Los hongos filamentosos y las micotoxinas.

La contaminación de alimentos por hongos filamentosos y levaduras es causa de grandes pérdidas económicas en todo el mundo. Muchos hongos son reconocidos agentes de deterioro y pueden alterar las características organolépticas de los alimentos. Desde el punto de vista sanitario, algunos de ellos producen esporas que generan reacciones alérgicas en el hombre y animales. Otros presentan la capacidad de producir una gran variedad de metabolitos secundarios denominados micotoxinas. Los hongos productores de micotoxinas se encuentran muy difundidos en el ambiente y resultan ser contaminantes frecuentes de los alimentos (Pitt Hocking, 1999).

Los hongos filamentosos presentan una gama óptima de temperatura de crecimiento que se encuentra entre 28 y 37 °C y pueden crecer en un amplio rango, el cual se extiende entre 12 y 48°C. Se presentan en la naturaleza bajo la forma de micelio o esporas sexuales o asexuales llamadas conidios. Bajo condiciones adversas tales como desecación o escasez de nutrientes, forman estructuras de resistencia. De este modo permanecen latentes hasta que las condiciones ambientales cambian y se hacen favorables; es entonces cuando los esporos germinan dando nuevo micelio (Cotty, 1988; Yu, Cleveland, Nierman, Bennett, 2005).

Las micotoxinas son metabolitos secundarios que se generan cuando la fase de crecimiento del hongo llega a su etapa final y durante la fase estacionaria, siendo a menudo asociado con la diferenciación y la esporulación. Son moléculas relativamente pequeñas (PM<700 Da). La mayor parte de estos metabolitos secundarios se originan en la ruta policetónica. Existen otras rutas biosintéticas pero son más complejas y esa complejidad se relaciona con un menor número de especies fúngicas capaces de sintetizar las micotoxinas (Moss, 1991). Las micotoxinas constituyen un problema a nivel mundial por su alta incidencia y niveles de ocurrencia en alimentos para humanos y animales. Antes de la

2 cosecha, el riesgo para el desarrollo de aflatoxinas es mayor durante los períodos de sequía, dado que cuando la humedad está debajo del valor normal y la temperatura es alta, el número de esporas fúngicas en el aire aumenta y éstas infectan las cosechas a través los insectos y se favorece la producción de aflatoxinas (Christensen, 1987). Durante la fase de post-cosecha, la proliferación de hongos y producción de aflatoxinas puede aumentarse en sitios de almacenamiento calientes y húmedos (Díaz, 2006).

Las especies toxicogénicas de mayor importancia pertenecen a tres géneros de hongos, Aspergillus, Penicillium y Fusarium. También producen micotoxinas ciertas especies de Alternaria, Claviceps, Stachybotrys, Pithomyces, Phoma, Diploidia, Trichothecium, Rhizoctonia y Myrothecium. Estos hongos son capaces de crecer sobre una gran variedad de sustratos bajo diversas condiciones ambientales.

La mayoría de los productos agrícolas son susceptibles de contaminación por hongos durante algunas de las etapas de producción, procesamiento, transporte o almacenamiento. (Vaamonde, 1996). Aspergillus y Penicillium se encuentran generalmente como contaminantes en alimentos durante el secado y almacenamiento, mientras que las especies de Fusarium pueden producir micotoxinas antes o después de la cosecha (CAST, 2003). Sin embargo, la presencia de esporos de estos mohos en un alimento no implica necesariamente la presencia de micotoxinas, sino que indica un riesgo potencial de contaminación. Asimismo, se debe tener en cuenta que las diferentes cepas de una especie difieren en su capacidad de producir micotoxinas y es común encontrar cierta proporción de aislamientos no toxigénicos. Se encotró que de 3460 aislamientos de Aspergillus flavus, el 74,4% de éstos resultaron ser cepas toxicogénicas. Por otra parte, de 29 aislamientos de Fusarium graminearum el 93,1 % de estos resultan ser cepas toxicogénicas (Vaamonde, 1996). Por otra parte, la ausencia de hongos toxicogénicos no garantiza que el alimento esté libre de micotoxinas, pues las toxinas pueden persistir aun cuando el hongo haya perdido su viabilidad.

3 Dentro de las familias más importantes de micotoxinas se encuentran las aflatoxinas, los tricotecenos, la ocratoxina A, las fumonisinas y la zearalenona. Las condiciones de colonización de los sustratos por los hongos micotoxigénicos, así como su posterior contaminación con micotoxinas juegan un papel fundamental en las estrategias de vigilancia y control de la industria alimentaria. Se resumen a continuación algunas características de dos géneros toxicogénicos con los que se trabajó en esta tesis.

Los mohos del género Aspergillus causan el deterioro de muchos productos alimenticios. Los productos metabólicos de su desarrollo suelen ser muy tóxicos, tanto para el hombre como para otros animales. También inhiben la germinación del grano y causan cambios de color, aumento de la temperatura, enmohecimiento, apelmazado y finalmente podredumbre de las semillas. Algunas especies como A. niger o A. oryzae, son de interés industrial y se emplean en la fermentación de alimentos (Kozakiewicz 1989).

La identificación fúngica se hace con base en las características macro y micromorfológicas en diversos medios de cultivo incubados a distintas temperaturas (Pitt Hocking, 1999) y mediante técnicas moleculares como la secuenciación de los genes que codifican para la región ITS1 5,8S- ITS2, para la calmodulina y para la β- tubulina, principalmente (Vero, 2011). La ubicuidad del género Aspergillus es debida a su capacidad de crecer a diferentes temperaturas sobre substratos con diverso contenido de humedad. La colonización de los granos por Aspergillus y otros hongos durante el almacenamiento, se produce de forma explosiva cuando la humedad relativa del ambiente intergranular se eleva por sobre el 70%, sin que se desencadene aún el fenómeno de brotación (Eguiazú, 1984). El rango de temperatura para el crecimiento varía desde 0-5°C para A. glaucus hasta 50-55°C para A. fumigatus, estando el óptimo entre 30 y 33°C para la mayoría de las especies. Se ha determinado que granos almacenados por debajo de 5 a 10°C y con un porcentaje de humedad del 15%, no fueron afectados por Aspergillus durante un año (Kozakiewicz, 1989). Son varios los metabolitos secundarios de Aspergillus

4 algunos de los cuales también son producidos por especies de Penicillium, como el ácido ciclopiazónico y la ocratoxina (Smith & Ross, 1991).

Las especies del género Penicillium se desarrollan sobre diversos substratos como granos, paja, cueros y frutas, entre otros. Su identificación con base en las características morfológicas fue optimizada cuando Pitt (1980) normalizó las condiciones de cultivo y Frisvad (1981) consideró la formación de los metabolitos secundarios en la descripción de las especies. (Pitt & Leistner 1991).

El género Penicilium crece sobre los alimentos preparados o sus materias primas, de origen vegetal o animal, en presencia de actividad acuosa y nutrientes adecuados. La baja temperatura de almacenamiento disminuye la velocidad del deterioro de las frutas infectadas por P. expansum, pero no lo previene. Los granos de cereales pueden contener P. aurantiogriseum aún antes de la cosecha, especialmente en las épocas húmedas, pero la mayor contaminación ocurre en los depósitos donde se mantienen las esporas desde una cosecha anterior (Lacey, 1989). La esporulación a una baja actividad del agua permite a los hongos completar su ciclo de vida sobreviviendo a las condiciones adversas, para ser luego diseminados por insectos y ácaros (Magan & Lacey, 1988).

1.2 Factores que controlan el crecimiento fúngico y la producción de