Toxinas Biológicas – Aflatoxinas
Identificación del peligro
¿Qué son las aflatoxinas?
Las aflatoxinas son un grupo de metabolitos tóxicos similares químicamente (Micotoxinas) producidas por ciertos hongos del género Aspergillus que crecen en un cierto número de productos alimenticios. Son compuestos altamente tóxicos y pueden causar toxicidad tanto aguda como crónica en los humanos y muchos otros animales. Su importancia fue establecida por vez primera en 1960 cuando 100000 pavos y otras aves en el Reino Unido murieron en un solo evento. La causa de ello fue rastreada eventualmente hasta un contaminante tóxico en el harina de cacahuate utilizada en el alimento de las aves. Posteriormente, a este contaminante se le nombró como aflatoxina.
Las aflatoxinas consisten de 20 compuestos similares pertenecientes a un grupo llamado difuranocoumrins, pero solo cuatro son encontrados de forma natural en los alimentos. Estos son las aflatoxinas B1, B2, G1 y G2. La aflatoxina B1 es la más común en los alimentos, y es también la más tóxica. Cuando el ganado lactante y otros animales la ingieren en alimentos contaminados, pueden formarse metabolitos tóxicos y se pueden presentar en la leche. Estos metabolitos hidroxilados son las aflatoxinas M1 y M2, los cuales son importantes contaminantes potenciales en productos lácteos.
Ocurrencia en alimentos
Las aflatoxinas pueden estar presentes en un amplio rango de productos alimenticios, particularmente cereales, aceites vegetales, especias y nueces de árbol. El maíz, cacahuates(Como los cacahuates), pistaches, , chiles, pimienta negra, fruta seca e higos, son conocidos como alimentos con un potencial alto de peligro de estar contaminados con aflatoxinas, pero la toxina también ha sido detectada en muchos otros productos. La leche, queso y otros productos lácteos son también conocidos por tener un peligro de contaminación por aflatoxina M. Los niveles más altos son usualmente encontrados en productos de regiones cálidas donde se tiene una variación climática alta.
Es importante mencionar que, aunque es en alimentos primarios (Esto es, sin haber sido procesados) los que usualmente son contaminados con aflatoxinas por el crecimiento del hongo, estas toxinas son muy estables y pueden pasar a través de varios procesos. Por esta razón, son un problema en alimentos procesados, por ejemplo, en la mantequilla de cacahuate (También conocida como mantequilla de maní).
Caracterización del peligro
Efectos en la salud
A niveles altos de exposición, las aflatoxinas pueden causar una toxicidad aguda, y potencialmente la muerte, en los mamíferos, aves y peces, así como en los humanos. El hígado es el principal órgano afectado, pero se han encontrado también altos niveles de aflatoxinas en los pulmones, riñones, cerebros y corazones de los individuos que perecieron por una aflatoxicosis aguda. La necrosis y cirrosis agudas del hígado son típicas, junto con hemorragia y edema. Los valores LD50 (Dosis Letal) para animales varían entre 0.5 – 10 mg/Kg de masa corporal.
La toxicidad crónica es probablemente más importante desde el punto de vista de la inocuidad alimentaria. La aflatoxina B1 es un carcinógeno y mutágeno muy potente en muchos animales, y por lo tanto potencialmente en humanos, y el hígado es, de nueva cuenta, el principal órgano afectado. La ingestión de niveles bajos en un periodo largo, ha sido implicado en el cáncer primario de hígado, hepatitis crónica, ictericia, cirrosis y conversión o alteración de nutrientes. Las aflatoxinas juegan también un papel en otras condiciones, como el síndrome de Reye y Kwashiorkor (Condiciones de la infancia ligadas a la desnutrición). Es menos conocida la toxicidad crónica de las aflatoxinas G1 y M1, pero se cree que son carcinógenas, probablemente menos potentes que B1.
Es también poco conocido el nivel de exposición necesario de aflatoxinas para afectar la salud, especialmente en humanos, y la diagnosis de una toxicidad crónica es muy difícil. Existe un consenso generalmente aceptado de que el mejor enfoque es minimizar los niveles en todos los alimentos tanto como sea técnicamente posible y asumir que cualquier exposición es indeseable.
Incidencia y brotes
La incidencia de aflatoxicosis crónica en humanos es desconocida y casi imposible de estimar, puesto que los síntomas son difíciles de reconocer. Sin embargo el cáncer de hígado humano es muy común en las regiones del mundo donde la contaminación con aflatoxinas en los alimentos y puede existir una vinculación, aunque esto permanece sin ser comprobado.
La aflatoxicosis aguda humana es rara, especialmente en países desarrollados, donde los niveles de contaminación en los alimentos son controlados y monitoreados. Sin embargo, si se han documentado brotes en algunos países (De los conocidos como tercermundistas), donde el maíz y los cacahuates pueden ser parte importante de la dieta y donde el clima es el adecuado para un crecimiento rápido en las cosechas y en los almacenes.
Un brote notable ocurrió en la India en 1974 cuando casi 400 personas se enfermaron con fiebre e ictericia después de ingerir maíz contaminado con 0.25 – 15 mg/Kg de aflatoxina y más de 100 fallecieron. Al menos otras dos brotes han ocurrido en Kenia, la más reciente en 2004, cuando 317 personas fueron afectadas y 125 murieron.
Origen
Las aflatoxinas son producidas por al menos tres especies Aspergillus, las cuales son A. flavus, A. parasiticus, y la más rara A. nonius. Estos hongos son capaces de colonizar un amplio rango de campos de cultivo y en el almacenaje como patógeno no destructivo, y pueden crecer y producir aflatoxinas a bajos niveles de humedad (con una actividad de agua aproximada mínima de 0.82) y en un amplio rango de temperatura (13 – 37 °C).
Su crecimiento es fuertemente influenciado por el clima y, se encuentran en todo el mundo, son más comunes en las regiones tropicales con variaciones extremas de temperatura, lluvia y humedad. La invasión de A. flavus de campos de cultivo de cacahuates es conocida por ser favorecida por la sequía y los cultivos de maíz son vulnerables sin son dañados por plagas de insectos.
El crecimiento de los hongos y la producción de aflatoxinas durante el almacenaje de cosechas, es también importante, especialmente si el secado es inadecuado, o las condiciones de almacenaje permiten el acceso de insectos o plagas animales.
Estabilidad en alimentos
Las aflatoxinas son compuestos estables y sobreviven con pequeña degradación a relativamente altas temperaturas. Su estabilidad térmica es influenciada por otros factores, tales como el nivel de humedad y el pH, pero los procesos térmicos (Calentamiento o cocción) no pueden ser utilizados para destruir aflatoxinas. Por ejemplo, el tostado de café verde, a 180 °C por diez minutos, da una reducción de solo el 50% en el nivel de aflatoxina B1.
La estabilidad de aflatoxina M1 en los procesos de fermentación de leche ha sido estudiado y aunque ocurren pérdidas apreciables, se encuentran cantidades significativas de la toxina, tanto en queso como en yogurt.
Las aflatoxinas pueden ser destruidas por hidrólisis alcalina y ácida, y por la acción de agentes oxidantes. Sin embargo, en muchos casos, los subproductos resultantes también tienen un riesgo de toxicidad o no han sido identificados.
Opciones de control
La capacidad de los hongos productores de aflatoxinas para crecer en un amplio rango de productos alimenticios y la estabilidad de las aflatoxinas en los alimentos significa que el mejor control alcanzado es diseñar medidas para prevenir la contaminación de campos de cultivo y durante el almacenamiento, o la detección y remoción de material contaminado en la cadena de suministro de la cadena alimenticia.
Antes de la cosecha
El mejor control de aflatoxinas antes de la cosecha es alcanzado a través de las Buenas Prácticas de Agricultura (BPA, o GAP, por sus siglas en inglés), que incluyen medidas tales como:
• Preparación de la tierra, remoción del desperdicio de los cultivos, aplicación de fertilizantes y la rotación de cultivos.
• Uso de variedades de cultivos resistentes a hongos y a plagas.
• Control de plagas.
• Control de infección de hongos.
• Prevención de sequías.
• Cosechar cuando se tenga un nivel adecuado de humedad y de maduración.
Manejo y almacenamiento posterior a la cosecha
La medida de control más importante y efectivo, posterior a la cosecha es el control de humedad y por lo tanto, la actividad de agua del cultivo. Asegurando que los cultivos susceptibles sean cosechados a un nivel seguro de humedad, o secarlos a un nivel adecuado de manera inmediata después de la cosecha, es vital para prevenir el crecimiento de los hongos y la producción de aflatoxinas durante el almacenaje. Los niveles adecuados de humedad varían entre cultivos (Para el maíz es aproximadamente 14% a 20 °C, pero para los cacahuates es mucho menor, cerca del 7%). Estos niveles de humedad deben mantenerse durante el almacenaje y el transporte.
Es importante también asegurar que el contenido de humedad no varía mucho en un cultivo almacenado a granel. Pequeñas ‘manchas húmedas’ pueden desarrollar crecimiento microbiano y esos pueden extenderse a áreas vecinas. Insectos y plagas animales pueden también actuar como puntos focales para el crecimiento microbiano.
Descontaminación
La separación física de material contaminado puede ser una medida efectiva de reducción de niveles de aflatoxina en productos contaminados. Por ejemplo, la clasificación de color es frecuentemente utilizada para la remoción de cacahuates ‘hongueados’ de cargamentos a granel. La segregación por densidad, separación mecánica y la remoción de ‘finos’ y tamizado de embarques de nueces y granos, pueden ser medidas efectivas también.
Los métodos de descontaminación química han sido investigados, especialmente para material utilizado como forraje (Alimento animal), pero la mayoría de estos métodos son imprácticos, o producen subproductos tóxicos. Actualmente, un proceso de amoniación se ha mostrado como el más prometedor y ha sido utilizado de forma exitosa para la remoción de aflatoxinas de forraje en EEUU.
Se ha considerado también la descontaminación biológica, y una sola especie bacterial, Flavobacterium aurantiacum, ha demostrado que remueve la aflatoxina B1 de los cacahuates y el maíz.
Aunque se han investigado métodos de descontaminación para la aflatoxina M1 en leche y en productos lácteos, la mayoría no son prácticos para la industria láctea. El único control realmente efectivo es minimizar la contaminación de los materiales utilizados en el forraje utilizado para el ganado lechero.
Análisis
Muchos países monitorean los productos importados que son susceptibles a estar contaminados con aflatoxinas, como los pistaches, por muestreo y análisis. Se ha desarrollado un gran número de métodos analíticos basados en el TLC (Thin Layer Chromatography, Cromatografía en Capa Fina), HPLC (High Performance Liquid Chromatography, Cromatografía Líquida de Alto Desempeño), y ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, Ensayo por Inmunoabsorción Ligado a Enzimas) y también hay kits de resultados rápidos. Sin embargo, los hongos y las aflatoxinas en embarques de alimentos a granel tienden a ser altamente heterogéneos en su distribución y es esencial asegurar que el plan de muestreo sea adecuado para el monitoreo de los materiales importados.
En algunos productos, tal como los higos, las aflatoxinas fluorescen bajo la luz UV y este puede ser un método rápido de inspección.
Legislación
Cerca de 100 países tienen regulaciones relacionadas con las aflatoxinas en los alimentos, y la mayoría incluye límites máximos permitidos o recomendados para productos específicos.
Unión Europea
Establece límites para la aflatoxina B1 y para aflatoxinas totales (B1, B2, G1 y G2) en nueces, frutas secas, cereales y especias. Los límites varían de acuerdo al producto pero el rango va desde 2-8 µg/Kg para B1 y de 4-5 µg/Kg para aflatoxinas totales. Hay también un límite de 0.050 µg/Kg para aflatoxina M1 en leche y productos lácteos. También especifican los métodos de muestreo y análisis. Se han establecido límites recientes para los alimentos infantiles, 0.10 µg/Kg para B1 y 0.025 µg/Kg para M1.
Estados Unidos de América
Las regulaciones estadounidenses incluyen un límite de 20 µg/Kg para aflatoxinas totales (B1, B2, G1 y G2) en todos los alimentos, excepto leche, a la cual se le ha establecido un límite de 0.5 µg/Kg para M1. Aplican límites más altos en forraje.
México
Se tienen NOMs (Normas Oficiales Mexicanas) para diversos productos, en los cuales se establecen los métodos de muestreo y análisis, así como los límites, de 20 µg/Kg para aflatoxinas totales (B1, B2, G1 y G2),
Otros
Australia y Canadá han establecido límites de 15 µg/Kg para aflatoxinas totales (B1, B2, G1 y G2) para nueces. Es el mismo límite internacional recomendado para cacahuates crudos por el Codex Alimentarius Commission. Se puede encontrar más información en link de la FAO en la sección de referencias.
Referencias
The mycotoxin factbook: Food & feed topics.
Barug, D. et al.
Mycotoxins (Clinical Microbiology Reviews)
Bennetm J. W. & Klich, M.
Overview of foodborne toxins – mycotoxins (aflatoxins)
Food-Info.net
European Mycotoxin Awareness Network (EMAN).
JECFA monograph on aflatoxins.
WHO Food Additives Series 40
Worldwide regulations for mycotoxins in food and feed 2003.
FAO Food and Nutrition Paper 81