Toma de muestras para micotoxinas: Somos lo suficientemente cuidadosos?

Puesto que las micotoxinas son invisibles, inodoras e insípidas, la única manera de determinar si los granos o alimentos contienen estos compuestos indeseados, es analizándolos. Sin embargo, aunque estén disponibles métodos analíticos excelentes, es difícil estimar en forma exacta y precisa la concentración de micotoxinas en un lote grande a granel debido a la gran variabilidad asociada a la totalidad del método para la determinación de micotoxinas.

El análisis de micotoxinas es un proceso complicado que consiste generalmente en tres pasos:

(1) varias muestras pequeñas se toman al azar desde el lote y se componen en una más grande denominada "muestra agregada",

(2) la muestra agregada se muele a un tamaño de partícula fina y mediante un sub-muestreo representativo, se obtiene la "muestra analítica" para el análisis, y

(3) las micotoxinas se extraen de la muestra analítica y finalmente se cuantifican. Las técnicas analíticas para la detección de micotoxinas continuaron mejorando en el pasado. Sin embargo, incluso cuando se utilizan procedimientos aceptados existe la variabilidad asociada a cada uno de los pasos antedichos. Los estudios de varios científicos han demostrado que el muestreo generalmente es la fuente más grande de la variación asociada al método de análisis de micotoxinas [1, 2, 4, 5, 6 ].

Por ejemplo casi 90% del error asociado a la determinación de aflatoxinas se puede atribuir al muestreo. Así como el tiempo y el dinero están siendo invertidos para los análisis de micotoxinas, el tiempo adicional para un muestreo apropiado, es crucial para obtener resultados replicables de micotoxinas. El muestreo debe ser monitoreado y llevado a cabo con las técnicas apropiadas. Los procedimientos de muestreo se deben escribir, repasar y serseguidos por cada uno de los involucrados. El alto error asociado al muestreo cuando se analizan micotoxinas, es debido a dos factores principales: baja concentración de micotoxinas en una matriz determinada (el "problema de las ppb") y la distribución irregularen el lote.

El Problema de las ppb.

A pesar de niveles extremadamente altos de micotoxinas en algunos puntos, la concentración total de micotoxinas en cereales a granel es generalmente muy baja. La unidad de medida es comúnmente "partes por billón o partes por mil millones" (ppb).
Para ilustrar el significado de estos niveles bajos, se dan algunos ejemplos en la tabla 1. [3] Siempre tenga presente: ¡las micotoxinas impactan en la salud humana y animal a estas concentraciones tan bajas!

 1 ppb es…

  • 1 parte en 1.000.000.000
  • 1 segundo en 32 años
  • 1 grano de arena en 32 Kg
  • Una planta de maíz en 16.000 hectáreas sembrados con maíz
  • Un grano de maíz en 3,5 vagones

Distribución irregular

A diferencia de las proteínas o el contenido de humedad en maíz otrigo, las micotoxinas no están en cada grano. En casos extremos, las micotoxinas pueden solamente estar presentes en algunas mazorcas o espigas en un campo entero. Esto significa que algunos granos pueden contener altos niveles de la toxina mientras que otros no contienen ninguna toxina. Esto se debe al hecho que los hongos no crecen uniformemente a través de un campo o de un compartimiento del grano. Así, las micotoxinas tienden a concentrarse en ciertos puntos,"hot spots" o "focos", mientras que el resto del lote está libre detoxinas (Fig.1). Sin embargo, cuanto mayor es el grado de contaminación, es más probable tener una distribución más uniforme. Inversamente, cuando la concentración total de una toxina en lotes de granos es baja, se acentúa la distribución irregular [3].

Círculos marrones indican Hot Spots

Conozca los "falsos negativos" y los "falsos
positivos"

Un análisis correcto significa la determinación de la contaminación media del lote completo. Si no se siguen los procedimientos de muestreo apropiados, es probable que los resultados analíticos subestimen la concentración verdadera de micotoxinas (es decir si solamente se muestrean las áreas con baja o sin contaminación) o la sobreestimen (es decir si se toman las muestras en los ¨hot spots¨).

Los resultados falsos negativos son muy comunes en los análisis de micotoxinas, y se deben, en gran parte al muestreo y preparación demuestras incorrectos. Cuando se toman pocas muestras incrementales o la muestra total del lote es demasiado pequeña, es mucho más común "perder" un grano contaminado que "encontrarlo". Este tipo de resultado también es común, cuando la muestra agregada se divide o cuartea antes de moler. ¡El número de falsos negativos puede extenderse desde un 5%,que es normal, hasta llegar a un 90%! Por otra parte, los falsos positivos reflejan valores mayores a los reales en la muestra representativa. Este tipo de resultado no es tan común como un falso negativo. Sin embargo, los resultados falsos positivos y negativos son perjudiciales, pues pueden causar pérdidas económicas importantes (tabla 2). [3]

Consequences of false negatives and false postives

Falsos Negativos...

  • Pérdida del dinero utilizado para los análisis demicotoxinas
  • Costos adicionales de transporte, cuando el procesador del grano halla contaminación conmicotoxinas, rechaza la carga y se devuelve al vendedor
  • El vendedor pierde credibilidad y confianza
  • Pueden ocurrir costosos juicios, si un material contaminado es procesado y se producen efectos perjudiciales en la salud por la ingesta del alimentoo la ración.

Falsos Positivos....

  • Granos de buena calidad se venden a precios bajos
  • Costos innecesarios al mezclar o realizar tratamientos en granos de buena calidad
  • Los resultados inexactos reflejan la baja calidad de los programas de análisis y disuaden avendedores potenciales de grano a ofrecer su producto para la venta.

 

Un muestreo cuidadoso es crucial paraobtener resultados analíticos correctos

El muestreo se define como el proceso en el cuál se toma una cantidad apropiada para su análisis de un volumen mayor, de manera tal que la proporción y la distribución de los factores analizados sean similares en el volumen mayor (lote) y la porción tomada (muestra). La importancia de un muestreo apropiado es clara cuando tenemos en cuenta por ejemplo que la mayoría de los vagones contienen alrededor 55 a 80 t y los camiones, aproximadamente unas 20 t de maíz, y debemos analizar solamente 50 g de la porción molida, y ésta debe ser representativa de todo el lote.

Para asegurar que la muestra analítica sea representativa, deben utilizarse técnicas de muestreo apropiadas. Una muestra calada en la capa expuesta del grano de una tolva o camión, o tomar con un cubo cuando se descarga un camión o vagón, No es una muestra representativa del lote, y por lo tanto no debe ser utilizada. También,los responsables de recoger las muestras de grano pueden influenciaren la representatividad de la misma, muestreado solamente una porción de la corriente de granos (muestras en movimiento). Por estarazón, el muestreo con cucharón, no se tiene en cuenta en las inspecciones oficiales.

La distribución de componentes, tales como granos quebrados o materias extrañas, generalmente no es uniforme en la carga o lote. Mientras que el grano se carga en los contenedores (carretón, camión,vagón o silo) el grano se segrega dependiendo del tamaño, densidad y forma. Durante el cargamento las partículas finas tienden a concentrarse en el área cerca del centro y los materiales más gruesos emigran al exterior del contenedor. Al descargar, ocurre una segregación inversa. Esto explica porqué el número de muestras incrementales y patrón apropiado del muestreo son cruciales para asegurar que la muestra sea en verdad representativa del lote.

La importancia de un tamaño de muestra adecuado para la exactitud del resultado analítico se demuestra en el siguiente estudio (tabla 3). Las muestras fueron tomadas de un camión que contenía maíz contaminado con 20 ppb de aflatoxinas. Cuando se toma una muestra muy pequeña, las toxinas no son detectadas o se encuentran niveles mucho más bajos que los verdaderamente presentes. [3]

Tabla 3

Para que una muestra sea considerada representativa, debe ser:

  • Obtenida con el equipo apropiado, tal como un calador para granos estacionarios y un instrumento mecánico para dividir el grano o tipo pelicano para el grano en movimiento.
  • Obtenida usando un patrón de muestreo y los procedimientos de muestreo diseñados para recogermuestras de todas las áreas del lote (véase el cuadro 2)
  • Del tamaño apropiado, que depende del tamaño dellote y del tipo de material. Por Ej. Se deben tomar deun camión o vagón, una muestra de 2,5 a 5 kilogramos del maíz y una muestra de 1,5 a 2,5 kilogramos de trigo o cebada.
  • Adecuadamente etiquetada e identificada en su envase.
  • Manejada de tal manera que mantenga larepresentatividad. Esto significa que las muestras se deben almacenar en un lugar fresco y seco y estar enbolsas de papel triple o de lona. Nunca enviar las muestras en bolsas plásticas, ya que éstas pueden promover el crecimiento de hongos si el nivel de lahumedad de la muestra excede el 14%.
fig. 2 - Patrón de muestreo

Muestreo en alimentos procesados:

Cuando se toman muestras de alimentos procesados para el análisis de micotoxinas, pueden plantearse dos situaciones:

1. Las micotoxinas pueden haber estado presentes en uno o más ingredientes del alimento cuando fue hecha la mezcla: Las micotoxinas se distribuyen de manera más uniforme en el alimento de lo que estaban en el ingrediente contaminado, porque el ingrediente ha sido molido y se ha mezclado con todos los demás componentes del alimento. Una muestra de 1kg de alimento oración es suficiente para que sea representativa.

2. Las micotoxinas fueron producidas en el alimento después deque fueran mezclados los ingredientes, debido a malas condiciones de almacenamiento (humedad del 14% o más): Las micotoxinas generalmente se distribuyen de manera menos uniforme. Primero, los hongos se producirán en las áreas húmedas del contenedor de almacenaje y los hongos crecerán y emigrarán lentamente a las áreas menos húmedas. Una buena manera de muestrear alimentos en este caso, es tomar por lo menos 1 Kg. de muestra de las áreas húmedas del compartimiento (generalmentelos bordes externos y las esquinas) y una muestra de 1 Kg. del centro. ¡Sin embargo, para estar absolutamente seguros, siempre se debe asumir una distribución irregular!

 Diccionario:

  • Muestra de lote o agregada: varias muestras pequeñas (= muestras incrementales) tomadas al azar a partir del lote
  • Muestra analítica: Muestra para analizar tomada a partir de la muestra molida
  • Muestreo al azar: cada porción individual en el lote tiene las mismas posibilidades de ser elegida.
  • Replicabilidad:se debe llegar al mismo resultado repetidas veces cuando una porción específica se analiza en varias ocasiones.

    Literatura:

    [1] Coker RD, Nagler MJ, Blunden G, Sharkey AJ, Defize PR, Derksen GB, and Whitaker TB (1995). Design of sampling plans for mycotoxins in food and feeds. Natural Toxins, 3, 257-262.

    [2] Park DL, Rua SM, Paulson JH, Harder D and Young AK (1991). Sample collection and sample preparation techniques for aflatoxin determination in whole cottonseed. J Assoc Off Anal Chem Intl, 74, 73-75.

    [3] Richard J (2000). Sampling and Sample Preparation for Mycotoxin Analysis. RomerTM Labs’ Guide to Mycotoxins, 2.

    [4] Schatzki TF (1995). Distribution of aflatoxin in pistachios. J Agric Food Chem, 1566-1569.

    [5] Whitaker TB, Dowell FE, Hagler WM, Giesbrecht FG, and Wu J (1994). Variability associated with sampling, sample preparation and chemical testing of farmers’ stock peanuts. J Assoc Off Anal Chem Intl, 77, 107-116.

    [6] Whitaker TB (2003). Standardisation of mycotoxin sampling procedures: an urgent necessity. Food Control, 14, 233-237.

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