinas se aplican diversas estrategias físicas, químicas y biológicas con sus propias ventajas e inconvenientes. La desintoxicación física incluye la clasificación y separación, el lavado y la extracción con disolventes, el tratamiento térmico, la irradiación y la adsorción. Los tratamientos químicos comprenden bases y agentes oxidantes, y los métodos de detoxificación biológica utilizan microorganismos y enzimas. Sin embargo, teniendo en cuenta la creciente concienciación sobre la protección del medio ambiente y la seguridad alimentaria, es necesario seguir investigando para encontrar más tecnologías ecológicas e innovadoras para controlar la contaminación por micotoxinas.
El artículo se basa en el trabajo de investigación «Remediation stratergies for mycotoxin control in feed» (Estrategias de remediación para el control de micotoxinas en piensos) de Liu et al. El artículo completo está disponible en Journal of Animal Science and Biotechnology. Volumen 13, 2022.
