Influencia de los procesos de elaboración en el contenido de micotoxinas de alimentos de ...

235 Pages·2012·3.95 MB·Spanish

Tesis de Posgrado
IInnfflluueenncciiaa ddee llooss pprroocceessooss ddee
eellaabboorraacciióónn eenn eell ccoonntteenniiddoo ddee
mmiiccoottooxxiinnaass ddee aalliimmeennttooss ddee
ccoonnssuummoo mmaassiivvoo
Neira, María Susana
2000
Tesis presentada para obtener el grado de Doctor en Ciencias
Químicas de la Universidad de Buenos Aires
Este documento forma parte de la colección de tesis doctorales y de maestría de la Biblioteca
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Neira, María Susana. (2000). Influencia de los procesos de elaboración en el contenido de
micotoxinas de alimentos de consumo masivo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.
Universidad de Buenos Aires. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_3225_Neira.pdf
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Neira, María Susana. "Influencia de los procesos de elaboración en el contenido de micotoxinas
de alimentos de consumo masivo". Tesis de Doctor. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.
Universidad de Buenos Aires. 2000.
http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_3225_Neira.pdf
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Amifamilia, aDam'el
AGRADECIMIENTOS
A las doctoras Silvia L. Resniky Ana M Pacin, por su guía cientifica,
presencia y dedicación volcadas enla elaboración de esta tesis.
Ala Sra. Gabriela Cano de Brandopor su amistady colaboración.
A la Dra. Elena J. Martínez por su valioso aporte en el análisis
estadístico de los datos.
A la Dra. María Luz Pita Martín de Portela y a la Lic. Margarita
Samarpor su colaboración enla concreciónde éste trabajo.
Al Dr. Héctor González, al Lic. Gustavo Moltó, a la Sra. M Elena
Módenay a la Sra. Daniela Taglieri por su valiosa ayuda.
A la Srta. Leticia Scoccia por sus sugerencias y ayuda para la
elaboración de esta tesis.
Al Centro de Investigación en Micotoxinas de la Universidad Nacional
de Lujány al Departamento de Industrias de la Facultad de Ciencias Exactas
y Naturales de la Universidad de Buenos Aires, donde realicé el trabajo
experimental.
A la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos
Aires (CIC), por las becas concedidas y el apoyo económico recibido, así
como a la Fundación Cargill, al Consejo Nacional de Investigaciones
Cientificasy Técnicas,y a la Universidad de BuenosAires.
A los Dres. Jorge A. Lasta, H. Ricardo Rodríguez y Norma A. Pense],
del Instituto Tecnología de Alimentos del Instituto Nacional de Tecnología
Agropecuaria, INTACastelar por su estímuloy valiosa colaboración
A misamigosy compañeros del Instituto Tecnología por su amistad.
"INFLUENCIA DELOSPROCESOS DEELABORACIÓN ENEL CONTENIDO
DEMICOTOXINAS DEALIMENTOS DECONSUMOMASIVO"
RESUMEN
Sellevó acabo enlapoblación delaUniversidad Nacional deLujánuna encuesta dietética de
recordatorio de 24 horas con el objeto de evaluar los patrones de consumo de alimentos y el
aporte de energía por parte de los alimentos derivados de cereales. La muestra (16% de la
población total) estuvo compuesta por 901 personas. Los resultados evidenciaron que los
productos derivados del trigo constituyen más del 90% de los cereales consumidos. El
predominio de alimentos manufacturados con tn'go,entre el consumo de cereales, secundado
por la ingesta promedio de maiz, determinó la necesidad de evaluar la ocurrencia natural de
micotoxinas en ambos cereales. Para ello se realizó un relevamiento de la ocurrencia de
micotoxinas en muestras demaízytrigoobtenidas durante lospen'odos decosecha 1992/93y
1993/94 en las principales zonas de producción. El 2.72 % de las 294 muestras de maiz
analizadas en 1993 y el 31.8% de las 280 muestras correspondientes a la cosecha 1994
resultaron contaminadas porzearalenona, con valores promedios sobre muestras positivas de
151.5 ¡ig/kg y 292.9 ¡tg/kg, respectivamente. Es importante destacar que no se detectaron
muestras positivas paraaflatoxinas. El 37,4% de las222 muestras detrigo de lacosecha 1992
resultó estarcontaminado pordeoxinivalenol (DON),con una valorpromedio sobre muestras
positivas de 201.3 ¡tg/kg.Enuna etapa posterior, seprocedió aestudiar laocurrencia de DON
en muestras de trigo (cosecha 1994), harina de trigo y subproductos. En los productos de
panificación, previamente identificados entre los de mayor consumo por la población
estudiada, se observó una elevada fi'ecuencia de contaminación, un 83% en pan francés y el
100% en medialunas de manteca. Los niveles de contaminación por DON fueron
significativamente menores en los productos finales con respecto al trigo y a la han'na.
Teniendo en cuenta los resultados obtenidos se estudió el proceso de panificación en
establecimientos de elaboración artesanal,en donde se determinó que lareducción promedio
de DON en los productos elaborados con harina naturalmente contaminada erade 44.3 %.En
la etapa final que consistió en la elaboración a escala piloto de diferentes productos se
comprobó que la fermentación (levado) de las masas produjo una disminución de la
contaminación inicial de DON y se establecieron parámetros que permiten optimizar el
proceso logrando mayor reducción de esta toxina durante la etapa de fermentación a 50°C,
41% en pan francés y 56% en pan de Viena.
Palabras claves: Encuesta alimentaria,deoxinivalenol,aflatoxinas,zearalenona,panificación
"FOOD PROCESSING INFLUENCE ONMYCOTOXINSCONTENT INMASSIVE
SUPPLYFOODS"
ABSTRACT
A dietary intake survey employing a 24-hours recall was carried out at the National
University of Luján, Argentina with the objective to evaluate the food consumption patterns
and the energy and protein contribution through cereals intake. A representative sample of
901 persons (16%ofthe population) wasassessed. Amongcerealproducts, people consumed
mainly wheat subproducts (90%) followed by maize products, considering the main daily
intake.Due to the identification of ahigh intakeofcereal products made ofwheat and maize,
it was considered valuable to assess the natural occurrence of mycotoxins in those cereais.
The survey of the natural occurrence of mycotoxins in maize and wheat samples from the
main production area in Argentina, was carried out dun'ng 1993 and 1994 harvests. The 2.72
% of 294 maize samples analyzed in 1993,and the 31.8% of 280 belonging to 1994harvest,
were contaminated byzearalenone with a mean contamination level over positive samples of
151.5 tng/kg and 292.9 pg/kg, respectively. None of the analyzed samples contained
detectable aflatoxins. Among the 222 wheat samples of 1992 harvest, 37.4% were
contaminated with deoxynivalenol (DON)with a mean contamination over positive samples
of201.3 pg/kg. Ina next step, the natural occurrence ofDON in wheat (1994 harvest), wheat
flour andbakeryproducts wasstudied.French bread andbutter croissant identified amongthe
mainly consumed products, showed 83 % and 100%of contaminated samples, respectively.
DON contamination levels in bakery products were lower than those detected in wheat and
flour. Based on these results, the effect of breadmaking process on DON contamination was
evaluated in a low-technology bakery. A mean percent of reduction of 44.3% in DON initial
contamination was observed as a consequence of the bread making process. Finally, using a
pilot scale, the stability of DON dun'ng the ferrnentation stage of the breadmaking process
was studied. Two different products, French bread and Vienna bread, were prepared with
naturally contaminated wheat flour under controlled experimental conditions. Dough was
fermented in acabinet at30°C,40°C and 50°Caccording to standard procedures employed in
Argentinean low technology baken'es. The maximum reduction during fermentation was
obtained at 50°C,achieving a 41% and 56% of decrease in French bread and Vienna bread,
respectively.
Keywords: Dietaryintake,Deoxynivalenol, aflatoxins, zearalenone, breadmaking
A ' INDICE GENERAL ' w
ÉÏINTRODUCCIÓN
OBJETIVOS
giIIIM. ATERIALES Y MÉTODOS
RESULTADOSY DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
I. REFERENCIAS
¡E
EÍNDICEDELCAPÍTULO;
Pág. N"
INTRODUCCIÓN
I.l. Micotoxinas
I.l.1. Definición de micotoxinas
a.Aflatoxinas
b.Zeamlenona
c.Tricotecenos
NlOfl-hHH
1.2. Encuesta de Ingesta de Alimentos
1.2.1. Consumo de alimentos
1.2.2. Metodología derecolección de datos de ingestadealimentos
'-‘\O\O
L3. Ocurrencia natural demicotoxinasenmaterias primas y productos
elaborados
L4. Estrategias para eliminar odisminuir elcontenidodemicotoxinas
enalimentos
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I.1. Micotoxinas
I.l.l. Definicióndemicotoxinas
Las micotoxinas son metabolitos secundarios de diversa estructura química
elaborados por determinados géneros de hongos denominados toxicogénicos. Debido a que
son contaminantes naturales de una gran variedad de materias primas 4y alimentos
destinados al consumo humano y animal,resultan de gran importancia tanto desde el punto
de vista de la inocuidad así como de la producción y elaboración de los alimentos (Miller y
Trenholm, 1994).
Hasta el momento se han identificado más de 500 micotoxinas (Pacín, 1994), a las
cuales selas ha intentado clasificardesde diferentes puntos de vista (Ueno, 1983):
o Por susefectos biológicos
o Por los hongos que lasproducen
o Por suestructura química
Existen descripciones históricas entre los griegos y los romanos, así como entre los
siglos IX al XV en Europa Central, en las que en Francia y Alemania se hace referencia al
“ergotismo” (1770) como una enfermedad causada por hongos (Rodrick, 1977), esta
enfermedad ocasionada por el consumo de centeno contaminado con Clavíceps purpurea
fue la responsable de grandes epidemias(Kurata, 1990).
En 1891, los doctores Sasaki, Uraguchi e Hirata, (Ueno, 1983) asocian en Japón el
beri-ben' cardíaco agudo (shoshin-kakke) con extractos de hongos que contaminaban el
arroz.
En el año 1960 en Inglaterra se produjo una epidemia en pavos, denominada
enfermedad X de los pavos “Turkey X disease”, en la que se identificó la presencia de
aflatoxinas en el maní importado de Brasil con que se alimentaron los pavitos (Sargeant y
col, 1961; Bash y Rae, 1969; Davis y Diener, 1979). Posteriormente, en 1961, los
investigadores Asplin, Blount y Camaghan demostraron que Aspergillus flavus producía
Introducción - 1
aflatoxinas (Bash y Rae, 1969), y en 1963, Wolf y Jackson estudiaron la acción
cancen'gena de estas sustancias en los peces (Hendn'cks, 1994).
En 1967, se relacionaron epidemias debidas a la presencia de tricotecenos en los
alimentos. La más severa fire la leucemia tóxica alimentaria debida a la presencia de
tricotecenos y otras toxinas de Fusarium, así como la enfermedad del Hongo Rojo
(akakabi) en Japón (Ueno, 1983;Lacey, 1985).
Como se mencionó anteriormente, la presencia de micotoxinas en un sustrato es
consecuencia de la colonización fiíngica, ambos fenómenos dependen básicamente de tres
factores: el hongo, el sustrato y el medio ambiente, además de lageografia, el manejo pre y
postcosecha de losgranos yloshábitos culturales, entre otros.
Los hongos son microorganismos de gran ubicuidad, muy versátiles
nutricionalmente y habitualmente saprófitos del suelo, agua y aire. Las especies
pertenecientes a los géneros Aspergillus, Penicillium, Fusarium, incluidos dentro de la
clase forma Deuteromycetes también denominados “hongos imperfectos” son los
principalesproductores de micotoxinas.
Es interesante destacar que diferentes géneros o especies de hongos pueden
producir una misma micotoxina, por ejemplo Penicillium viridicatum y Aspergillus
ochraceus, ambos son productores de ocratoxina A (OCA), y que por otra parte un hongo
puede producir diferentes micotoxinas (Chelkowsky, 1989), como el caso de cepas de
Fusarium graminearum, productoras de DONyZEA.
Existen diversos sustratos susceptibles a la contaminación por micotoxinas;
cereales tales como el trigo, la avena, la cebada y el maíz; oleaginosas como el girasol y la
soja; el arroz, y el café. Además las fi'utas (manzanas, peras, higos, jugos de uva), el vino,
la cerveza, distintas legumbres, alimentos balanceados y alimentos procesados. Otro
aspecto importante es la susceptibilidad de un determinado sustrato. Montani (1991)
estudió la acumulación de aflatoxinas en diferentes sustratos mantenidos a 25°C y con
distintos valores de actividad de agua (aw).Dicho autor observó que a 25°‘C, la mayor
acumulación de esta micotoxinas se produjo en el maiz, 30,76 mg/kg luego de 35 días,
comparado con otros granos como por ejemplo 2,26 mg/kg y 11,84mg/kg luego del mismo
pen’odo de tiempo para sorgo y centeno, respectivamente. Comerio y col, (1999)
estudiaron el efecto del awen la acumulación de DON en trigo, observaron que la mayor
acumulación fue elen sustrato ajustado a aw-0.980.
Introducción- 2