Prevención y control de mohos toxigénicos en alimentos. Prof. Vicente Sanchis Universitat de Lleida, AGROTECNIO CENTER (vsanchis@tecal.udl.

Transcripción

1 Prevención y control de mohos toxigénicos en alimentos Prof. Vicente Sanchis Universitat de Lleida, AGROTECNIO CENTER (vsanchis@tecal.udl.cat) Vitoria, 21 junio 2012

2 Índice Aspectos generales Control Prevención

3 Consecuencias de la contaminación fúngica de los alimentos Aspectos generales Apariencia no agradable Cambios químicos Cambios en el valor nutricional Modificación de la calidad organoléptica Dificultades en la conservación Salud. Seguridad alimentaria

4 Aspectos generales Micotoxinas son productos naturales producidos por hongos que provocan una respuesta tóxica cuando se introducen a bajas concentraciones en vertebrados superiores y otros animales por una ruta o vía natural. Micotoxicosis

5 Aspectos generales ANÁLISIS DEL RIESGO EVALUACIÓN DEL RIESGO (FAO/OMS, 1995) GESTIÓN DEL RIESGO COMUNICACIÓN DEL RIESGO IDENTIFICACIÓN PELIGRO CARACTERIZACIÓN PELIGRO EVALUACIÓN EXPOSICIÓN CARACTERIZACIÓN DEL RIESGO CONTROL PREVENCIÓN Legislación Buenas Prácticas Agrícolas HACCP y prerrequisitos Sistemas Vigilancia Conocimientos científicos Modelos Predicción

6 LEGISLACIÓN MICOTOXINAS Control RESULTADOS CIENTIFICOS Evaluación del riesgo, planes de muestreo, métodos de análisis CONSIDERACIONES POLÍTICAS Equilibrio entre una protección del consumidor y evitar barreras innecesarias al comercio ASPECTOS ECONÓMICOS Mejoras tecnológicas, rechazos injustificados de lotes aceptables, equipos sofisticados, PROTECCIÓN CONSUMIDOR

7 LEGISLACIÓN MICOTOXINAS AFLATOXINAS Control OCRATOXINA A PATULINA FUMONISINAS ZEARALENONA TRICOTECENOS Necesitamos más estudios sobre micotoxinas PROTECCIÓN CONSUMIDOR

8 ALIMENTACIÓN Control. Legislación HUMANA (Reglamento 1881/2006) (Reglamento 1126/2007) (Reglamento 105/2010) (Reglamento 165/2010)

9 Prevención PREVENCIÓN Reducción de la ingesta de micotoxinas por los consumidores OBJETIVO DE LA ADMINISTRACIÓN HACCP MICOTOXINAS

10 Estrategia de control/prevención MYCORED UE Optimización de la resistencia de las plantas y el uso de fungicidas. Utilización de agentes de biocontrol en sistemas agrícolas. Nuevas prácticas de manejo del alimento en poscosecha. Biodiversidad y estudios moleculares de las cepas toxigénicas. Modelización y desarrollo de herramientas informáticas.

11 Prevención y Control de Mohos y Micotoxinas Cereales Frutos secos Café Uva Legumbres Otras Frutas Aspectos generales PRECOSECHA COSECHA CAMPO Fusarium Alternaria POSCOSECHA INDUSTRIA Penicillium Aspergillus

12 Sustrato Esporas fúngicas - aire - maquinaria - otros alimentos Sustrato infectado Tiempo Temperatura Actividad de agua Sustrato enmohecido Aspectos generales Daños mecánicos Insectos: - Daños - Vectores de contaminación Sustrato Sustrato Sustrato con infectado enmohecido micotoxina (a) (b) (c) O 2 Conservantes Presencia y predominio de cepas toxigénicas Composición sustrato CONTAMINACIÓN E INFECCIÓN CRECIMIENTO BIOPRODUCCIÓN Fases en la contaminación y producción de micotoxinas en alimentos. Estrategias de PREVENCIÓN (a, b, c)

13 Estrategia de control/prevención Optimización de la resistencia de las plantas y el uso de fungicidas. Utilización de agentes de biocontrol en sistemas agrícolas. Nuevas prácticas de manejo del alimento en poscosecha. Biodiversidad y estudios moleculares de las cepas toxigénicas. Modelización y desarrollo de herramientas informáticas.

14 MICOTOXINA (Deoxinivalenol) en Trigo Control. Líneas resistentes PPM en grano 1 0 SIN TRATAR CON FUNGICIDA EFECTOS DEL FUNGICIDA EN EL RIESGO POR MICOTOXINAS 1 ppm límite propuesto Hicks et al. Human and Ecological Risk Assessment 6: , 2000

15 Disminución toxinas Mejora calidad alimento/pienso Control. Líneas resistentes Bt Convencional Infección fúngica secundaria permite la producción de micotoxinas

16 Bt maíz reduce micotoxinas Control. Líneas resistentes Reducción de hasta 90% en la infección fúngica productora fumonisinas. Fumonisina (ppm) Convenc Bt Niveles micotoxinas Convenc Bt 0 '97 '98 Source: 1. Munkvold, et al, Plant Diseases, 1999

17 Contenido de FB1 ppm en grano de maíz procedente de España y Francia Control. Líneas resistentes FB1 ppm SP1 SP2 O25 O30 O32 Contenido de FB1 en ppm NORMAL Contenido de FB1 en ppm Bt Contenido de FB1 en maíz de campo realizado en España (SP1 y SP2) y en Francia (O25, O30 y O32)

18 Fungicidas (campo) Tratam m1 m2 m2-m1 1 0,25 0,51 0,26a 2 0,18 0,20 0,01b 3 0,11 0,11 0,02ab 4 0,20 0,22 0,02ab Control. Fungicidas Treatment Pesticide (commercial name) Dose Number and period of application T1 - (Control) - - T2 Lufox a Chorus b 1 l ha kg ha at harvest T3 Lufox Chorus 1 l ha kg ha at harvest T4 Lufox Switch c Chorus 1 l ha -1 1 kg ha kg ha at veraison 1 at harvest T5 T6 T7 Lufox Switch Chorus Lufox Switch Lufox Switch 1 l ha -1 1 kg ha kg ha at veraison 1 at harvest 1 l ha kg ha -1 2 (veraison and harvest) 1 l ha kg ha -1 2 (veraison and harvest) 5 0,14 0,17 0,03ab 6 0,36 0,06-0,30c 7 0,31 0,07-0,24c Tanto por uno de uvas infectadas por aspergilos negros en los muestreos 1 envero- (m1) y 2 cosecha- (m2) y bajo los 7 tratamientos (P<0.05). a Fenoxycarb 75 g l -1 + Lufenuron 30 g l -1 b Ciprodinil 50 % c Ciprodinil 37.5% + Fludioxonil 25%.

19 Maíz: Fusarium verticillioides 8.00 Control. Fungicidas 0.93aw 0.95aw 0.93aw 10 days 0.95aw 20 days 0.93aw 0.95aw Crecimiento en maíz con extractos de S. rebaudiana y E. arvense 30 days Control Mezcla E. arvense S. rebaudiana

20 Estrategia de control. Biocontrol Optimización de la resistencia de las plantas y el uso de fungicidas. Utilización de agentes de biocontrol en sistemas agrícolas. Nuevas prácticas de manejo del alimento en poscosecha. Biodiversidad y estudios moleculares de las cepas toxigénicas. Modelización y desarrollo de herramientas informáticas.

21 Efecto de la frigoconservación en el desarrollo de Penicillium expansum y la acumulación de patulina en manzanas Control. Agentes Biocontrol ng patulin / apple Tiempo en alcanzar un tamaño de 2 cm C. sake Patulina acumulada en 2 cm de lesión B C. sake A P. agglomerans A P. agglomerans Agentes de biocontrol (BCA) Control Control Desarrollo de la lesión El crecimiento de P. expansum dependió del tipo y dosis de BCA Generalmente, fue más lento en manzanas tratadas con BCA Acumulación de patulina El tratamiento con BCA redujo la acumulación de patulina en lesiones de 2 cm

22 Evaluación de la cepa de Aspergillus flavus atoxigénica en el control de aflatoxina en cacahuete Control. Agentes Biocontrol Tratamiento Dosis Agente biocontrol Infección (%) Recolección 3 meses Almacenamiento aflatoxina Infección aflatoxina Infección aflatoxina Control 20 ND kg/ha 18 ND 19 ND 22 ND 12 kg/ha 26 ND 28 ND 28 ND 16 kg/ha 18 ND 21 ND 25 ND ND= LD 1 ppb (ppb) (%) (ppb) (%) 6 meses Almacenamiento (ppb)

23 Optimización de la resistencia de las plantas y el uso de fungicidas. Control. Poscosecha Utilización de agentes de biocontrol en sistemas agrícolas. Nuevas prácticas de manejo del alimento en poscosecha. Biodiversidad y estudios moleculares de las cepas toxigénicas. Modelización y desarrollo de herramientas informáticas.

24 Efecto de la frigoconservación en el desarrollo de Penicillium expansum y la acumulación de patulina en manzanas Control. Poscosecha Tamaño de lesión (cm) 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 A Con respecto a frigoconservación AN, los tratamientos AM retrasaron el desarrollo de la lesión. B C Acumulación de patulina Atmósfera normal LO U-LO No se observó acumulación de patulina (6 sem.)

25 Control. Estudios moleculares Optimización de la resistencia de las plantas y el uso de fungicidas. Utilización de agentes de biocontrol en sistemas agrícolas. Nuevas prácticas de manejo del alimento en poscosecha. Biodiversidad y estudios moleculares de las cepas toxigénicas. Modelización y desarrollo de herramientas informáticas.

26 Control. Estudios moleculares Métodos Detección * Detección temprana de cepas toxigénicas es esencial. 1. Métodos Tradicionales Aislamiento mohos 2. Métodos Moleculares Extracción DNA Cultivo Identificación PCR Introducción > 7 d Consumo tiempo Expertos < 24 h Rápido Sensible

27 Control. Estudios moleculares Detección de productores de tricotecenos Cebadores específicos para especies de Fusarium productoras de tricotecenos IGS-221 IGS S IGS+76 FSP ~ 400 pb FP ~ 400 pb IGS+196 FE ~ 990 pb IGS+188 IGS+179 FPR ~ 240 pb IGS (~2000 pb) IGS+954 IGS+438 IGS+1195 IGS+1062 FG ~ 500 pb FC ~ 200 pb 500 pb IGS+1456 IGS S M M M bp Jurado et al., Syst. Appl. Microbiol. 28: Jurado et al., Syst. Appl. Microbiol. 29:

28 Control. Estudios moleculares MYCOCHIP ARRAY Different sub-arrays shown in different colours red = ochratoxin A, light brown = aflatoxin, dark blue = trichothecenes (type A), light blue=trichothecenes; dark green =fumonisins A.flavus (AF); P.nordicum (OTA) F.culmorum (Tricho) F.verticillioides (FUM) This corresponds to the colours of the frames surrounding the hybridized spots after microarray analysis

29 Control. Estudios moleculares Efecto de factores abióticos sobre la biosíntesis de micotoxinas Microarray expression analysis of the OTA biosynthesis genes of Penicillium verrucosum (a), the trichothecene biosynthesis genes of Fusarium culmorum (b) and the aflatoxin biosynthesis genes of Aspergillus parasiticus (c) after controlling the parameters temperature and water activity. The graphs show the relative expression of the gene clusters. Schmidt-Heydt & Geisen (2007) Int. J. Food Microbiol.

30 Optimización de la resistencia de las plantas y el uso de fungicidas. Control. Modelización Utilización de agentes de biocontrol en sistemas agrícolas. Nuevas prácticas de manejo del alimento en poscosecha. Biodiversidad y estudios moleculares de las cepas toxigénicas. Modelización y desarrollo de herramientas informáticas.

31 Evaluación del riesgo y elaboración de un DSS (Decision support system) (Ochrawine) Control. Modelización WP 8. Evaluación del riesgo de presencia de OTA en uva y vino WP 9. Elaboración de un DSS para la gestión integrada de OTA

32 Control. Modelización

33 Pre-cosecha Post-cosecha PCC1 PCC2 PCCn PCC1 PCC2 PCCn Control. Modelización Evaluación riesgo Visualización y comprobar con los límites DSS OTA superiores a límites! Acciones preventivas Acciones correctoras Mínimo contenido ocratoxina A en uva y vino

34 Control. Modelización A. carbonarius en 2002

35 Control. Modelización Modelos predictivos integran datos moleculares, estrés ecológico y acumulación micotoxinas: A.flavus and aflatoxina B 1

36 Control. Modelización Expression of the 10 genes under different a w x temperature conditions (Aspergillus flavus- Aflatoxin B 1 )

37 Linked: Gene expression; growth, aflatoxin B 1 production Control. Modelización P = β 1 w [ ] ( ) g α + X e RT e µ t 1 µ 0 Key: where P is the AFB 1 production (ppm) and b1, b2, α, and β are parameter estimates from the model and µ was calculated based on a period of 9 days growth. b a [g] linear model for gene expression

38 Control. Modelización Contour plot for temperature vs. water activity on aflatoxin B 1 production (µg g -1 )

39 Comparison of the observed vs. predicted aflatoxin B 1 production Control. Modelización Alatoxin predicted (ppm) Aflatoxin observed (ppm)

40 Control. Modelización Total annual rainfall patterns may shift which will interact with the temperature and CO 2 changes

41 Worldwide prediction Control. Modelización Risk map A. flavus in maize Prof. Paola Battilani Università Cattolica del Sacro Cuore

42 Relative risk maps for ochratoxin A in grapes

43 !Gracias por vuestra atención!