Micotoxinas en la alimentación animal
¿Cómo cambiará por completo el Cambio Climático la perspectiva actual?

La amenaza que representan las micotoxinas para las industrias agrícola y de la alimentación animal está bien caracterizada. Sin embargo, el Cambio Climático supone una nueva amenaza para las materias primas agrícolas, lo que cambiará nuestra forma de abordar la evaluación del riesgo de las micotoxinas.

El aumento de las temperaturas, las condiciones climáticas extremas y las variaciones anómalas de las precipitaciones, son nuevos retos para la gestión de los cultivos, pero también para los ganaderos.

Para comprender el impacto potencial del Cambio Climático en la contaminación por micotoxinas de los cultivos/piensos, en primer lugar, es importante entender:

• ⇰ ¿Por qué se producen las micotoxinas?
• ⇰ ¿Cómo llegan a los piensos?

Entonces, podremos intentar comprender cómo el Cambio Climático puede conllevar algunos retos adicionales a los protocolos actuales de gestión de micotoxinas y cómo, en algunos casos, puede que necesitemos reajustar nuestro enfoque de la gestión de micotoxinas en el futuro.

¿Cómo y por qué los hongos producen micotoxinas?

Quienes estén familiarizados con el tema, sabrán que no se conoce del todo bien el proceso exacto de producción de micotoxinas por los hongos.

Existe la hipótesis de que la producción de micotoxinas puede ser una estrategia para competir con otros microorganismos por el acceso a los nutrientes de las plantas (Rankin y Grau, 2002).

Otra explicación dada por Khaneghal et al. (2018), que estudiaron los efectos del DON en la planta huésped, plantea que la producción de DON impide la formación de una pared celular gruesa, lo que facilita la infección fúngica.

Las micotoxinas más estudiadas (deoxinivalenol -DON-, aflatoxinas -AFs-, fumonisinas -FUM-, zearalenona -ZEN- y ocratoxina A -OTA-) son producidas por unas pocas especies de los géneros comunes Aspergillus, Penicillium y Fusarium.

Estas especies pueden clasificarse de forma simplista en hongos de campo (Fusarium), que infectan los cultivos como parásitos, y hongos de almacenamiento (Aspergillus y Penicillium), que crecen en los piensos almacenados en condiciones subóptimas.

El principal factor que determina esta sencilla clasificación son los niveles de humedad del hospedador. Comprender este punto es fundamental para estimar los posibles impactos futuros del Cambio Climático.

Los hongos de campo, como Fusarium spp., suelen requerir mayores niveles de humedad (>0,9 de actividad de agua) para crecer y producir micotoxinas. Por lo tanto, infectan principalmente semillas y plantas en el campo.

Los hongos de almacenamiento, como Aspergillus spp. y Penicillium spp., tienen menores necesidades de actividad de agua (a_w) y son, por tanto, más predominantes después de la cosecha y durante el almacenamiento.

Es importante saber que todas las especies de Aspergillus spp. y Penicillium spp. son comensales, lo que significa que pueden crecer en los cultivos sin signos evidentes de patogenicidad, pero también pueden invadir los cultivos después de la cosecha, produciendo toxinas durante las fases de secado y almacenamiento.

En la actualidad, las especies de Aspergillus más importantes, que se dan en climas más cálidos, son A. flavus y A. parasiticus.

Algunas excepciones comunes a esta regla simplista son:

• ⇰ Penicillium verrucosum también produce OTA, pero solo en climas templados fríos donde infecta granos pequeños.
• ⇰ Fusarium verticillioides, omnipresente en el maíz con carácter endofítico, produce FUM y suele ser más frecuente cuando los cultivos están sometidos a estrés por sequía o sufren daños excesivos por insectos.

Profundizando en cómo se producen las micotoxinas, es importante comprender las características biológicas de los hongos.

El crecimiento de hongos y la aparición de micotoxinas individuales, es el resultado de una compleja interacción de varios factores entre los que las condiciones ambientales (geografía y factores climáticos) son los más relevantes (Kuiper-Goodman, 2004; Miraglia et al., 2009; Paterson y Lima, 2010; Paterson y Lima, 2011; Ramírez et al., 2006).

Estrechamente relacionados con estos dos factores principales (geografía y factores climáticos), los requisitos biológicos, concretamente, la temperatura y la actividad de agua (a_w) desempeñan un papel fundamental en el crecimiento de los hongos y la consiguiente producción de micotoxinas (CAST, 2003; FAO, 2004; Marth, 1992; Ramírez et al., 2006; Sweeney y Dobson, 1998).

Sin embargo, el crecimiento de los hongos y la producción de micotoxinas no son solo el resultado de simples combinaciones de temperatura óptima y actividad del agua. El estado sanitario del huésped (es decir, la planta) es un factor muy influyente que se verá muy afectado por el Cambio Climático.

Volviendo a los requerimientos biológicos de los hongos y tomando como ejemplo F. graminearum, varios estudios de podredumbre de raíz y tallo de cereales, han demostrado que el contenido óptimo de agua y temperatura para el crecimiento del hongo es de 0,99-0,98 a_w a 20-30°C cambiando a 0,95-0,96 a_w a 35°C (Ramirez et al., 2004).

Curiosamente, en 2006, el mismo autor (Ramírez et al., 2006) observó que, mientras que el crecimiento era óptimo a 25°C, la producción de micotoxinas era óptima a 30°C.

Está claro que las altas temperaturas y las condiciones estresantes para los cultivos contaminados con F. graminearum aumentan la producción de micotoxinas y sería muy interesante entender cómo, por ejemplo, el aumento de las temperaturas en Europa y EE.UU. puede afectar a la producción de Fusarium spp. y sus micotoxinas.

¿Cómo llegan las micotoxinas a los piensos?

A pesar de los esfuerzos por controlar la contaminación fúngica, tanto en el campo como en el almacenamiento, se ha registrado una amplia contaminación por micotoxinas en cultivos, harinas vegetales y piensos acabados.

El tipo y prevalencia de la contaminación por micotoxinas dependen del tipo de sustrato (tipo de harina vegetal y características del pienso acabado) y están muy asociados a determinadas zonas geográficas y a las condiciones climáticas locales durante las fases críticas de crecimiento o almacenamiento de las plantas.

Como hemos visto anteriormente, entre los factores que contribuyen a la presencia o producción de micotoxinas se incluyen:

• ⇰ Condiciones ambientales (temperatura, humedad).
• ⇰ Condiciones ecológicas relacionadas con la salud de las plantas (ataques de insectos, daños físicos a las plantas y estrés general, fuera del ámbito de este artículo).

Para complicar aún más las cosas, las micotoxinas más frecuentes en los productos vegetales no se destruyen durante la mayoría de las operaciones de transformación (por ejemplo, peletización o extrusión).

Más bien al contrario, el procesado afecta a la distribución de las micotoxinas y puede incluso concentrarlas en fracciones que se utilizan habitualmente en el pienso (subproductos vegetales, como la harina de gluten de maíz, los DDGS, etc.).

Varios autores han estudiado el destino de las micotoxinas durante el procesado de los cereales, como la selección, la limpieza, la molienda y los procesos térmicos. Sin embargo, su concentración final en los piensos es variable y se ve afectada por diversos factores, como:

• El tipo de micotoxinas
• El nivel y el alcance de la contaminación fúngica
• La complejidad de la tecnología de transformación de los cereales

Teniendo en cuenta la complejidad de la cadena de valor de los piensos, desde los cultivos hasta los piensos acabados, es fácil comprender que el control de todos los factores que pueden provocar la contaminación por micotoxinas, escapa a menudo al control humano.

No es objetivo de este artículo discutir los métodos de mitigación. Sin embargo, es importante destacar que no todos los mohos producen micotoxinas e incluso los que tienen capacidad de hacerlo pueden estar presentes sin producir ninguna micotoxina, porque las condiciones para su producción podrían no cumplirse.

Por lo tanto, la confirmación de la contaminación por mohos no es lo mismo que la demostración de la contaminación por micotoxinas.

En consecuencia, el uso de inhibidores del crecimiento de los mohos en granos y piensos no garantiza que los piensos estén libres de micotoxinas, ya que éstas también se producen en los cultivos y no se destruyen durante el procesado.

Por ello, se recomienda encarecidamente realizar controles regulares para detectar la contaminación por micotoxinas.

¿Cómo podría el clima cambiar por completo la perspectiva actual?

Como hemos aprendido, el crecimiento de los mohos y la posterior producción de micotoxinas dependen, en gran medida, de factores ambientales o extrínsecos, como el estrés relativo general de la planta, la humedad, la temperatura y los niveles de oxígeno/CO₂.

Por tanto, es fácil comprender que el Cambio Climático podría tener un impacto relevante en la aparición de peligros para la seguridad de los piensos/alimentos a lo largo de toda la cadena agroalimentaria.

En consecuencia, es urgente comprender los factores de impacto abiótico relacionados con el cambio climático (por ejemplo, ⇑temperatura, ⇑CO2 y extremos en la disponibilidad de agua).

Para hacer frente a un reto tan tremendo, parece que el enfoque actual del sector de la producción animal, centrado únicamente en métodos de mitigación, puede quedarse corto.

Debe considerarse un enfoque holístico que tenga en cuenta los pasos de la gestión de riesgos, la estimación de riesgos, la identificación de riesgos, el análisis de riesgos y la evaluación de riesgos, no solo para los piensos, sino para toda la cadena agroalimentaria.

Estas complejas interacciones que implican a toda la cadena agroalimentaria, supondrán una gestión compleja, pero también aumentará la eficiencia y transparencia del sector.

Para que su aplicación sea exitosa, deben tenerse en cuenta varios factores importantes en un macroescenario de este tipo, por ejemplo:

• El contexto legislativo.
• Modelos que permitan la interacción y el intercambio de datos entre agricultores, procesadores de cereales y fabricantes de piensos.
• Implementación de modelos predictivos que abarquen desde los cultivos hasta el almacenamiento (de los cereales a los piensos).
• Desarrollo de nuevas estrategias de detoxificación de micotoxinas (del cultivo al pienso).

Posibles retos legislativos

La mayoría de los países cuentan con normativas que limitan la presencia de las micotoxinas detectadas con más frecuencia en los productos destinados a la alimentación animal, para disminuir la posibilidad de que tengan efectos negativos en la producción animal y limitar su transferencia a los alimentos.

A mi entender, existe una falta de armonización legislativa que, incluso hoy en día, ha contribuido significativamente al debate sobre la concienciación de la entrada de micotoxinas en la cadena de suministro de piensos/ alimentos, especialmente cuando se considera el comercio global.

Además, cada vez será más frecuente que los países tengan que hacer frente a micotoxinas poco comunes en su región (tanto importadas como producidas localmente debido al Cambio Climático).

Por lo tanto, los programas de evaluación del riesgo de micotoxinas deben tener en cuenta la globalización de este reto, uniformizando los niveles máximos de contaminación aceptables para los distintos tipos de productos finales.

Aparte de los riesgos para la salud animal o los posibles efectos de transferencia a los seres humanos (que podríamos analizar en otro artículo), la contaminación por micotoxinas de cultivos, cereales y piensos puede tener importantes repercusiones económicas y comerciales, así como nuevas oportunidades.

Es bien sabido que el impacto económico de las micotoxinas, teniendo en cuenta la pérdida de producción de cultivos, la eliminación de alimentos y piensos contaminados, la reducción de la producción ganadera, la pérdida de vidas humanas y animales, el aumento de los costes de atención sanitaria humana y animal, los costes analíticos y normativos y la inversión en investigación, es enorme.

Es difícil obtener estimaciones cuantitativas de las pérdidas económicas asociadas a la contaminación por micotoxinas, pero se calcula que oscilan entre cientos de millones y miles de millones de dólares anuales.

El establecimiento de un marco legislativo claro y la aplicación de modelos que permitan la interacción y el intercambio de datos entre agricultores, transformadores de grano y fabricantes de piensos, junto con el uso de herramientas predictivas, pueden permitir:

• Identificar en una fase más temprana de la cadena de producción, cómo mejorar nuestra eficacia en la evaluación de riesgos.
• Disminuir la probabilidad de pérdida de eficacia de la producción.
• Encontrar soluciones para los granos altamente contaminados por micotoxinas que son inadecuados para su uso en alimentación animal (en lugar de su eliminación mediante destrucción).

De hecho, estos granos altamente contaminados por micotoxinas podrían abrir las puertas a nuevos avances, como la detoxificación de micotoxinas mediante insectos comestibles, el uso de estas materias primas como fuentes de energía y nutrientes para proteínas fermentadas alternativas o el desarrollo de nuevas herramientas de detoxificación de materias primas.

Así pues, un marco legislativo adecuado puede ser el catalizador que siente las bases para una mayor inversión en el sector, posiblemente pasando de una gestión de tipo reparador a un enfoque de gestión más preventivo, fomentando también la aplicación de nuevas tecnologías (por ejemplo, modelos predictivos) y el desarrollo de nuevas industrias.

Las herramientas de modelización pueden ser muy útiles

Como ya se ha mencionado, herramientas como la evaluación de riesgos y los modelos predictivos serán fundamentales para ayudar a identificar los posibles retos que plantean las micotoxinas.

Una cosa de la que podemos estar seguros es que el Cambio Climático, sin duda, supondrá una mayor imprevisibilidad para los actuales planes de gestión de micotoxinas.

Por lo tanto, la mejora de los métodos de evaluación del riesgo en la cadena alimentaria animal, incorporando modelos predictivos para evaluar el riesgo derivado de las micotoxinas en los cultivos, los cereales y los piensos, incluida su transferencia a los productos animales, parece ser la herramienta más poderosa para hacer frente a los efectos adversos derivados del Cambio Climático.

Las herramientas de modelización pueden ser una forma excelente de integrar un modelo de colaboración que permita la interacción y el intercambio de datos entre agricultores, procesadores de grano y fabricantes de piensos.

⇰ Estos mismos datos recopilados serán de gran utilidad a la hora de planificar cómo actuar oportunamente en cada paso de la cadena de valor.

El mayor riesgo asociado a las micotoxinas en relación con el Cambio Climático será encontrar micotoxinas en países/cultivos que antes no eran infrecuentes.

Todos los agentes de la cadena de valor tendrán que actualizar sus conocimientos y, para ello, es necesario recopilar y compartir datos en toda la cadena.

Por ejemplo, los países desarrollados con climas templados, como el sur de Europa y Estados Unidos, alcanzan con más frecuencia temperaturas de 33ºC.

¿Podríamos esperar ver producción de aflatoxinas en estas regiones?

Los agricultores se enfrentan a un reto totalmente nuevo y con conocimientos insuficientes.

Además de los conocimientos necesarios para gestionar estos nuevos retos en el campo, estas regiones también pueden tener que hacer frente al aumento de los costes de producción (por no hablar de la pérdida de rendimiento) debido, por ejemplo, a la necesidad de mejorar el entorno de las instalaciones de almacenamiento en la postcosecha.

Consideraciones para futuras estrategias de gestión de micotoxinas

Las evidencias bibliográficas y las opiniones de los expertos, señalan que el Cambio Climático traerá consigo retos adicionales para nuestros planes de gestión de micotoxinas.

Existe una alta probabilidad de que aumente la presencia de micotoxinas y de que aparezcan micotoxinas en regiones y/o en cultivos donde no eran frecuentes en el pasado.

El efecto del Cambio Climático en los sistemas agrarios puede ser profundo y ello repercutirá en la productividad de la producción animal si no actuamos con prontitud.

Habrá que hacer frente a la posible pérdida de eficiencia, tanto en los cultivos, como en la producción animal, y el enfoque de la remediación no parece ofrecernos muchas garantías en un escenario tan complejo.

Los modelos de predicción pueden ayudarnos a mejorar la eficacia de nuestra evaluación de riesgos, lo que disminuirá la probabilidad de pérdida de eficiencia productiva.

Sin embargo, es posible que también necesitemos encontrar una solución para los cultivos altamente contaminados por micotoxinas que no son aptos para la alimentación animal.

Una cosa es segura, habrá que considerar las incertidumbres del Cambio Climático como un reto para toda la cadena de valor, desde los cultivos hasta los productos animales. Esto puede suponer una nueva oportunidad holística y una perspectiva entusiasta para el sector.

Esto puede abrir oportunidades para nuevos avances, como la detoxificación de micotoxinas mediante insectos comestibles, el uso de esas materias primas como fuentes de energía y nutrientes para proteínas fermentadas alternativas, o el desarrollo de nuevas herramientas de detoxificación de materias primas.

REFERENCIAS

CAST, 2003. Mycotoxins: risks in plant, animal and human systems, Ames, IA.

FAO, 2004. Worldwide regulations for mycotoxins in food and feed in 2003, FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS Rome.

Khaneghah, A., Martins, L., Von Hertwig, A., Bertoldo, R. and Sant’Ana, A., 2018. Deoxynivalenol and its masked forms: Characteristics, incidence, control and fate during wheat and wheat based products processing – A review. Trends in Food Science & Technology 71: 13-24.

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