51La AlimentaciónLatinoamericana N° 189.1991

MODIFICACIONES DE LACONTAMINACION POR MICOTOXINASDURANTE ELPROCESAMIENTO yELABORACION DE ALIMENTOS

Gallo, Alicia del Valle (1,2), Pacin, Ana María (1,3) y Resnik, Silvia Líliana (3,4).

UNIVERSIDADNACIONALDE LUJANCruces de Rutas 5 y 7 C.C. 221(6700) Luján, Provincia de Buenos Aires.

(1) Departamento de Tecnologia, Un"ersidad Nacional de Luján(2) Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET).(3) Comisiónde Investigaciones Científicas da la Provinciade Buenos Aires.(C.I.C)(4) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Buenos Aires.

Introducción

Las micotoxinas son metabolitos secundarios tóxicos de hongos ha-bituales del suelo y aire, capaces de producir manifestaciones clínicasmuy severas (1).

Entrelastoxinasmás estudiadas,se encuentran aquellasproduci-das por losgéneros Aspergillusy Penicilliun:aflatoxinas,ocratoxinas,citrinina,ácidopenicílicoy patulina;Fusarium:zearalenona,tricotece-nos;y Claviceps:alcaloidesdel cornezuelode centeno (2).

Losefectosclínicosque presentan en el hombrey losanimalessepodríansintetizaren el siguientecuadro:

AFLATOXINAS -Inhibición de síntesis de ADN y ARN.-Actividad hepato-cancerígena y mutagénica (4,5).-Síndrome de Reye (6)

TRICOTECENOS -Inhibiciónde la biosíntesis proteica (7).- Alteraciónde las concentraciones de aminascerebrales (3).

- Citotoxicidad ( sobre médula ósea, epiteliointestinal) (8).

- Efectos estrogénicos (9)ZEARALENONA

OCRATOXINA A - Inhibiciónde la glucogenólisis.- Inhibiciónde la síntesisproteica.- Toxicidadrenal,hepática,carcinogenética.

embriotóxica(3,10.11). .

ALCALOIDES DEL- Simpaticolítico (3)CORNEZUELO - Afectaen formacrónicalosmiembrosinferiores

es y en formaaguda el sistemanerviosocentraly periférico (3).

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Por una parte las prácticas demanejo de materias primas, talescomo una adecuada rotación enlos cu~ivos, la cosecha anticipa- ,da, el almacenamiento apropiado,previenen la'contaminaciónpor mi-cotoxinas; y por otra parte las con-diciones meteorológicas desfavo-rables pueden favorecer la mis-ma.

La modificación de esta últimasituación probablemente se basa-rá enel desarrollo de variedades ehíbridos resistentes al ataque fún-gico y/o producción de micotoxí-nas, lo que posteriormente tende-rá a disminuir el riesgo de apari-ción de esta contaminación.

Mientras no existan medidasde prevención que imposibiliten eldesarrollo de hongos y la produc-ción de micotoxinas, la contami-nación persiste en los alimentos;por lo tanto es necesario estudiarlos procesos que modifiquen laconcentración de las mismas.

El procesamiento y la cocciónde productos contaminados conmicotoxinas pone a estas bajo ac-ciones físicas, químicas y mecáni-cas que pueden destruir o redistri-buir el contenido de toxinas.

El objetivo de este trabajo esanalizary sistematizar estudios re-alizados en otros países sobre lainfluencia del procesamiento y de-terminar cuáles de ellos puedenproducirunadisminución delacon-centración, así como las proba-bles modificaciones de las varia-bles de proceso que permitan uti-lizar material contaminado yobte-ner alimento no tóxico.

Es ímposible abarcar todos losprocesos utilizados en la industriaalimentaria, ya que no todos elloshan sido estudiados ní todas lastoxínas han sido ensayadas. Exis-te considerable información sobreaflatoxinas (12,13,14) y sobre de-oxinívalenol (DON), uno de los tri-cotecenos (15,16) para algunosprocesos definidos; para otras to-xinas se han hallado escasos es-tudio~.,enbíbliografía (17,18,29).

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Selección

La operación de selección demateriaprima es devital importan-cia para la preparación de un ali-mento de buena calidad. Si seconsidera lacontaminaciónpormi-cotoxinas, la selección ha dadobuenos resultados en la elabora-ción de jugos de manzana y perasin contenido de patulina. En estecaso la elimínación de las frutasmanchadas, en su mayoríaa con-secuenciadel ataquefúngico, per-mite obtener jugos libres de lamencionadatoxina. Estaselecciónimplica para la industria un costoadicional, ya que habitualmentese emplea materia prima de me-nor calidad.

La contaminación por micoto-xinas tiene una distribución hete-rogéneay por lotanto enun lotedegranos puede existir un pequeñogrupo de los mismos que presen-te una contaminación muy eleva-da, en tanto el resto del lote tieneescasa concentración de micoto-xinas. Cuando es posible identifi-car los granos contaminados, laselección o separación de los mis-mos, disminuye el valor promediode contaminación; en el caso deaflatoxinas (15).

La separación de partículas ogranosdañados puedellevaraca-bo diferentes formas.

La clasificación manual es uti-lizada en Brasil, Australia y paísesafricanos para la separación demaní contaminado.

La separación automática serealiza electrónicamente con undispositivo que compara colora-ción, y separa el granodañadoporun chorro de aire.EI uso de estosdispositivos resu~a en una reduc-ción de los niveles de contamina-ción originales bastante notable,entre 60 y 80%, sin embargo nopuede esperarse una remociónto-tal con métodos físicos de separa-ción (15).

En el caso de maní se logranresu~adosmuybuenoscombinan-do selección manualconclasifica-

ción por color automática, ya queen general el pocentaje de granosdecolorados es menor del 5% enpeso del lote (15).

La separación mecánica basa-da en el tamaño no ha dado bue-nos resu~ados en el caso del trigocontaminado por ocratoxina A,cuando se utiliza una malla de 2,5mm(15). La separación de las par-tículas dañadas se emplea conéxito en granos de tamaño de par-tícula grande como el maní, semi-llas de algodón, copra, nueces deBrasil o almendras.

El uso combinado de una se-paración mecánica, electrónica ymanual ha dado buenos resulta-dos.

Tomemos por ejemplo un lotede maní con una contaminaciónpromedio a~a de 150 ug/Kg deaflatoxinas totales (AFT) y apli-cando estas operaciones se lograobtener maní con 3 ug/Kg de AFTde contaminación promedio. En latabla 1 se observa el rendimientode cada operación (15).

Tabla 1

Métodode

"parnción

Rendim. Con!. de% AFT prom.

(ug/Kg.)

1502500

Muestra inicial 100

Separación mecánica 0,7Separación confotoelemento

Separación manualProducto final

14,90,783,7

302623

Otra forma de selección es porla diferencia de densidad. Se utili-za comunmente en Brasil para se-parar nueces de Pará contamina-das. Cada 24 horas se cosechanlas nueces del suelo debajo de losáriboles,se colocan en una cestillay se sumergen en agua, de estamanera se separan por flotaciónlos granos afectados (20).

Limpieza

En el procesamiento de arroz

una técnicaempleada es el pulidosuperticial por abrasión, Schroe-deretal. (21) encontraron entre un60 a 80 % en peso de toxinas en lafracción combinada de salvado ypulidos en la molienda seca dearroz contaminado con aflatoxi-nas.Tanto la limpieza húmeda co-mo la seca disminuyen la contami-nación en trigo y maíz contamina-dos con aflatoxinas, zearalenonay tricotecenos (22,23,24); en es-tos casos se obtuvo una disminu-ción entre 3 y 10 % de la contami-nación inicial.

La limpieza ocasiona una re-ducción de la contaminación pormicotoxinas,debido a que lainfes-tación por hongos se produce enprimer lugaren la superticie.luegoingresa al germen y en último lu-gar al endosperma. La contamina-ción por micotoxinas tiene un re-corrido similar.

Molienda

Se han realizado numerosostrabajos sobre molienda de trigo ymaíz y algunos sobre molienda decenteno, contaminados con dife-rentes micotoxinas y su distribu-ción a través de las distintas frac-ciones.

En molienda de trigo contami-nado con toxinas de Fusarium: ni-valenol (NIV), DON y ZEA(23,24,25,26,27.28) se observanporcentajes remanentes en hari-na, entre30a80%de NIV.60a75%de DON y30 a50%deZEA. Seobserva asimismo un efecto deconcentración en salvado y frac-ciones cortas que llega al dobledel trigo original. La distribución deDON en todas las fracciones demolienda es consistente con ladistribución de hongos en los gra-nos infectados (23).

Con respecto al maíz, como sesabe se puede realizar moliendaseca o húmeda de los granos, de-pendiendo de la tecnología de quedisponga el establecimiento ela-borador. Todas las fracciones pro-ducidas por molienda seca de ma-

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íz contaminado con ZEA presen-tan la micotoxina en distinta pro-porciónde acuerdoa como se dis-tribuyen las partes constitutivasdel grano (29).Se observó que lassémolas contienen los menoresniveles de contaminación, entre 5y 13 %, el germen contiene losmás altos 44 y 53 %, así como lasfracciones para balanceado ( queincluye restos de germen y salva-do); entre ambos se obtiene 60 y70%de lacontaminaciónporZEA.

En maízcontaminado con afla-

toxinas B, se observa un compor-tamiento similaral de ZEA. Losva-lores más altosse dan en las frac-ciones de germen, salvado y finosdegerminados (30).

Se nota una correlación entreel nivel de aflatoxinas B, con elcontenido de grasa, la mayor par-te del mismo se encuentra en elgermen.

En molienda húmeda de maízcontaminadocon aflatoxinas B, seobtiene toxina entodas lasfraccio-nes pero en diferente concentra-ción: en agua de remojo 40%, enfibra 30 a 38 %, en gluten 14 a17%, en germen 6 a 10% Yen almi-dón 1 a 1,2 'lo. El balanceado degluten (glutenfeed)contendría en-tre 80 y 90 % de la aflatoxina total(31). Elaguade remojo se presen-ta coloreada de marrónoscuro porlos granos mohosos, indicando elataquedigestivodelos hongos so-bre germen y endosperma.

En el casode micotoxinas mássolubles en agua que las aflatoxi-nas y ocratoxina A, la reducciónpor la solubilidaden el agua de re-mojo es mayor, tal es el caso deDON y moniliformina.

Elprocesode molienda generauna redistribución de las toxinaspresentes en el grano en las dife-rentes fracciones. En general seobserva bajos porcentajes en sé-molas y harinas,y mayores englu-ten y salvado. Esta distribución escoherente con el recorrido de la in-festación por hongos y micotoxi-nas.

Elaboración de pan y otrossubproductos de trigo y maíz

; ,".";. ; .,' '-~..~."Varios autores han estudiado

el efecto de estos procesos sobrelas micotoxinas presentes en hari-na de trigo y maíz contaminadas(15,16.18,24.32,33.34.35,36,37).

Para aflatoxinas la destrucciónes variable durante la preparaciónde la masa, amasado y fermenta-ción. Reiss (34) obtuvo una reduc-ción notable de aflatoxinas duran-te la preparación de la masa. Seobservó también una trasforma-

ción de aflatoxina B, a G, (37) queno fue confirmada por otros auto-res trabajando con la misma toxi-na (32,36). El proceso de hornea-do en sí causó pérdidas entre Oy25%.

Para el caso del pan egipcio(moldes chatos y alta temperatu-ra) el promedio de reducción fuedel 36 % (32).

Elcomportamiento del DONdu-rante la elaboración de productosde panificación es aún más pro-blemático. No se observa dismi-nución ni en la preparación de lamasa fermentada ni en el hornea-do de panes (24,25,34); tampocoen los panes egipcios cocinados aaltas temperatura (33).

En galletitas elaboradas conharina contaminada naturalmentecon DON, $coll el. al. (25) no ob-servaron pérdida alguna de toxi-na.

Usando harina de maíz conta-minada con aflatoxina para elabo-rar pan se obtuvo una pérdida del16%paraB (B, +B2)yun32%pa-ra G (G, + G2) (36).

Los alcaloides ergóticos (ergo-metrina, ergosina, ergotamina, er-gocornina, ergocriptina, ergocris-tina) son menos estables que cual-quiera de las micotoxinas ensaya-das. Normalmente. se presentanen niveles bajos de contaminacióndel orden de ppb. La pérdida en-contrada fue del 100% en pan deharina de trigo y 85 % en pan decenteno. debido a la menortrasfe-rencia de calor de la masa

.,"

panqueques la destrucción de al-caloides fue de 74 %, probable-mente por el menor tiempo delproceso.

Las micotoxinaspresentan pro-piedades físicas y químicas dife-rentes, por esta razón su compor-tamiento frente,a las variables deoperación es dispar. Por ejemplo,si se considera la temperatura, enla elaboración de pan, el DONesestable, tanto en el amasado co-mo en la etapa de horneado, lasaflatoxinas y zearalenona son deestabilidad intermedia yen el casode los alcaloides del cornezuelode centeno se destruyentotalmen-te.

Entortillaselaboradas con ma-íz contaminado con DON, 15ace-til- DONYZEA, Abbas et aL (17)encontraron una reducciónque va-rióentre 59 y 100 % para ZEA,72y82%para DON y 100%para 15acetil- DON. En este proceso seemplea hidróxido de calcio paramacerar el maíz previo a ia prepa-ración de las tortillas, esta etapaes la que favorece la remoción delas toxinas.

En laelaboración de fideosconharina de trigo contaminada conDON,los fideos japoneses experi-mentaron una pérdida de 43 a 48%,en los chinos en los que se em-pleócarbonato de sodio como adi-tivo, la pérdida fue del 58- 72 %, Yen iostipos spaghetti entre 47a 57% (38).

Stoloffy Trucksses (39)emple-aron sémolas de maíz contamina-das con aflatoxina para el proce-samiento de sémolas hervidas(28% de destrucción), y luego fri-tas (34 a 53 %), como se puedenotar el factor condicionante fueen este caso la temperatura.

También usaron la harina demaíz para hacer" muffins",en losque sólo se produjo una pérdidadel 13 %. ( En este producto lacomposición es diferente yel tiem-po de cocción menor).,,' En Ugali, un plato africano tra-dicional, preparado con harina demaíz contaminada con aflatoxina

".,,'~ ,'"

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se obtuvo una destrucción de 11y17,5%para aflatoxinas By G, res-pectivamente (36).

El agregado de aditivos tam-bién causa efectos en la ocurren-cia de micotoxinas en el procesa-miento de alimentos. El uso demedioalcalinopara la maceraciónde maíz. por ejemplo, favorece ladegradación de DONy ZEA;y lapresencia de carbonatos en fide-os, disminuye la concentración deDON.

Lasolubilidaden agua que pre-sentan el DONy la moniliformina,a diferencia de la escasa solubili-dad de aflatoxinas y ocratoxinas,indica que aquellos procesos queimplicanun lavado, podrían redu-cir la contaminación de las prime-ras. Tal es el caso, mencionadoantes, de la molienda húmeda ycocción de fideos con eliminaciónde líquidode cocción.

Fermentación alcohólica

Bennett el aL (19) trabajandocon maíz severamente contami-nado con ZEApara la producciónde etanol, no detectaron toxina enlafracción etanólica, mientrasquelossólidos residuales presentaronel doble de toxina que el sustratooriginaLEste efecto de concentra-ción puede deberse a la conver-sión de almidón del maíz a etanol,ya la pérdida de sólidos en lafrac-ción de solubles.

En la fabricación de cerveza

con agregado de aflatoxina B, yocratoxina A (40), se obtuvo unaremoción parcial de aflatoxinaB"18Y28% para dos nivelesde con-taminación inicialy, 14 Y27 % pa-ra ocratoxina A En otros estudiosse observó una reducciónaún ma-yor (15).

En la elaboración de sidra, lareducción alcanzó al 50 % de laconcentración original(15).

En los procesos que incluyenuna fermentación alcohólicapare-ciera que algunas toxinas se des-componen por la acción de las en-zimas provenientes de los micror-

ganismosque intervienenencadaproceso.

Otros procesos

Existen otros procesos que in-fluyen en la contaminación comoaquellos que se emplean en la ela-boración de aceites vegetales.Cuando se lleva a cabo el prensa-do de oleaginosas, las aflatoxinas,permanecen en la torta; en la ex-tracción de aceites por solventes,las toxinas pasan al aceite y lacantidad remanente en él depen-de de la polaridad del solvente.

Se realizaron ensayos en acei-te de oliva contaminado con afla-toxinaB,(12) para estudiar el efec-to del tiempo de almacenamiento,temperatu ra, exposición a la luzsolar y fritado. Se recuperó másdel 50 % de la toxina después de224 días de almacenamiento en laoscuridad. La exposición a la luzsolar de 10 Y 40 minutos causópérdidas de 55 y 95 %, respectiva-mente. Elcalentamiento causó unapequeña disminución aún cuandose usó una temperatura superior a2000 C.

Eltostado de granos de maíz aaltas temperaturas previo a la ela-boración de alimentos balancea-dos, es un procedimiento utilizadoen Canadá, que logra una reduc-ciónde la contaminación por afla-toxinas. Aunque está asociado auna pérdida de nutrientes, esteproceso es bueno y podría serem-pleado a temperaturas menorespara eliminarcitrinina,que es unamicotoxinatermolábil(41). '

La aflatoxina M, (AFM,)es unmetabolito de la aflatoxina B,pre-sente en la leche de los mamíferosque consumieronestaúltimatoxi-naen losalimentos.SeestudióelcontenidodeAFM,enquesoblan-coduranteelalmacenamiento,re-frigeradoy congelado,no habién-dosedetectadocambiosen losni-veles inicialesde contaminación(42).Unresultadosimilarseobtu-vo,alserestudiadosotrosproduc-tos lácteos como yogur, manteca y

kefir (producto de fermentación debacterias ácido- lácticas y levadu-ras) (43).

Se observa que la AFM, sopor-ta temperaturas de pasteurizacióny Otros empleados en la industrialáctea.

Conclusiones

Las micotoxinas pueden sufrircambios durante los procesos deelaboración de alimentos. Losfac-tores que inciden son múltiples yen muchas ocasiones interactúan,afectandoladescomposiciónopér-dida de las micotoxinas en cadaprocesamiento.

Para estimar la concentraciónmáxima de toxina aceptable en lamateria prima empleada en al ela-boraciónde alimentos,quenocau-se efectos tóxicos en el ser huma-no,es necesarioyconveniente co-nocer la reducción que se puedeproducir durante el procesamien-to. El conocimiento de los efectosde los diversos procesos, permiti-ría establecer límites superioresde micotoxinas en aquellas mate-rias que sufran un procesamientoque reduzca el contenido de lasmismas.

Agradeclmeintos.

Los autores agradecen el apo-yo de la Secretaría de Ciencia yTécnica y el Consejo nacional deInvestigaciones Científicas y Téc-nicas de la Nación; de la Comisiónde Investigaciones Cientílicas dela Provincia de Buenos Aires, delas Universidades Nacionales deLuján y de Buenos Aires; y de laFundación Gargill, para realiza-ción de este trabajo.

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