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Nuevo reto: establecer estrategias para evaluar la eficacia de productos adsorbentes de micotoxinas en avicultura

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ESTABLECER ESTRATEGIAS PARA EVALUAR LA EFICACIA DE PRODUCTOS ADSORBENTES DE MICOTOXINASTABLECER ESTRATEGIAS PARA EVALUAR LA EFICACIA DE PRODUCTOS ADSORBENTES DE MICOTOXINAS Nuevo reto: Establecer estrategias paraeto: Establecer estrategias para Nuevo reto: Establecer estrategias paraeto: Establecer estrategias para evaluar la eficacia de productos adsorbentesoductos adsorbentesorbentes de micotoxinas en avicultura de micotoxinas en avicultura Contacto: scarne@itpsa.com Estas contaminaciones pueden ser combatidas des- de 2 frentes: de productos contaminados o de animales sujetos a - rias primas, tanto antes del cosechado de los cereales do entre los consumidores. Sin embargo, hay una menor como durante el almacenamiento posterior del gra- toxinas. En estos casos pueden ser aplicadas medi- presencia de toxinas naturales. Entre estas destacan las micotoxinas, que son metabolitos secundarios produci- Aspergillu , usarium y Penicillium . Estos hongos embargo, asegurar que no hay micotoxinas en las cereales. materias primas es virtualmente imposible, por lo que son necesarias otras medidas complementarias En avicultura, el consumo de alimentos contamina- para evitar su efecto nocivo. dos con micotoxinas puede inducir tanto procesos agu- - Evitar que las micotoxinas que puedan estar presen- Las consecuencias directas de la presencia de micotoxi- del intestino del animal y accedan por el torrente su efecto nocivo. Entre las estrategias utilizadas en este caso podemos destacar los adsorbentes o dencia de procesos infecciosos. captadores de micotoxinas, las enzimas biotransformadoras y la microbiota con propiedades detoxificadoras. cola y en otras producciones ganaderas, la presencia de que productos de origen animal tales como carne y huevos procedentes de animales alimentados con pien- nas existentes en el pienso, ya sean originarias de las tante de micotoxinas para el ser humano. posterior durante el almacenamiento del pienso final. ESTABLECER ESTRATEGIAS PARA EVALUAR LA EFICACIA DE PRODUCTOS ADSORBENTES DE MICOTOXINASESTABLECER ESTRATEGIAS PARA EVALUAR LA EFICACIA DE PRODUCTOS ADSORBENTES DE MICOTOXINAS ESTABLECER ESTRATEGIAS PARA EVALUAR LA EFICACIA DE PRODUCTOS ADSORBENTES DE MICOTOXINAS a los animales de posibles piensos contaminados con in vivo o in vitro ? micotoxinas. Estas solicitudes de registro deben incluir entre otras, Evitar el efecto nocivo de las micotoxinas en el pienso 3 pruebas de su eficacia in vivo . Estas pruebas a nivel especialmente en determinados mercados, donde la in- por lo que las pruebas que se centran exclusivamente en sentido, las sustancias consistentes o que contienen con climas templados a tropicales con humedades relati- del crecimiento inevitable de hongos en los piensos. no las elimina sino que da lugar a subsiguientes meta- bolitos parecidos o no a la micotoxina original y cuya concebidos como adsorbentes de micotoxinas puede en la fiabilidad de las prueba in vi. especialmente si lo comparamos con otros mercados es distinta puesto que el objetivo de estos no es modificar do europeo. la micotoxina sino adherirse a ella formando un complejo micotoxina-adsorbente que impida que la micotoxina se realizando una intensa labor desde los sectores interesa- realiza de forma directa cuantificando la cantidad de micotoxina que es adsorbida respecto a la no absorbida. impacto y las estrategias existentes para luchar contra destacan las arcillas HSCAS -aluminosilicatos hidratados de sodio y calcio-, que son con mucha diferencia los efectiva de productos contra micotoxinas en el sector agropecuario europeo. cialmente de aflatoxina. En mucha menor medida pode- expertos independientes prepararon un extenso y de- En cuanto a las pruebas in vitr que simulan hasta cierto punto en el laboratorio las condiciones del aparato te disponibles en el mercado -puede ser consultado en la web de la EFSA-. Asimismo, en respuesta a las demuestra que tienden a sobreestimar la capacidad real demandas del mercado y las necesidades del sector, se de los productos contra micotoxinas, y por tanto no ha creado en el actual marco legal europeo un nuevo suelen ser representativos del comportamiento del pro- ducto en condiciones in vivo que las pruebas in vitr son de utilidad para hacer un estudio y descartar los que no muestran actividad mento CE 386/2009). sa de su capacidad protectora. rentes solicitudes han sido presentadas a la administra- ca y de una adecuada eficacia. ESTABLECER ESTRATEGIAS PARA EVALUAR LA EFICACIA DE PRODUCTOS ADSORBENTES DE MICOTOXINAS ESTABLECER ESTRATEGIAS PARA EVALUAR LA EFICACIA DE PRODUCTOS ADSORBENTES DE MICOTOXINAS ESTABLECER ESTRATEGIAS PARA EVALUAR LA EFICACIA DE PRODUCTOS ADSORBENTES DE MICOTOXINAS ESTABLECER ESTRATEGIAS PARA EVALUAR LA EFICACIA DE PRODUCTOS ADSORBENTES DE MICOTOXINAS in Con posterioridad se ha observado que cuando se vivo e n vit. A este respecto, hace falta precisar que cuando in vitro de aflatoxina B1 -Figura 1-. Sin embargo, dados los problemas ya men- general que en realidad engloba diferentes tipos de cionados de fiabilidad de los resultado in vitro tanto, en su eficacia como adsorbente o captador de in vivo micotoxinas. Las arcillas utilizadas como adsorbentes son conocidas como silicatos, puesto que mayo- in vi y el ratio CIC/ ritariamente contienen silica (S2 ) habitualmente jun- to a alumina (Al 2 3 como aluminosilicatos, o junto a magnesio como silicatos de magnesio. En realidad pode- mos encontrar una elevada riqueza en muchos otros el caso in vitro peores adsorciones hasta el punto que a partir de 1,5 las adsorciones empeoraban -Figura 2. diferenciar las zeolitas, con una estructura tridimensional porosa, y los filosilicatos o arcillas propiamente dichas, capas y que son los productos utilizados como adsorbentes. Entre los filosilicatos destaca la bentonita, de la cual un 85% aproximado es montmorillonita, por densidad de cationes intercambiables de 0,3 a 0,5 para den ser evaluadas y medidas en una arcilla, tales como necesario que las arcillas a utilizar como adsorbentes in v de la vez que la densidad de estos puntos de intercambio en la superficie de la arcilla sea baja ya que es lo que genera las interferencias con otras sustancias. particular. Por tanto, lo que determina que una arcilla sea predecir su capacidad adsorbente. micotoxinas (*) Productos Superficie Acidez superficial Capacidad de intercambio aflatoxina (%) 2 (meq/g) A 99,2 20 0,168 76 B 44 8 0,020 75 C 97,1 25 0,074 119 D 95,9 140 0,210 39 E 94,6 195 0,220 77 F 47,7 25 0,020 7 G 16,9 72 0,060 248 (*) Adaptado de Taylor, 1999 ESTABLECER ESTRATEGIAS PARA EVALUAR LA EFICACIA DE PRODUCTOS ADSORBENTES DE MICOTOXINASESTABLECER ESTRATEGIAS PARA EVALUAR LA EFICACIA DE PRODUCTOS ADSORBENTES DE MICOTOXINAS na adsorbida y la densidad de y col., 2003) ciones in vi e in v respecto a la densidad de intercambio El estudio de la capacidad adsorbente de distintos como la zearalenona, sin que por ello se aumente la objetivo deseable pero probablemente inalcanzable la Conclusiones por un mismo producto adsorbente. En este sentido, debe El uso de adsorbentes de micotoxinas en avicultura basadas en estudio in vitr deben tomarse con el mayor a la dificultad de controlar el crecimiento de hongos en de los recelos puesto que, como hemos dicho, tienden a materias primas y piensos. sobrevalorar la eficacia real. Esto puede conseguirse adsorbente respecto a los niveles de micotoxinas, y por demuestren su eficacia como adsorbentes. y que en condiciones in vivo Para asegurar que una arcilla muestra una eficaz del animal. con sustancias de la dieta que no deseamos que sean adsorbidas, debemos utilizar productos que tengan una valores bajos de densidad de cationes intercambiables

PATOLOGÍA

Nuevo reto: Establecer estrategias para evaluar la eficacia de productos adsorbentes de micotoxinas en avicultura

JOSEP MASCARELL, SERGI CARNÉ y ANNA ZARAGOZA

INDUSTRIAL TÉCNICA PECUARIA (ITPSA)

Contacto: scarne@itpsa.com

Introducción

El riesgo sobre la salud pública asociado al consumo de productos contaminados o de animales sujetos a enfermedades infecciosas está ampliamente reconoci- do entre los consumidores. Sin embargo, hay una menor conciencia pública del peligro derivado de la contamina- ción de los alimentos y los piensos para animales por la presencia de toxinas naturales. Entre estas destacan las micotoxinas, que son metabolitos secundarios produci- dos por diferentes hongos filamentosos de los géneros

Aspergillus, Fusarium y Penicillium. Estos hongos crecen comúnmente sobre vegetales, especialmente cereales.

En avicultura, el consumo de alimentos contamina- dos con micotoxinas puede inducir tanto procesos agu- dos como de carácter crónico, derivando en efectos teratogénicos, carcinogénicos, inmunosupresores, etc. Las consecuencias directas de la presencia de micotoxi- nas en la dieta de los animales son la reducción del consumo y la peor conversión del alimento, con la correspondiente disminución del peso y la mayor inci- dencia de procesos infecciosos.

Además de sus implicaciones en la producción aví- cola y en otras producciones ganaderas, la presencia de micotoxinas afecta también a la salud pública, puesto que productos de origen animal tales como carne y huevos procedentes de animales alimentados con pien- sos contaminados podrían suponer una fuente impor- tante de micotoxinas para el ser humano.

Estas contaminaciones pueden ser combatidas des- de 2 frentes:

-Prevención del crecimiento de hongos en las mate- rias primas, tanto antes del cosechado de los cereales como durante el almacenamiento posterior del gra- no, previniendo de tal forma la aparición de mico- toxinas. En estos casos pueden ser aplicadas medi- das ampliamente conocidas que comprenden bási- camente tratamientos térmicos o la utilización de ácidos orgánicos de cadena corta con propiedades antifúngicas –por ejemplo, ácido propiónico-. Sin embargo, asegurar que no hay micotoxinas en las materias primas es virtualmente imposible, por lo que son necesarias otras medidas complementarias para evitar su efecto nocivo.

-Evitar que las micotoxinas que puedan estar presen- tes en las materias primas sean absorbidas a través del intestino del animal y accedan por el torrente sanguíneo a los distintos tejidos diana donde ejercen su efecto nocivo. Entre las estrategias utilizadas en este caso podemos destacar los adsorbentes o captadores de micotoxinas, las enzimas biotransformadoras y la microbiota con propiedades detoxificadoras.

Vamos a centrar el presente artículo en esta segunda vía, destinada a evitar la absorción de posibles micotoxi- nas existentes en el pienso, ya sean originarias de las materias primas o procedentes del crecimiento fúngico posterior durante el almacenamiento del pienso final.

Artículo patrocinado por

AVÍCOLAS • SEPTIEMBRE 2012 • Pág. 25

ESTABLECER ESTRATEGIAS PARA EVALUAR LA EFICACIA DE PRODUCTOS ADSORBENTES DE MICOTOXINAS

Esta vía de control, y en especial el uso de adsorbentes, es sin duda la más ampliamente utilizada para proteger a los animales de posibles piensos contaminados con micotoxinas.

Evitar el efecto nocivo de las micotoxinas en el pienso ha recibido una gran atención en los últimos años, especialmente en determinados mercados, donde la in- corporación de adsorbentes o captadores de micotoxinas a la formulación de los piensos está ya muy instaurada y constituye una práctica rutinaria. De hecho, en regiones con climas templados a tropicales con humedades relati- vas medias a altas, la utilización de adsorbentes consti- tuye una práctica necesaria para minimizar los efectos del crecimiento inevitable de hongos en los piensos.

Por otro lado, el uso de productos específicamente concebidos como adsorbentes de micotoxinas puede considerarse poco relevante en el conjunto de España, especialmente si lo comparamos con otros mercados como el asiático o el latinoamericano. La situación en España puede hacerse extensiva al conjunto del merca- do europeo.

Sin embargo, en los últimos años se ha venido realizando una intensa labor desde los sectores interesa- dos y la administración europea para evaluar en profun- didad la información de que se dispone respecto al impacto y las estrategias existentes para luchar contra las micotoxicosis. El objetivo último ha sido establecer un marco legal adecuado para racionalizar la incorporación efectiva de productos contra micotoxinas en el sector agropecuario europeo.

En esta línea, y a petición de la EFSA, diferentes expertos independientes prepararon un extenso y de- tallado informe científico de referencia sobre los pro- ductos para la detoxificación de los piensos actualmen- te disponibles en el mercado -puede ser consultado en la web de la EFSA-. Asimismo, en respuesta a las demandas del mercado y las necesidades del sector, se ha creado en el actual marco legal europeo un nuevo grupo funcional de aditivos tecnológicos que dé cabida específicamente a «sustancias para la reducción de la contaminación del pienso por micotoxinas: que pueden suprimir o reducir la absorción, promover la excreción de micotoxinas o modificar su modo de acción» (Regla- mento CE 386/2009).

La incorporación de este nuevo grupo de aditivos ha facilitado que diferentes empresas estén tramitando el registro de productos para este uso específico. Así, dife- rentes solicitudes han sido presentadas a la administra- ción europea para su evaluación y eventual aprobación, previa demostración de su seguridad para la salud públi- ca y de una adecuada eficacia.

Demostración de su eficacia: ¿pruebas in vivo o in vitro?

Estas solicitudes de registro deben incluir entre otras, 3 pruebas de su eficacia in vivo. Estas pruebas a nivel europeo deben demostrar la eliminación de la micotoxina, por lo que las pruebas que se centran exclusivamente en demostrar mejoras productivas o en parámetros fisioló- gicos no son aceptadas por la Comisión Europea. En este sentido, las sustancias consistentes o que contienen enzimas no permiten una fiable valoración de su eficacia puesto que basan su actividad en la biotransformación o degradación enzimática de las micotoxinas, por lo que no las elimina sino que da lugar a subsiguientes meta- bolitos parecidos o no a la micotoxina original y cuya toxicidad puede ser muy variable. En el caso de probióticos también nos encontramos con esta misma problemática en la fiabilidad de las pruebas in vivo.

En cambio, en el caso de los adsorbentes la situación es distinta puesto que el objetivo de estos no es modificar la micotoxina sino adherirse a ella formando un complejo micotoxina-adsorbente que impida que la micotoxina se absorba a través del intestino, para que sea finalmente excretada vía fecal. Por tanto, el análisis en este caso se realiza de forma directa cuantificando la cantidad de micotoxina que es adsorbida respecto a la no absorbida. Entre los adsorbentes de más amplia difusión comercial destacan las arcillas HSCAS -aluminosilicatos hidratados de sodio y calcio-, que son con mucha diferencia los productos contra micotoxinas más utilizados y de los que existe unanimidad en su eficiencia de adsorción, espe- cialmente de aflatoxina. En mucha menor medida pode- mos también mencionar las paredes de levadura.

En cuanto a las pruebas in vitro que simulan hasta cierto punto en el laboratorio las condiciones del aparato digestivo del animal, la amplia bibliografía existente demuestra que tienden a sobreestimar la capacidad real de los productos contra micotoxinas, y por tanto no suelen ser representativos del comportamiento del pro- ducto en condiciones in vivo. Siendo así, se ha sugerido que las pruebas in vitro son de utilidad para hacer un “screening” de sustancias en las primeras fases de estudio y descartar los que no muestran actividad detoxificadora, pero no para hacer una valoración preci- sa de su capacidad protectora.

Relación entre propiedades físico-químicas y eficacia adsorbente

En el caso de las arcillas, se pueden hacer análisis de laboratorio para evaluar sus propiedades físico-químicas

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y establecer una relación con su eficacia de adsorción in vivo e in vitro.

A este respecto, hace falta precisar que cuando hablamos de arcillas estamos utilizando un término muy general que en realidad engloba diferentes tipos de mezclas minerales, que además pueden tener una gran diversidad en sus propiedades físico-químicas, y por tanto, en su eficacia como adsorbente o captador de micotoxinas. Las arcillas utilizadas como adsorbentes son conocidas como silicatos, puesto que mayo- ritariamente contienen silica (SiO2) habitualmente jun- to a alumina (Al2O3) como aluminosilicatos, o junto a magnesio como silicatos de magnesio. En realidad pode- mos encontrar una elevada riqueza en muchos otros elementos en función del tipo y origen -mina de extrac- ción- del producto. Entre los aluminosilicatos podemos diferenciar las zeolitas, con una estructura tridimensional porosa, y los filosilicatos o arcillas propiamente dichas, que están conformadas por una estructura en diversas capas y que son los productos utilizados como adsorbentes. Entre los filosilicatos destaca la bentonita, de la cual un 85% aproximado es montmorillonita, por lo que habitualmente se tratan como sinónimos.

Hay diversas propiedades físico-químicas que pue- den ser evaluadas y medidas en una arcilla, tales como la capacidad de intercambio catiónico –CIC-, la superfi- cie de adsorción o la acidez superficial. Taylor -1999- estableció una relación de las características de diversas arcillas con sus resultados de adsorción in vitro de aflatoxina B1 y pudo concluir por un lado, que existía una gran variabilidad en las características de las arcillas y en la capacidad de adsorción -Tabla 1-, y por otro que no era posible precisar una característica concreta que fuera determinante en la eficacia de adsorción de una arcilla en particular. Por tanto, lo que determina que una arcilla sea un buen adsorbente de micotoxinas es una combinación de varias de estas u otras características físico-químicas.

Con posterioridad se ha observado que cuando se expresa la CIC respecto a la superficie de adsorción, los valores obtenidos están muy bien correlacionados con los niveles de adsorción in vitro de aflatoxina B1 -Figura 1-. Sin embargo, dados los problemas ya men- cionados de fiabilidad de los resultados in vitro, también se ha evaluado la correlación con resultados de adsorción in vivo. Para ello, Gómez y col. –2003- utilizaron una colección de datos de eficacias de adsorción de distintos productos en patos y pollos. Así, se observó una correla- ción clara entre la adsorción in vivo y el ratio CIC/ superficie de adsorción. Sin embargo, también se vio que para relaciones de CIC y superficie de adsorción superio- res a 0,5 no se observaba una correlación lineal como en el caso in vitro -Figura 1-, sino que tendía a mostrar peores adsorciones hasta el punto que a partir de 1,5 las adsorciones empeoraban -Figura 2.

Esto se ha explicado por los fenómenos de interferencias en los que otras moléculas con afinidad de adsorción por la arcilla desplazan a las micotoxinas. Siendo así, ha quedado confirmado que para una óptima adsorción de micotoxinas las arcillas deben tener una densidad de cationes intercambiables de 0,3 a 0,5 para así mantener un equilibrio entre la máxima adsorción de micotoxinas posible -máximo número de puntos de intercambio catiónico- y a la vez asegurar una mínima aparición de interferencias para nutrientes del pienso -máxima superficie de adsorción-. Es por ello que es necesario que las arcillas a utilizar como adsorbentes tengan un número elevado de puntos de intercambio catiónico para aumentar al máximo la adsorción, pero a la vez que la densidad de estos puntos de intercambio en la superficie de la arcilla sea baja ya que es lo que genera las interferencias con otras sustancias.

Por tanto, la evaluación de las características físico- químicas adecuadas de las arcillas, nos puede permitir predecir su capacidad adsorbente.

Tabla 1. Variedad de características físicas para distintas arcillas comerciales adsorbentes de

micotoxinas

(*)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Productos

 

Adsorción

Superficie

 

Acidez superficial

Capacidad de intercambio

 

 

 

aflatoxina (%)

adsorción (m2/g)

 

(meq/g)

catiónico (CIC) (meq/100 g)

 

A

 

99,2

20

 

0,168

76

 

B

 

44

8

0,020

75

 

C

 

97,1

25

0,074

119

 

D

 

95,9

140

0,210

39

 

E

 

94,6

195

0,220

77

 

F

 

47,7

25

0,020

7

 

G

 

16,9

72

0,060

248

 

 

 

 

 

 

 

 

(*) Adaptado de Taylor, 1999

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Fig. 1. Relación entre la aflatoxi- na adsorbida y la densidad de intercambio catiónico (capaci- dad de intercambio catiónico / superficie de adsorción) (Gómez y col., 2003)

Fig. 2. Relación entre las adsor- ciones in vitro e in vivo respecto a la densidad de intercambio catiónico (capacidad de inter- cambio catiónico / superficie de adsorción) (Gómez y col., 2003)

El estudio de la capacidad adsorbente de distintos productos para otras micotoxinas también está siendo evaluado en los últimos años, manteniéndose como objetivo deseable pero probablemente inalcanzable la óptima adsorción de una amplia variedad de micotoxinas por un mismo producto adsorbente. En este sentido, debe quedar claro que cualquier proclamación de una adsorción efectiva de diversas y de distintas micotoxinas basadas en estudios in vitro deben tomarse con el mayor de los recelos puesto que, como hemos dicho, tienden a sobrevalorar la eficacia real. Esto puede conseguirse por un lado mediante una dosificación muy elevada de adsorbente respecto a los niveles de micotoxinas, y por otro no efectuando tratamientos adecuados de desorción para no contabilizar micotoxina adsorbida débilmente y que en condiciones in vivo no se mantendría en ningún caso adsorbida a lo largo del aparato digestivo del animal.

Aún así, en el caso de las arcillas, se ha observado que valores bajos de densidad de cationes intercambiables también favorece la adsorción de otras micotoxinas

como la zearalenona, sin que por ello se aumente la interferencia por adsorción de otras sustancias.

Conclusiones

El uso de adsorbentes de micotoxinas en avicultura es una práctica habitual en diferentes mercados debido a la dificultad de controlar el crecimiento de hongos en materias primas y piensos.

Asimismo, en Europa se ha creado un grupo especí- fico de aditivos adsorbentes de micotoxinas que todavía está vacío a la espera de la aprobación de productos que demuestren su eficacia como adsorbentes.

Para asegurar que una arcilla muestra una eficaz adsorción de micotoxinas y una mínima interferencia con sustancias de la dieta que no deseamos que sean adsorbidas, debemos utilizar productos que tengan una relación entre capacidad de intercambio catiónico y superficie de adsorción con valores entre 0,3 y 0,5.

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