Nanoadsorbentes para el control de micotoxinas en piensos acuícolas: eficacia demostrada, potencial emergente y riesgos asociados

Al-Zahraa Mamdouh² y Eman Zahran¹*

¹Instituto Nacional de Oceanografía y Pesca (NIOF), El Cairo, Egipto
²Departamento de Medicina de Animales Acuáticos, Facultad de Medicina Veterinaria, Universidad de Mansoura, Mansoura, Egipto
*Autor correspondiente: [email protected]

Con la creciente demanda de piensos acuícolas sostenibles que incorporan ingredientes de origen vegetal, la contaminación por micotoxinas supone riesgos significativos para la salud de los peces, la calidad del producto y los consumidores humanos.

Diversos nanomateriales, incluidos nanoláminas de grafeno, nano-arcillas, nanopartículas de óxidos metálicos, estructuras metal–orgánicas (MOFs) y nano-adsorbentes magnéticos, han demostrado prometedoras capacidades de adsorción y mecanismos para la eliminación de micotoxinas, tales como atracción electrostática, enlaces de hidrógeno e interacciones π–π.

Esta revisión destaca los avances en técnicas de funcionalización que mejoran la eficiencia y la selectividad de adsorción.

Las aplicaciones prácticas enfrentan diversos desafíos, entre ellos:

• ⇒ Efectos de matriz derivados de la compleja composición del pienso
• ⇒ Capacidad limitada de adsorción de amplio espectro
• ⇒ Agregación de nanopartículas y problemas de estabilidad
• ⇒ Preocupaciones en materia de seguridad y regulación relacionadas con la toxicidad y los residuos
• ⇒ Limitaciones económicas asociadas al coste y la escalabilidad

Las investigaciones emergentes se han centrado en el desarrollo de nanoadsorbentes multifuncionales que no solo detoxifican micotoxinas, sino que también favorecen la salud intestinal y el rendimiento productivo de los peces.

Aunque los resultados de laboratorio son prometedores, se requieren más estudios in vivo y evaluaciones exhaustivas de seguridad para posibilitar su adopción comercial en los sistemas de acuicultura.

NUTRICIÓN EN ACUICULTURA Y EL DESAFÍO EMERGENTE DE LA CONTAMINACIÓN POR MICOTOXINAS

El pescado es una fuente importante de nutrientes esenciales en la dieta humana.

Es una fuente significativa de proteínas, aminoácidos esenciales, ácidos grasos omega-3 de cadena larga, vitaminas y la mayoría de los minerales y oligoelementos esenciales, particularmente yodo, flúor y cromo trivalente, que suelen estar ausentes en otros productos cárnicos (Tacon y Metian, 2013).

El rápido y masivo crecimiento de la población mundial ha provocado un aumento del consumo de productos del mar.

⇒ Por tanto, el incremento de las capturas pesqueras se ha considerado necesario para satisfacer la creciente demanda de pescado (Guillen et al., 2019).

La acuicultura es uno de los sectores de producción de alimentos de más rápido crecimiento y se ha ido expandiendo para abastecer a la población con productos acuáticos sostenibles y de alta calidad.

Los programas de alimentación en acuicultura dependen principalmente de piensos acuícolas comerciales con alto contenido en proteína, que favorecen el crecimiento y garantizan productos de alta calidad.

Aproximadamente el 40,0 % del pescado producido por la acuicultura requiere grandes cantidades de pienso proteico suministrado externamente (Deutsch et al., 2007).

Los piensos acuícolas comerciales se formulan a partir de una mezcla de ingredientes de origen vegetal y animal (Oliveira y Vasconcelos, 2020).

• ⇒ Los componentes de origen vegetal en los piensos acuícolas incluyen harina de soja y otros cereales (Matejova et al., 2017).
• ⇒ La harina de pescado y el aceite de pescado son ingredientes esenciales de origen marino utilizados en las formulaciones de piensos acuícolas. Constituyen fuentes importantes de proteínas, aminoácidos esenciales y ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (Jackson, 2012).

LIMITACIONES DE SOSTENIBILIDAD DE LOS INGREDIENTES DE ORIGEN MARINO

Entre el 65,0 % y el 75,0 % de la harina y el aceite de pescado se producen a partir de pescado entero, particularmente de pequeños peces pelágicos forrajeros como anchoas, caballa, sardinas, espadín y menhaden (Oliveira y Vasconcelos, 2020).

Sin embargo, la creciente demanda de producción acuícola ha dado lugar a una mayor demanda de harina y aceite de pescado utilizados en los piensos acuícolas y a la consiguiente escasez de peces pelágicos y otras especies empleadas en su producción, lo que actualmente se considera una preocupación tanto ecológica como económica (Oliveira y Vasconcelos, 2020).

⇒ Por lo tanto, los ingredientes de origen vegetal se utilizan actualmente como sustitutos de la harina y el aceite de pescado.

Las oleaginosas, leguminosas y cereales como la cebada, la colza, el maíz, la semilla de algodón, los guisantes/altramuces y el trigo son:

• ⇒ La principal fuente de proteína en la dieta para especies de peces de bajo nivel trófico (tilapia, carpa y bagre).
• ⇒ La segunda fuente principal de proteína para el camarón y las especies europeas de peces de alto nivel trófico.
• (Tacon et al., 2011b)

Los productos derivados de la soja son los ingredientes de origen vegetal más utilizados como sustitutos de la harina de pescado.

La harina de soja es el ingrediente más común utilizado como alternativa a la harina de pescado en los piensos para peces. Suele representar entre el 15 % y el 45 % de los piensos acuícolas destinados a peces herbívoros y omnívoros (Tacon et al., 2011a).

CONTAMINACIÓN POR MICOTOXINAS EN PIENSOS ACUÍCOLAS

Las micotoxinas son compuestos naturales producidos como metabolitos secundarios por hongos filamentosos, entre ellos Aspergillus, Penicillium y Fusarium, que suelen infectar una amplia variedad de alimentos y piensos en todo el mundo.

Pueden contaminar muchos cultivos, como el maíz, el arroz, los frutos secos, el trigo, la soja, el sorgo y el maíz, ya sea antes o durante la cosecha, o durante el procesamiento y almacenamiento de los piensos.

Las principales micotoxinas son las aflatoxinas, las fumonisinas, los tricotecenos, la zearalenona y la ocratoxina, y su presencia en los piensos acuícolas comerciales es un problema muy extendido (Gonçalves et al., 2018; Marijani et al., 2017).

• Las aflatoxinas (Afs) se detectaron por primera vez en el pienso para camarones tigre negros (Penaeus monodon) en Filipinas. (Bautista et al., 1994).
• Posteriormente, se detectaron AF en piensos para peces procedentes de explotaciones acuícolas de Tailandia (ALTUĞ y ÖZYURT, 2003) y en piensos comerciales para camarones en Turquía (Bintvihok et al., 2003).
• En Tailandia, las muestras de piensos para camarones y peces estaban contaminadas con zearalenona y ocratoxina A (OTA), mientras que en la India, los piensos para camarones estaban contaminados con Afs (Fegan and Spring, 2007).
• Se ha detectado zearalenona (ZEN) en piensos para truchas recogidos en dos granjas del noreste de Polonia (Woźny et al., 2013).
• Pietsch et al. (2013) informaron de la presencia de deoxinivalenol (DON) en muestras de piensos para la carpa común (Cyprinus carpio) de Europa central, mientras que Nácher-Mestre et al. (2015) documentaron la presencia de fumonisinas (FUM) y DON en piensos para salmón del Atlántico (Salmo salar) y dorada (Sparus aurata).
• En Argentina, se detectaron Afs, OTA, toxina T-2, DON y ZEN en piensos para salmónidos (Greco et al., 2015).
• Los piensos para la tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) y el bagre africano (Clarias gariepinus) procedentes de Kisumu (Kenia), Kigembe (Ruanda), Jinja (Uganda) y otros lugares estaban muy contaminados con AF, FUM y DON (Marijani et al., 2017).

ESTRATEGIAS CONVENCIONALES DE DESCONTAMINACIÓN: FORTALEZAS Y LIMITACIONES

Las técnicas físicas y químicas para la descontaminación de micotoxinas en los piensos se utilizan desde hace muchos años.

Los métodos físicos incluyen la clasificación, la limpieza, el tratamiento a alta temperatura, el procesamiento a alta presión, la esterilización, la cocción y la molienda (Grenier et al., 2014; Pankaj et al., 2018).

Los métodos químicos implican el uso de agentes que reducen o convierten las micotoxinas en subproductos menos tóxicos mediante ozonización, amonización o tratamiento con peróxido de hidrógeno (Čolović et al., 2019).

Aunque estos métodos pueden reducir los niveles de micotoxinas, a menudo no son respetuosos con el medio ambiente, pueden implicar altos costes operativos y pueden producir resultados inconsistentes. También pueden disminuir la calidad y el valor nutricional de los alimentos y piensos (Čolović et al., 2019; Pankaj et al., 2018).

ADSORBENTES BASADOS EN NANOTECNOLOGÍA COMO HERRAMIENTAS EMERGENTES PARA LA DETOXIFICACIÓN

Recientemente, se han investigado varios enfoques novedosos para eliminar las micotoxinas de los piensos.

Las partículas basadas en nanotecnología han ganado cada vez más atención como una posible solución a la contaminación por micotoxinas en diversas matrices de piensos.

Los nanoadsorbentes son materiales porosos a nanoescala (normalmente ≤ 100 nm) que pueden diseñarse para unir moléculas de micotoxinas en matrices complejas, incluyendo los piensos para peces.

• ⇒ Poseen grandes superficies, abundantes sitios de unión activos y una alta capacidad de adsorción.
• ⇒ Se pueden modificar funcionalmente (por ejemplo, superficies magnéticas, hidrófobas o cargadas) para mejorar la captura y adsorción eficientes de micotoxinas (Song and Qin, 2022).
• ⇒ Pueden eliminar las micotoxinas mediante adsorción a través de la atracción electrostática o los enlaces de hidrógeno.

Nanopartículas con capacidad para actuar como adsorbentes de micotoxinas en piensos para acuicultura.

NANOLÁMINAS DE GRAFENO

Las nanoláminas de grafeno consisten en una monocapa de átomos de carbono hibridados sp² y poseen importantes propiedades de adsorción debido a la presencia de sitios polarizados, ya sea ricos en electrones o empobrecidos en electrones, que permiten la deslocalización de los electrones π (Ersan et al., 2017).

Las nanoláminas de grafeno incluyen:

• ⇒ Grafeno
• ⇒ Óxido de grafeno (GO)
• ⇒ Óxido de grafeno reducido (rGO)

El óxido de grafeno (GO) consiste en una lámina de átomos de carbono del grosor de un solo átomo dispuestos en una red hexagonal, lo que proporciona una plataforma excelente para la fabricación de compuestos basados en nanopartículas metálicas (NP) (Ye et al., 2016).

Ya sea solo o incorporado en materiales compuestos, demuestra un gran potencial para la adsorción y eliminación de diversas sustancias, incluidas las micotoxinas, debido a su hidrofobicidad y gran superficie (Ye et al., 2016).

Estudios recientes han investigado el uso de materiales basados en grafeno para la adsorción de micotoxinas.

Por ejemplo, el óxido de grafeno a 10 mg/g mostró capacidades de adsorción de 0,045 mg/g para la aflatoxina, 0,53 mg/g para la zearalenona y 1,69 mg/g para el deoxinivalenol a 37 °C en trigo triturado (Horky et al., 2020).

Sin embargo, las nanoláminas de GO tienen varias limitaciones que restringen su aplicación directa en el mundo real:

• Dificultades en la recuperación y reutilización
• Separación incompleta de las micotoxinas adsorbidas mediante sedimentación o filtración
• Posible presencia de residuos indeseables en productos alimenticios

Para superar estas limitaciones, la combinación de GO con nanopartículas magnéticas ofrece una solución prometedora, ya que la aplicación de un campo magnético externo facilita la separación rápida y requiere menos energía que los métodos convencionales (Fu et al., 2014).

Además, la mejora en la eficiencia de recuperación y el coste de producción relativamente bajo del óxido de grafeno magnético (MGO) representan ventajas significativas que mejoran su aplicabilidad industrial.

• Ji and Xie (2020) prepararon óxido de grafeno magnético (MGO) y óxido de grafeno reducido magnético (MrGO) mediante la coprecipitación de nanopartículas de Fe3O4 sobre nanohojas de GO/rGO para eliminar el AFB1 del aceite de salvado de arroz contaminado. Sus hallazgos demostraron que el adsorbente MGO eliminó hasta el 88,82 % del AFB1, lo que indica un gran potencial para aplicaciones prácticas.
• Abbasi Pirouz et al. (2018) desarrolló una serie de adsorbentes innovadores basados en óxido de grafeno magnético modificado con quitosano (MGO-CTS), diseñados para la adsorción simultánea de AFB1, OTA y ZEN en piensos para animales.

El GO también puede modificarse químicamente mediante la introducción de grupos funcionales adicionales o mediante el injerto de diversos polímeros, como el quitosano, el imidazol, el poli(N-vinilcarbazol), la polianilina y el poli(clorhidrato de alilamina), para aumentar su capacidad de adsorción (Bytesnikova et al., 2021).

Estas modificaciones superficiales pueden mejorar significativamente la eficiencia de adsorción de micotoxinas del GO.

• Se desarrolló un sistema de óxido de grafeno funcionalizado (FGO) modificado con la molécula anfifílica bromuro de didecildimetilamonio (DDAB) para la eliminación de ZEN del aceite de maíz, que mostró una capacidad máxima de adsorción de 23,75 mg g-1 para ZEN. Las moléculas de ZEN interactuaron con los grupos funcionales de la superficie del FGO a través de interacciones π–π y enlaces de hidrógeno, lo que dio lugar a una adsorción química eficaz (Bai et al., 2018).
• Los nanocompuestos de sílice recubiertos con GO se han utilizado como adsorbentes en fase sólida para optimizar las condiciones de extracción para la determinación de aflatoxinas en cereales mediante HPLC-FLD (Yu et al., 2018).

NANOPARTÍCULAS DE ARCILLA

Las arcillas y sus derivados, incluyendo la montmorillonita, la bentonita, la zeolita, la halloysita, la atapulgita y la rectorita, se han utilizado como nanoadsorbentes basados en minerales arcillosos.

Se utilizan para eliminar diversos contaminantes, incluidos metales pesados y micotoxinas, debido a su:

• Propiedades fisicoquímicas
• Alta superficie específica
• Gran capacidad de intercambio catiónico y selectividad
• Hidrofilia superficial
• Electronegatividad superficial
• (Awad et al., 2019)

Se han evaluado nanopartículas a base de arcilla para la eliminación de micotoxinas de diversas muestras de piensos:

• Un nanocompuesto de atapulgita incorporado con Fe3O4 mostró una gran capacidad para eliminar AFB1 del aceite de cacahuete, con una tasa de eliminación del 86,82 % con una dosis del 0,3 % (Ji and Xie, 2021).
• Karami-Osboo et al. (2020) informaron sobre el uso de nanozeolita para reducir los niveles de micotoxinas en la harina de cebada. En su estudio, se utilizó un extracto de la planta medicinal Centaurea cyanus como agente reductor y encapsulante en la síntesis verde de un nanocompuesto de zeolita magnética (MZNC).
• Wang et al. (2020) investigó la influencia de los nanotubos magnéticos de halloysita en el rendimiento de adsorción, la tasa de recuperación y los parámetros isotérmicos y cinéticos de muestras de cereales contaminadas con ZEN. Durante la fabricación, se utilizan moléculas plantilla para crear sitios de reconocimiento específicos en polímeros impresos molecularmente en superficie (SPMIP). Tras la eliminación de la plantilla, las estructuras modificadas fueron capaces de reconocer y adsorber selectivamente el ZEN.

• Zhang et al. (2020) modificaron nanomontmorillonita utilizando bromuro de estearil trimetil amonio (STAB), produciendo NMMT-STAB con una capacidad de adsorción notablemente mejorada en comparación con la NMMT no modificada en el líquido ruminal de vacas lecheras. Esta modificación dio lugar a aumentos de 1,36, 4,81 y 1,92 veces en la reducción de AFB1, ZEN y DON, respectivamente.
• Sun et al. (2020) desarrollaron una serie de organomontmorillonitas modificando la montmorillonita con mezclas binarias de tensioactivos no iónicos y zwitteriónicos (NZMts) para la adsorción simultánea de AFB1 y ZEN en soluciones acuosas. Entre los materiales preparados, 1,5NZMts demostró la mayor capacidad de adsorción, alcanzando 4,87 mg/g para AFB1 y 49,26 mg/g para ZEN.

NANOPARTÍCULAS DE ÓXIDO METÁLICO

Las nanopartículas de óxido metálico (MONP) son partículas inorgánicas con grupos hidroxilo en la superficie que poseen una gran superficie y carga superficial, lo que les permite interactuar eficazmente con diversas micotoxinas mediante atracción electrostática, complejación superficial, enlaces de hidrógeno y degradación fotocatalítica (Prasanna et al., 2019).

El dióxido de titanio (TiO2), el óxido de zinc (ZnO) y el óxido de hierro (III) (Fe2O3) han sido ampliamente investigados para la eliminación y desintoxicación de micotoxinas en muestras de alimentos y piensos.

• Las nanopartículas de ZnO a 0,10 mg/ml eliminaron por completo 10 μg/l de AFB1 de una solución acuosa tras 60 minutos de irradiación UV (Raesi et al., 2022).
• En un estudio en el que se compararon nanopartículas de óxido metálico con aditivos antifúngicos comerciales para piensos, las nanopartículas de ZnO y Fe2O3 redujeron el crecimiento de Aspergillus flavus y disminuyeron significativamente la producción de aflatoxina B1 en muestras de piensos contaminados. Estos hallazgos indican su función en la reducción de la proliferación fúngica y la producción de toxinas antes de una contaminación grave (Nabawy et al., 2014).

Además de las aflatoxinas, se han investigado las nanopartículas de óxido metálico para la adsorción de DON y ZEN.

• Las nanopartículas de ZnO bioproducidas por Pseudomonas poae (P. poae) inhibieron el crecimiento fúngico, la formación de colonias y la germinación de esporas de Fusarium graminearum en el trigo y redujeron significativamente la síntesis de DON (Ibrahim et al., 2024).
• Un nanocompuesto de ZnO@mSiO2 redujo la producción de toxinas por A. flavus y F. graminearum en la harina de maíz en más de un 64,11 % y un 80,53 %, respectivamente. En los granos de maíz, el DON, el ZEN, el AFB1, el AFB2, el AFG1 y el AFG2 se inhibieron en más de un 81,3 % (Xu et al., 2025).

Las nanopartículas de óxido metálico son químicamente estables y mecánicamente robustas, con mecanismos multifuncionales de adsorción y degradación.

Sin embargo, las preocupaciones relativas a la agregación de nanopartículas, su posible toxicidad y la aceptación normativa en aplicaciones alimentarias siguen siendo consideraciones importantes para su implementación práctica.

ESTRUCTURAS METALORGÁNICAS (MOF)

Las estructuras metalorgánicas (MOF) son materiales cristalinos compuestos por iones metálicos o nodos de clústeres metálicos conectados por ligandos orgánicos multidentados a través de enlaces de coordinación (Liu et al., 2021).

Presentan grandes superficies y arquitecturas porosas, lo que las hace muy eficaces para los procesos de enriquecimiento y extracción funcionales, especialmente en la detección de contaminantes ambientales (J. Li et al., 2020).

Varios estudios han investigado los adsorbentes basados en MOF para la eliminación de micotoxinas, en particular AFB1:

• Samuel et al. (2021) informaron sobre la fabricación de cristales MOF basados en Zn funcionalizados con amina para la eliminación eficiente de AFB1 de las aguas residuales. Sus hallazgos demostraron que las moléculas de AFB1 se adsorbían como una monocapa en los sitios funcionales de los MOF NH2-Zn(BDC) (DMF) a través de interacciones de apilamiento π–π.
• El material MOF MIL-101(Fe) mostró una capacidad de adsorción significativa hacia el AFB1, alcanzando los 30,58 mg/g. La modificación de la superficie del MIL-101(Fe) con clorotrimetilsilano (TMCS) produjo el derivado hidrófobo TMCS-MIL-101, que eliminó eficazmente el AFB1 del aceite de cacahuete. La caracterización combinada por XRD y los análisis computacionales indicaron que las interacciones de van der Waals entre los ligandos de la estructura y las moléculas de AFB1 desempeñan un papel clave en el mecanismo de adsorción (Liu et al., 2022).
• Ma et al. (2021) desarrollaron una serie de materiales porosos derivados de MOF basados en Cu como adsorbentes eficaces para eliminar el AFB1 de los aceites vegetales contaminados. Según el modelo de isoterma de Langmuir, la adsorción de AFB1 en el MOF Cu-BTC se produjo en una superficie homogénea con abundantes sitios activos, en consonancia con un mecanismo de adsorción monocapa. Cabe destacar que el material MOF fabricado y probado en aceite no mostró citotoxicidad significativa, lo que sugiere que el material carbonoso poroso derivado del MOF Cu-BTC es prometedor como adsorbente seguro y eficaz para la eliminación de AFB1 en la industria alimentaria.

Existen varias limitaciones que restringen la aplicación práctica de los MOF en matrices alimentarias y piensos:

• ⇒ Muchos MOF, especialmente aquellos con enlaces basados en carboxilatos, presentan una estabilidad deficiente en agua y pueden degradarse en entornos acuosos, lo que reduce su eficacia en piensos o agua contaminados
• ⇒ Su síntesis suele ser costosa
• ⇒ La degradación estructural y la posible lixiviación de los componentes pueden plantear problemas medioambientales y toxicológicos
• ⇒ La reutilización limitada y las dificultades en la producción a gran escala siguen siendo obstáculos importantes para su aplicación práctica
• (Marinho et al., 2025)

NANOABSORBENTES MAGNÉTICOS

Los nanoadsorbentes magnéticos consisten en un núcleo magnético rodeado por una capa funcional.

• ⇒ El núcleo suele estar compuesto por óxidos de hierro, como magnetita (Fe3O4) o maghemita (γ-Fe2O3), y se utiliza para la separación magnética de micotoxinas.
• ⇒ La capa funcional del recubrimiento actúa como un sitio de unión específico para las micotoxinas y suele estar compuesta por sílice (SiO2), óxido de grafeno (GO), quitosano, estructuras metalorgánicas (MOF), polímeros o polímeros con impronta molecular (MIP).

Estos materiales se unen a las micotoxinas mediante enlaces de hidrógeno, apilamiento π–π, interacciones electrostáticas o interacciones hidrofóbicas (Ramadan et al., 2020).

Varios estudios han evaluado el uso de nanocompuestos magnéticos para la eliminación de micotoxinas de los piensos:

• Un nanocompuesto magnético de Fe3O4/zeolita preparado con extracto de Centaurea cyanus demostró una extracción rápida y sensible de AFB1, AFG1, AFB2 y AFG2 de muestras de arroz. La unión de las aflatoxinas osciló entre 2 y 10 ng/g, y se lograron eficiencias de extracción del 82 al 96 % en el primer minuto de contacto. Los límites de detección (LOD) fueron de 0,1 y 0,02 ng g-1, y los límites de cuantificación (LOQ) fueron de 0,4 y 0,08 ng g-1 para AFB1/AFG1 y AFB2/ AFG2, respectivamente (Karami-Osboo et al., 2020).
• Se utilizaron polímeros magnéticos con impronta molecular formados mediante la integración de Fe3O4 magnético con polímeros comerciales con impronta molecular para la extracción selectiva de AFB1, AFB2, AFG1 y AFG2 de piensos para cerdos. El nanocompuesto extrajo aflatoxinas en concentraciones comprendidas entre 0,2 y 3,2 ng/g, con LOQ que oscilaron entre 0,09 y 0,47 ng/g (Pérez-Álvarez et al., 2024).
• Los nanocompuestos magnéticos de óxido de grafeno (MGO) se han utilizado como adsorbentes de micotoxinas Fusarium en tortas de palmiste (PKC) contaminadas de forma natural, logrando reducciones del 69,57 %, 67,28 %, 57,40 % y 37,17 % para DON, ZEN, HT-2 y T-2, respectivamente (Pirouz et al., 2017).

Los nanoadsorbentes magnéticos presentan una rápida separación magnética, lo que permite una recuperación eficiente a partir de matrices complejas sin necesidad de filtración o centrifugación. Su gran superficie específica mejora la capacidad de adsorción, mientras que la química superficial ajustable de la cubierta funcional permite la introducción de sitios de unión selectivos para diferentes micotoxinas.

Además, muchos nanocompuestos magnéticos demuestran una buena reutilización después de los ciclos de adsorción-desorción, lo que los hace rentables y potencialmente sostenibles (Lü et al., 2024).

Sin embargo, siguen existiendo varias limitaciones:

• ⇒ Las nanopartículas magnéticas son propensas a la agregación debido a las fuertes interacciones dipolo-dipolo magnéticas, lo que puede reducir la superficie efectiva y el rendimiento de adsorción.
• ⇒ Su estabilidad puede verse comprometida en condiciones ácidas, lo que podría provocar la degradación estructural o la lixiviación de iones de hierro del núcleo magnético.
• ⇒ También persisten las preocupaciones normativas y de seguridad con respecto a su aplicación en los sistemas alimentarios y de piensos, especialmente en relación con los residuos de nanopartículas.
• ⇒ Los costes asociados a la funcionalización de superficies y a los materiales de recubrimiento avanzados pueden limitar las aplicaciones industriales a gran escala.
• (Castell et al., 2024)

LIMITACIONES PRÁCTICAS Y PERSPECTIVAS FUTURAS DE LOS NANOADSORBENTES EN LA ACUICULTURA

El efecto matriz asociado a la compleja composición de los piensos para peces es una preocupación importante, ya que componentes como las proteínas, los lípidos, los carbohidratos y los minerales pueden competir con las micotoxinas por los sitios de adsorción disponibles, reduciendo así la eficiencia de unión.

Esta adsorción competitiva puede alterar las interacciones superficiales y afectar a la capacidad de adsorción (Ghobish et al., 2025).

Además, ciertos nanoadsorbentes muestran una alta afinidad hacia micotoxinas específicas, como las aflatoxinas, debido a interacciones moleculares favorables (apilamiento π–π e interacciones hidrofóbicas), mientras que muestran una menor eficiencia de unión para otras toxinas como el DON y el ZEN.

En consecuencia, lograr una adsorción de amplio espectro sigue siendo un reto importante en los piensos contaminados con múltiples micotoxinas (Song y Qin, 2022).

Las consideraciones de seguridad son especialmente importantes en aplicaciones a gran escala.

• ⇒ Los nanomateriales destinados al uso en piensos deben someterse a una evaluación exhaustiva en lo que respecta a su biocompatibilidad, su potencial de bioacumulación, su toxicidad para los organismos acuáticos y su impacto medioambiental.
• ⇒ La aprobación reglamentaria también puede requerir una evaluación detallada de la estabilidad de las nanopartículas, su comportamiento de degradación y los posibles residuos en los tejidos comestibles de los peces (Mahaye, 2025).

Las investigaciones actuales se centran en el desarrollo de nanoadsorbentes de amplio espectro capaces de capturar múltiples clases de micotoxinas.

Los enfoques emergentes también apuntan a utilizar los nanoadsorbentes como aditivos multifuncionales para piensos que no solo adsorben micotoxinas, sino que también mejoran la salud intestinal, modulan las respuestas inmunitarias y mejoran el rendimiento del crecimiento en los peces.

A pesar de los prometedores resultados obtenidos en laboratorio (Fadl et al., 2020; Ghobish et al., 2025), las aplicaciones comerciales en la acuicultura se encuentran aún en una fase inicial.

Se requieren más investigaciones in vivo para confirmar la seguridad, la eficacia y la viabilidad económica a largo plazo en condiciones prácticas de explotación.

CONCLUSIONES

La aplicación de nanoadsorbentes representa un enfoque prometedor e innovador para mitigar la contaminación por micotoxinas en los piensos para acuicultura, abordando así los retos críticos asociados al uso cada vez mayor de ingredientes de origen vegetal.

Diversos nanomateriales, entre ellos las nanoláminas de grafeno, las nanoarcillas, las nanopartículas de óxido metálico, las estructuras metalorgánicas y los nanoadsorbentes magnéticos, han demostrado una capacidad de adsorción significativa a través de diversos mecanismos, como la atracción electrostática, los enlaces de hidrógeno y las interacciones π-π.

Los avances en las técnicas de funcionalización han mejorado aún más la eficiencia y la selectividad de la eliminación de micotoxinas. Sin embargo, la aplicación práctica en los sistemas de alimentación acuícola sigue estando limitada por varios factores.

La compleja matriz de los piensos puede interferir en la eficacia de la adsorción debido a la unión competitiva, y muchos nanoadsorbentes muestran especificidad hacia determinadas micotoxinas, lo que limita su eficacia de amplio espectro.

Además, cuestiones como la agregación de nanopartículas, la estabilidad en condiciones variables, la toxicidad potencial, las barreras normativas y la viabilidad económica plantean retos importantes para su aplicación a gran escala.

Las investigaciones emergentes centradas en nanoadsorbentes multifuncionales que combinan la detoxificación de micotoxinas con mejoras en la salud intestinal y el rendimiento del crecimiento de los peces muestran un potencial considerable.

Para facilitar la transición del éxito en el laboratorio a la adopción comercial, son esenciales estudios in vivo exhaustivos y evaluaciones de seguridad rigurosas.

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