Adaptar los métodos de detección rápida de micotoxinas al cambio climático

A medida que que avanza el cambio climático, también, evoluciona el abordaje para la detección de micotoxinas in situ. Julie Sundgaard y Kristen Mintle, de Romer Labs EE. UU., examinan la forma en que fenómenos meteorológicos extremos, como ser el huracán Harvey, que terminó tocando tierra en 2017 en Texas, obligan a los sectores interesados a responder a nuevas amenazas.

El impacto del cambio climático se hace visible de varias maneras: fenómenos destructivos como huracanes, inundaciones, calor extremo y sequías, los cuales afectan a productos agrícolas,a animales y personas que dependen de ellos. Tal y como señala la FDA en un informe sobre el efecto de los huracanes y las inundaciones en la seguridad de los cultivos para alimentación animal, los fenómenos meteorológicos extremos como las inundaciones dañan los granos y otros productos agrícolas, lo que brinda la oportunidad de infección a mohos productores de micotoxinas, como ser Aspergillus y Fusarium.1 De hecho, la encuesta sobre micotoxinas de BIOMIN de 2017 indicaba un incremento a nivel globalde los niveles de fumonisina, una micotoxina producida por Fusarium2; muchos especulan que el clima más cálido y húmedo es la causa de este aumento3.

Por ello, el análisis de micotoxinas in situ es una importante herramienta que proporciona a los productores resultados rápidos, lo que otorga la oportunidad de responder a las inestables condiciones meteorológicas. En este artículo demostramos esta premisa utilizando dos ejemplos de Estados Unidos: un estudio monográfico sobre la respuesta táctica al aumento en los niveles de fumonisina en el maíz en las Grandes Llanuras del sur del país, causado por la inundación que provocó el huracán de 2017, y una revisión de la práctica común de los productores de maní para hacer frente a los mayores niveles de aflatoxina a causa de la sequía en el sudeste de los Estados Unidos.

Estudio monográfico: adaptar el intervalo de detección en los análisis con tiras reactivas para niveles extremos de fumonisina

Los agricultores de varias regiones destinadas a la producción de alimentos de todo el mundo se enfrentan ahora a inundaciones que ocurren con mayor frecuencia que en el pasado. En marzo de 2019, Iowa, Nebraska, Missouri y Kansas vivieron una inundación sin precedentes causada por barreras de hielo, el deshielo de una abundante nevada y lluvias excesivas. Como consecuencia, al menos 30 diques fallaron e inundaron aproximadamente 90 000 silos de grano y más de 6,5 millones de hectáreas de maíz, soja y trigo. El total de los daños económicos superó los 7000 millones de dólares.4

Estas inundaciones representan la continuación de una tendencia. Los casos de inundaciones y daños agrícolas asociados a estas siguen protagonizando titulares en Estados Unidos.

El huracán Harvey, después de tocar tierra por primera vez el 25 de agosto de 2017 y alcanzar la categoría 4, continuó moviéndose hacia el interior, descargando ingentes cantidades de lluvia en su camino. Por entonces se acercaba ya la época de la cosecha anual; nadie podía haber predicho los catastróficos acontecimientos agrícolas que se producirían poco después, especialmente en Texas y Oklahoma, el sudoeste de Kansas y ciertas áreas del sudeste de Colorado.

En septiembre de 2017, cuando comenzaba la cosecha, se tomaron muestras de maíz y se enviaron a laboratorios independientes para su análisis. En toda la zona del mango de Texas se hallaron signos de altos niveles de fumonisina causados por el exceso de lluvia que trajo el huracán Harvey, el cual se desencadenó justo antes de la cosecha. Debido a la lluvia aparecieron mohos Fusarium, los cuales producen fumonisina, en unas condiciones de crecimiento óptimas. Aunque no de forma generalizada y con variación entre condados, las muestras de maíz alcanzaron unos niveles de fumonisina sin precedentes de 30 ppm, 50 ppm, 70 ppm e incluso 100 ppm.

Dependiendo del uso que se tenga en mente para el producto, los niveles de fumonisina aceptables pueden oscilar ampliamente en los Estados Unidos entre 2 ppm y 4 ppm para consumo humano y, para alimentos balanceados (maíz y subproductos del maíz), entre 5 ppm y 100 ppm. No obstante, en Europa, los niveles son incluso más estrictos, oscilando entre 0,2 ppm y 4 ppm para consumo humano y entre 5 y 60 ppm para alimentos balanceados para animales.5 Al tiempo que aumentaba la preocupación por la fumonisina, los análisis de micotoxinas continuaron siendo un tema de discusión de importancia en la industria en general, y en el mango de Texas en particular, donde la concentración de fumonisina solía estar en una media de 4 ppm. En medio de una creciente preocupación, y tras una ardua deliberación para fijar un número, los ganaderos acordaron que 60 ppm sería el nivel seguro para su ganado.

Romer Labs se implicó desde el comienzo de la crisis. Representantes de Romer Labs recibieron varias peticiones en cuanto a la posibilidad de realizar pruebas in situ de niveles altos de fumonisina en las sucesivas remesas de maíz. Por entonces, los kits de análisis para fumonisina AgraStrip® WATEX® ofrecían intervalos de 0-5 ppm y, con una fase de dilución, de 5-30 ppm. Los ganaderos expresaron la necesidad inmediata de detectar niveles de fumonisina mucho más altos de los que el kit podía revelar a causa del aumento de los niveles de fumonisina en el maíz. Romer Labs respondió desarrollando con éxito una tercera curva por medio de una fase de dilución adicional, la cual aportaba al kit de fumonisina AgraStrip® WATEX® un intervalo suplementario de 30-100 ppm.

El proceso para completar la tercera curva se finalizó en cuestión de días; el kit estaba listo para su uso en el campo. Puesto que los niveles observados al comienzo de la cosecha eran altos, los ganaderos optaron por empezar a realizar pruebas únicamente para los niveles de 30-100 ppm. Se continuó de este modo hasta 2018.
A primera vista, este ejemplo muestra una mayor necesidad de realizar análisis de micotoxinas como consecuencia de las condiciones meteorológicas extremas, como inundaciones causadas por un huracán o una tormenta tropical. No obstante, la capacidad de las técnicas de análisis debe ser también proporcional a los nuevos e inusuales desafíos que acompañan al clima extremo. En este caso, era necesario ampliar el intervalo de cuantificación para reflejar las concentraciones disparadas de fumonisina. La flexibilidad por parte de los proveedores de kits de análisis y de los que los usan in situ es cada vez más indispensable.

El uso de kits para determinar niveles extremos de aflatoxinas totales em maní

Las inundaciones no son, por supuesto, el único fenómeno meteorológico extremo que puede causar mayores niveles de micotoxinas. Son pocos los que saben esto mejor que los productores de maní del sudeste de EE. UU., donde las sequías y el calor someten a los cultivos a un estrés considerable, lo que los vuelve vulnerables a las cepas de Aspergillus productoras de aflatoxinas..

Aspergillus parasiticus y Aspergillus flavus son los principales responsables de la contaminación por aflatoxina en maní. Estos mohos se producen de modo natural en el suelo, lo que hace difícil evitar que entren en contacto con las legumbres que crecen bajo tierra. Cuando las temperaturas promedio se mantienen en 32 °C o más, y cuando este calor se combina con una sequía, el maní se vuelve aún más susceptibles a la contaminación por aflatoxinas. Se trata de factores de estrés previos a la recolección, los cuales los agricultores no pueden controlar.

Las condiciones meteorológicas en la época cercana a la cosecha pueden exacerbar el estrés que sufre el manú y causar daños en la cáscara (caja), lo que proporciona a los Aspergillus la oportunidad de invadirlos. Si se producen intensos períodos de lluvias o inundaciones justo antes de la cosecha o durante ésta, puede que el maní no tenga tiempo de secarse lo suficiente antes de su almacenamiento. Al igual que ocurre con otros, una humedad de más del 14 % puede favorecer el crecimiento de los mohos productores de micotoxinas en las instalaciones de almacenamiento. Entonces, ¿qué podemos hacer si sospechamos o descubrimos que la sequía y el calor han causado altos niveles de aflatoxina en un cultivo? Los compradores o los desgranadores suelen ser responsables de tomar medidas. Primero, los encargados de los puntos de compra de maní evalúan éstos según varias características definidas por el FSIS (Servicio de Inocuidad e Inspección de los Alimentos) del USDA (Departamento de Agricultura de los Estados Unidos): calidad de la cáscara, presencia visual de moho, semillas sueltas, etc. El maní que recibe la calificación «Seg 1», es decir, la mejor del FSIS, se somete a análisis con tiras reactivas, lo que sirve para segregar nuevamente. Los compradores deciden en ese momento cómo almacenarlos según la concentración de aflatoxinas.

Al aislar, en el punto de compra, el maní más contaminado, se preserva la integridad del maní no contaminados o de baja contaminación para que éstos últimos sigan siendo aptos para el consumo humano directo. El maní muy contaminados suelen destinarse a productos cuya producción elimina o reduce el contenido de aflatoxinas. Por ejemplo, las aflatoxinas tienden a transferirse desde la semilla intacta al aceite en porcentajes bajos. El refinado y otros tratamientos reducen aún más los niveles de aflatoxina.

Desde el almacén, el maní se transporta a plantas de desgranado, donde los análisis con tiras reactivas proporcionan información sobre la concentración de aflatoxina, lo que ayuda en la toma de decisiones sobre su uso, como el tipo de alimentos en los que se pueden integrar. Las cáscaras de maní que se destinan a alimentos balanceados, se vuelven a someter a análisis para aflatoxinas antes de enviarlas a la fábrica.

Conclusión: El ambio climáticos conlleva cambios en los métodos de análisis

Aunque los productores de maní están habituados a muchos de estos métodos, las sequías y el calor extremos combinados con fuertes lluvias tempranas han causado niveles de aflatoxina mayores a la media. A medida que el clima cambia y la tierra se calienta, las condiciones meteorológicas extremas continúan dificultando la tarea de controlar las micotoxinas y los mohos que las producen. Los fenómenos meteorológicos extremos como los huracanes son impredecibles, por lo que requieren una rápida adaptabilidad por parte de los agricultores y de los comerciantes de granos para lidiar con elevados niveles de fumonisinas y otras micotoxinas que desarrollan en condiciones húmedas y cálidas.

Para hacer frente a estas nuevas condiciones medioambientales, es posible que se necesiten enfoques creativos que no se limiten a adaptar los parámetros de los kits analíticos existentes para mantener la inocuidad de alimentos para humanos y animales. Gran parte de las próximas investigaciones y conjeturas se centran en qué entrañan estas necesidades.

Referencias

1 FDA (9 de noviembre de 2019). «Safety of Food and Animal Food Crops Affected by Hurricanes, Flooding, and Power Outages». Disponible en https://www.fda.gov/food/food-safety-during-emergencies/safety-food-and-animal-food-crops-affected-hurricanes-flooding--and-power-outages#general.
2 Biomin (29 de agosto de 2018). Resultados de la encuesta sobre micotoxinas de BIOMIN de 2017.
Disponible enhttps://www.biomin.net/science-hub/2017-biomin-mycotoxin-survey-results/.
3 BIOMIN y Romer Labs (19 de febrero de 2018). «Mycotoxin Outlook 2018: The Rise of Fumonisins». Disponible en www.romerlabs.com/en/knowledge-center/knowledge-library/videos/news/webinar-mycotoxin-outlook-2018-the-rise-of-fumonisins/.
4 AgFax (25 de abril de 2019). «Midwest Flooding: 150K Growers, 16Mln Acres». Disponible en https://agfax.com/2019/04/25/midwest-flooding-150k-growers-16mln-acres/.
5 FDA (noviembre de 2001). «Guidance for Industry: Fumonisin Levels in Human Foods and Animal Feeds». Disponible en https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/guidance-industry-fumonisin-levels-human-foods-and-animal-feeds.

Este artículo se encuentra en la Publicación Spot On #11

También puede interesarte:

  • MyToolBox: gestión inteligente e integrada de micotoxinas

lea ahora