Evaluación del peligro potencial y real de la presencia de ocratoxina A, tricotecenos B y patulina en trigo y manzana mediante técnicas microbiológicas y cromatográficas

Abstract

Las micotoxinas son metabolitos secundarios producidos por hongos filamentosos capaces de crecer en gran variedad de sustratos, contaminando con frecuencia alimentos, en especial, los de origen vegetal, pudiendo producir una respuesta tóxica en animales o seres humanos después de la ingestión del alimento contaminado. Los principales hongos productores de micotoxinas pertenecen a los géneros Penicillium, Aspergillus, Fusarium y Alternaria que pueden producir entre otras, las micotoxinas: alternarioles, aflatoxinas, zearalenona, patulina, ocratoxinas y tricotecenos. Dada la peligrosidad de la ingesta de micotoxinas, la Unión Europea, preocupada por la calidad y salubridad de los alimentos, ha aprobado el Reglamento (CE) 1881/2006 de la Comisión en el que controla la presencia de micotoxinas en productos alimentarios que llegan al consumidor. De entre las diferentes micotoxinas las que están adquiriendo mayor relevancia debido a que están siendo encontradas en gran variedad de sustratos son: la ocratoxina A (OTA) y los tricotecenos tipo B, así como la patulina (PAT). La OTA es nefrotóxica, nefrocarcinogénicas, inmunosupresora, teratogénica y posiblemente genotóxica. Los niveles más altos de incidencia de OTA se han encontrado en cereales y productos derivados, así como en uva y derivados. Los tricotecenos pueden producir diferentes efectos tóxicos en animales y humanos como rechazo del alimento, vomito, hemorragia, anemia, immunosupresión, reducción de ganancia de peso y diarrea. También son unos potentes inhibidores de la síntesis de la proteína. El desoxinivalenol es el más frecuente tricoteceno detectado en muestras de cereal, aunque también se puede encontrar nivalenol, 3- y 15-acetildesoxinivalenol. Todas estas micotoxinas están clasificadas como tricotecenos tipo B. La patulina, produce hiperemia, congestión y lesiones hemorrágicas, especialmente en el tracto digestivo; así como náuseas y vómitos. La PAT puede detectarse en frutas, hortalizas, cereales y piensos. Para la determinación de las micotoxinas se utilizan técnicas cromatográficas que ofrecen los mejores resultados, sin embargo es imprescindible su optimización para adaptarlas a cada matriz, así como de un método previo de preparación, extracción y purificación adecuado para cada tipo de sustrato. La tesis doctoral está enfocada a: i) La realización de estudios de la micobiota presente en trigo y manzana. ii) La evaluación de la incidencia de especies fúngicas potencialmente productoras de OTA y tricotecenos tipo B en trigo y de patulina en manzana. iii) La mejora de los métodos de detección de la OTA, tricotecenos tipo B y patulina en los productos a estudiar. Para ello se realiza un estudio de la metodología existente y se procede al análisis comparativo y a una posterior optimización con procedimientos desarrollados en nuestro laboratorio. iv) La optimización de técnicas de análisis sensibles, fiables y reproducibles para la determinación de las toxinas en los cereales y manzanas y en sus derivados considerados mediante GC, LC, GC-MS, LC-MS. v) El análisis de los tricotecenos tipo B y ocratoxina A en trigo y sus derivados como pan, y comprobar su incidencia y cantidad de toxina encontrada para establecer el grado de peligrosidad para el consumo humano, y comparar los resultados con los de otros países. De igual modo se abordó el estudio de la patulina para la manzana y sus derivados. vi) Los estudios de la influencia de la temperatura de incubación, actividad de agua y tipo de aislado en la producción de tricotecenos tipo B, OTA y patulina. vii) El desarrollo de métodos predictivos para poder predecir la existencia de micotoxinas y poder eliminar riesgos controlando los diversos factores de la manipulación del trigo. viii) Los estudios sobre el uso de fitosanitarios con respecto al control de la presencia de estas especies fúngicas contaminantes en las materia primas y el efecto que estos pueden ejercer sobre la producción de diferentes micotoxinas.

The mycotoxins are secondary metabolites produced by filamentous fungi able to grow in great variety of substrates, contaminating frequently foods such as wheat and apple. These foods can produce a toxic effects in humans. The main producing fungi of mycotoxins belong to the genera Penicillium, Aspergillus and Fusarium that can produce among others, patulin, ochratoxin and trichothecene mycotoxins. Research carried out in the development of the Doctoral Thesis has permitted: i) Mycobiota study of wheat coming from the Spanish market with special attention to the potentially producing species of ochratoxin A (OTA), nivalenol, deoxynivalenol, and 3–acetyldeoxynivalenol and 15–acetyldeoxynivalenol and mycobiota study of apple especially by Penicillium expansum, the main patulin producing species. ii) Critical study and optimization of chromatographic methods for ochratoxin, type–B trichothecene and patulin determination in vitro culture media of the main producing fungal species. iii) Chemotyping of isolates belonging to species that are potential producers of ochratoxins, type–B trichothecenes and patulin in wheat and apple. iv) Study of the influence of physicochemical factors on mycelial growth of the fungi and mycotoxin production. v) Design and application of response surface models to predict deoxynivalenol accumulation by Fusarium graminearum and ochratoxin A accumulation by Aspergillus ochraceus in wheat in different conditions. vi) Optimization of the methodology for determining of ochratoxin A and type–B trichothecenes in wheat and wheat products, and of patulin in apple and apple products. Analysis of foodstuffs in Spain. vii) Stability study of ochratoxin A and type– B trichothecenes for baking process. viii) Critical study of mycotoxin multi–detection methods by LC–MS in wheat flour. Preparation and optimization of an analytical method to determine the maximum number of mycotoxins present in wheat flour.