Aflatoxinas_en_Maiz_Amarillo_Usado_para_Elaborar_J.pdf

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/265994616 Aflatoxinas en Maíz Amarillo Usado para Elaborar Jarabes de Fructosa: ¿Existen Riesgos para la Salud? Article CITATION READS 1 61 2 authors, including: Pável Castillo-Urueta Universidad Nacional Autónoma de México 8 PUBLICATIONS 20 CITATIONS SEE PROFILE Available from: Pável Castillo-Urueta Retrieved on: 10 September 2016 Aflatoxinas en Maíz Amarillo Usado para Elaborar Jarabes de Fructosa: ¿Existen Riesgos para la Salud? Pável Castillo-Urueta, Rolando S. García-Gómez y Carmen Durán-de-Bazúa UNAM, Programa de Ingeniería Química Ambiental y de Química Ambiental, PIQAyQA, Facultad de Química, Edificio “E”, Laboratorios E-301 a 303, Paseo de la Investigación Científica s/n, Ciudad Universitaria, 04510 México, D.F. Tels. (+52-55) 5622-5300 al 04, Fax (+52-55) 5622-5303, correo electrónico (e-mail): [email protected] Resumen En esta investigación bibliográfica se plantea la importancia de realizar una investigación tendiente a evaluar el destino de las aflatoxinas a lo largo del proceso de obtención de jarabes de fructosa considerando que fueran elaborados con maíz contaminado con aflatoxinas, en función de la ingestión por un segmento importante de la población que ingiere alimentos endulzados con estos jarabes y que podrían estar ingiriendo aflatoxinas si la materia prima de estas mieles las contuviera. Abstract This bibliographical research poses the importance of carrying out investigation on the fate of aflatoxins along the processing steps to obtain fructose syrups considering that the raw material, corn or maize, were contaminated with aflatoxins. The main aim is to assess the impact of the ingestion of foods and drinks sweetened with these syrups by an important segment of the population and that such products might be contaminated with aflatoxins if the original maize would have aflatoxins. Palabras clave: Aflatoxinas, maíz amarillo, jarabes de fructosa, riesgos, salud Key Words: Aflatoxins, yellow maize, fructose syrups, risks, health Introducción Debido a los excedentes en los mercados internacionales de maíz amarillo de calidad forrajera y la búsqueda de mercados, se han estado produciendo mieles fructosadas derivadas de la hidrólisis de sus almidones. Especialmente, las empresas extranjeras de bebidas y alimentos han promovido su uso y con él se está sustituyendo la utilización de la sacarosa o azúcar de caña, ya que debido a que estos excedentes de maíz están fuertemente subsidiados en los países de origen, el costo de producción de este edulcorante resulta ser más económico que la producción de la sacarosa, la cual ya no cuenta con subsidios en la mayor parte de los países productores (Castillo-Urueta y col., 2003b). Por otro lado, en diversos estudios se ha reportado que una elevada ingestión de fructosa conlleva al desarrollo de ateroesclerosis y desórdenes cardiovasculares (Mamo y col., 1991; CastilloUrueta y col., 2003a). Por otra parte, en muchos de estos lotes de maíz existen hongos microscópicos, como Aspergillus flavus, los que pueden producir compuestos altamente tóxicos en concentraciones muy bajas (partes por billón) y que son considerados como factores que conducen al desarrollo de cáncer de hígado, cirrosis y teratogénesis, entre otras enfermedades (Peña y Durán-de-Bazúa, 1990). Las micotoxinas constituyen un grupo de substancias, con estructura química diversa y son producidas por mohos u hongos filamentosos. Estos compuestos causan una serie de efectos adversos sobre los sistemas biológicos y, entre ellos, a la especie humana. Los efectos tóxicos, que lógicamente dependen de la dosis, pueden ser de distinto orden. A continuación se listan algunos: • • • • Intervienen en la supresión de funciones del sistema inmunitario y reducción de la resistencia a infecciones. Influyen en la formación de tumores, cancerígenos o no. Son causantes de efectos teratogénicos, esto es, son susceptibles de causar malformaciones en embriones en desarrollo. Pueden llegar a causar la muerte del individuo. Para producir micotoxinas los hongos requieren de un ambiente con humedad, temperatura y un substrato adecuado. En general las micotoxinas se producen en cereales y frutos secos almacenados en condiciones poco adecuadas de humedad y temperatura (Sendra y Carbonell, 1999). Aspergillus flavus y las aflatoxinas Las aflatoxinas (Figura 1), son producidas por diversas especies de hongos filamentosos entre los que destacan Aspergillus flavus, Aspergillus parasiticus. El desarrollo de estos hongos, así como la producción de las toxinas, depende de diversos factores entre los que se encuentran los físicos, biológicos, bioquímicos y ambientales. Actualmente se tienen aisladas e identificadas diversas aflatoxinas; destacan cuatro de ellas por su alta actividad carcinogénica y teratogénica, las conocidas como B1, B2, G1 y G2) (Otta y col., 2000). En los años 60 fallecieron 100,000 pavos a causa de una severa intoxicación por metabolitos que provenían de los hongos filamentosos. Estos compuestos se encontraron en cacahuates infestados por Aspergillus flavus. Este hongo se desarrolla comúnmente durante el periodo de almacenamiento (Batá y Lásztity, 1999). Diversos estudios permitieron determinar una serie de compuestos fluorescentes a los cuales se les denominó en su conjunto como aflatoxinas o AF (a = Aspergillus + fla = flavus + toxina). Al mismo tiempo, en los Estados Unidos de América se observaron hepatomas en peces y se relacionaron con la contaminación por aflatoxinas en sus dietas (Jaimez y col., 2000). El problema toxicológico que representa la contaminación de alimentos por estas especies de hongos productores de aflatoxinas es que pueden desarrollarse en diversos sustratos (maíz, arroz, frijoles, nueces brasileñas, pistaches, cacahuates, almendras, nueces, harinas de trigo y maíz, especias, frutas secas, huevos e incluso en cerveza producida con granos contaminados) y las aflatoxinas muestran una potente actividad biológica en muy bajas concentraciones. Debido a ello, los investigadores se han interesado en el estudio de estos compuestos tóxicos, encontrados en diversas matrices alimenticias. La susceptibilidad de los humanos hacia las aflatoxinas no se encuentra bien documentada en la literatura; sin embargo, estudios epidemiológicos realizados en África y Asia han mostrado una alta incidencia de hepatomas y han revelado asociación entre la incidencia de cáncer y el contenido de aflatoxinas en la dieta (Jaimez y col., 2000). o o o O o O o OCH3 o Aflatoxina B OCH3 o Aflatoxina G o o O o O HO o OCH3 o Aflatoxina M Figura 1. Aflatoxinas (Peña y Durán-de-Bazúa, 1990) Las aflatoxinas B1, G1 y B2 se han aislado de hígado humano y la presencia de los metabolitos P1 y Q1 en estos tejidos se han relacionado con problemas de cáncer (Jaimez y col., 2000). Debido a ello, es de gran relevancia dar un seguimiento a la presencia de las aflatoxinas y de otras micotoxinas en los alimentos, ya que su presencia pone en riesgo la salud de los consumidores (Batá y Lásztity, 1999; Jaimez y Col., 2000; Sendra y Carbonell, 1999). Por ejemplo, en el caso de las cervezas africanas, elaboradas a base de sorgo, es oportuno vigilar con intensidad la contaminación por hongos en el grano, para evitar la presencia de la aflatoxina B1 (Scott, 1996). A esto debe agregarse que, en este último caso, los individuos estudiados no solamente ingieren cerveza sino también frutos secos, maíz, sorgo, arroz, etc., que probablemente también estén contaminados con micotoxinas y éstas tienden a acumularse en el organismo. Otro alimento en el que se ha detectado la presencia de aflatoxinas es en el aceite de cacahuate, en el cual se han encontrado concentraciones que oscilan entre los 10 y 68 µg de aflatoxina B1/kg aceite, ya que el grano con el que se produjo estaba contaminado (Lindner, 1995). Es necesario realizar estudios en los cuales se evalúe el posible destino de las aflatoxinas durante el proceso de obtención de fructosa a partir de almidón de maíz que provenga de granos contaminados, ya que si quedaran pequeños residuos de estas toxinas, éstas se acumularían en el organismo, especialmente si estas mieles forman una parte importante de la dieta. Problemática sobre la Producción de Jarabes Fructosados a partir de Maíz Contaminado con Hongos Filamentosos Por estudios realizados en el maíz proveniente de los Estados Unidos de América, China, India y México, se ha reportado la presencia de Aspergillus flavus y de sus toxinas (aflatoxinas) en el maíz. En la India, por ejemplo, se han encontrado valores que oscilan entre los 6.25 y 15.6 mg/kg de maíz, cantidades que provocan hepatitis aguda (Lindner, 1995). En 1974, en la India, se documentaron 108 casos de pacientes que habían consumido maíz contaminado con aflatoxinas en niveles que oscilaban entre 0.25 y 15 mg/kg de dieta. En todos estos casos se detectó cirrosis en niños. El síndrome de Reye, con encefalitis y degeneración grasa de vísceras en niños, se asoció con la ingestión de aflatoxinas. En Tailandia, la presencia de aflatoxinas se presentó como un mal endémico. La presencia de aflatoxinas es inevitable en algunos lotes de maíz, cuando se dan las condiciones en que las micotoxinas se producen, tanto en la planta, como durante estadios posteriores, como la cadena cosecha, transporte, almacenamiento y utilización (García y col, 2001). Los Estados Unidos de América son productores de enormes excedentes de maíz, los cuales al no poseer un mercado definido, tienden a ser industrializados, obteniendo numerosos productos entre los que destacan los almidones, las dextranas, los azúcares, etc. El principal producto elaborado por este país, es el jarabe o miel fructosada. Esta miel se encuentra compuesta hasta en un 90% de fructosa (Medellín, 2002). Si el maíz amarillo excedente de EE.UUA pudiera encontrarse contaminado con Aspergillus spp. y Fusarium spp y se empleara en la elaboración de jarabe alto en fructosa, cabría la posibilidad de que las toxinas que se hubieran producido quedaran en forma residual en el producto final. Esto se ha constatado en la elaboración de cerveza con granos de malta contaminados por hongos, en donde se ha determinado la presencia de diversas micotoxinas (Scott, 1996, Sendra y Carbonell, 1999), y en la elaboración de aceite a partir de granos de cacahuate contaminado (Lindner, 1995). Estudios realizados por Sendra y Carbonell (1999) en la elaboración de cerveza revelan que la aflatoxina B1, contenida inicialmente en las materias primas, permanece en forma residual entre un 14-18% y 2728%. La fructosa es un monosacárido que se encuentra en los frutos y la miel de abeja, pero que en la últimas 5 décadas se ha obtenido a partir de los almidones de cereales, principalmente de maíz, mediante su hidrólisis ácida e inversión, y posterior concentración por evaporación. Este azúcar ha sido ampliamente usado en las industrias refresqueras, como se conoce a las empresas que producen bebidas carbonatadas (que en México se denominan refrescos), en otras bebidas y en alimentos norteamericanos, debido a la drástica reducción de importaciones de azúcar de caña de ese país y al fuerte impulso de su empleo en las filiales mexicanas. En México, además del maíz de importación, actualmente se utiliza maíz mexicano para producir mieles fructosadas, en vez de ser usado para consumo humano directo. El maíz mexicano es de mucha mejor calidad que los maíces amarillos cultivados en los EEUUA, en donde por los desequilibrios ecológicos provocados por el exceso de plaguicidas ha hecho que los hongos Aspergillus proliferen incluso en el campo, no solamente en almacén, y que sus granos tengan aflatoxinas dentro de las mazorcas; pero su uso para producir mieles está restando grano para su consumo directo en forma de tortillas y está obligando a la importación de granos forrajeros de mala calidad para el consumo humano directo (García y col., 2001; García-Bello, 2002). Por ello, desde el punto de vista conceptual, es posible diferenciar dos grandes problemas potenciales de salud por el consumo de fructosa. Uno de ellos es la posible presencia de aflatoxinas en jarabes fructosados, los cuales podrían traer serias consecuencias en el ámbito de la salud de todos los estratos de la población, ya que su consumo a través de los refrescos es muy elevado. Actualmente, no se sabe de ningún estudio sobre el efecto que los métodos de obtención de las mieles o jarabes de fructosa (tratamientos de hidrólisis ácida e inversión, o conversiones enzimáticas o combinaciones de ambos) puedan tener en las aflatoxinas, y sus efectos posteriores en los consumidores de estos edulcorantes. Se sabe que estos compuestos actúan a nivel del ácido desoxirribonucleico, ADN, y sobre la movilización de las grasas en el hígado induciendo disfunción y necrosis hepáticas con daños similares a los de la cirrosis y la hepatitis, por lo que en ocasiones se confunde a la aflatoxicosis con estas dos enfermedades (Castillo-Urueta y col., 2003). El segundo problema se encuentra asociado con una elevada ingesta de fructosa. Actualmente, el uso de la fructosa en bebidas para deportistas, refrescos, dulces y alimentos se encuentra ampliamente publicitado en los medios masivos de comunicación. Los cambios en los hábitos alimentarios han llevado a un aumento en la ingesta de productos cada vez más industrializados en los que se combinan elevadas concentraciones de azúcares refinados (fructosa) y grasas (Blanco, 2002). El director del Programa de Salud del Adulto y del Adulto Mayor de la Secretaría de Salud, el Dr. Agustín Lara Esqueda, señala que el consumo anual promedio de los mexicanos de refrescos es de 400L por persona (Anónimo, 2003) y las empresas que producen los refrescos consumieron en 2002, 350 mil toneladas de fructosa en lugar de azúcar de caña (Contreras, 2003). También se publica, a nivel nacional, que la industria de refrescos en México como negocio supera los 12,000 millones de dólares (americanos). Cuando la dosis de fructosa es elevada, ésta se transforma en triglicéridos y colesterol de baja densidad (conocido como LDC por sus siglas en inglés, de "low density cholesterol"); esto ocurre debido a que este monosacárido se metaboliza ya sea en el hígado, el riñón o el intestino delgado (Abbasi y col., 2000; Cybulska y Naruszewicz, 1982; González-de-Rivera y col., 1993; Kenney, 2002; Lingelbach y McDonald, 2000; Wootton, 1990). En el caso de personas diabéticas, el consumo de fructosa en cantidades moderadas no representa un riesgo. Cabe mencionar, que los principales productos del metabolismo de la fructosa en condiciones normales son: Glucosa (50–70%), lactosa más piruvato (20–25%) glucógeno (8%) y triglicéridos (a razón de 1-3%). Un consumo elevado de este azúcar, eleva la concentración de la fructosa en sangre provocando que la síntesis de fructosa-1fosfato sea más rápida que su degradación por parte de la aldolasa de tipo B. Por esto se provoca una acumulación suficientemente grande de fructosa-1-fosfato como para agotar la reserva en el hígado. En estas condiciones, la concentración de ATP cae activándose la glucólisis y la producción de lactato, la cual podría alcanzar niveles en sangre que ponen en peligro la vida. Otro efecto, es la inhibición por el ATP de la enzima que degrada la adenina y que promueve la formación de ácido úrico produciendo hiperuricemia, la cual es causante de la enfermedad llamada “gota”. Estos efectos son importantes en personas que presentan predisposición a hipertriacilglicerolemia o hiperuricemia (Castillo, 2000; Lehninger, 1996). Por otra parte se ha comprobado que la fructosa glucoliza la hemoglobina siete veces más rápido que la glucosa, incrementando la velocidad de crecimiento del ateroma (Lingelbach y McDonald, 2000; Mamo y col., 1991). Por ello, un incremento del 2% en las raciones de fructosa equivalen en un aumento del 1% en las lipoproteínas (tipo LDL). Debido a ello, un alto consumo de fructosa conduce al desarrollo de aterosclerosis y otros males cardiovasculares (Brunzell y Hokanson, 1999; Kenney, 2002; Murray, 1994). Se sabe que la aterosclerosis crea predisposición a infartos al miocardio, a trombosis cerebrales y a gangrena en las extremidades (como las que sufren los diabéticos). También se tienen infiltraciones de colesterol y aparición de células espumosas en las lesiones de las paredes arteriales que provocan que las paredes de vasos sanguíneos se vuelvan rígidas. Conforme crece el ateroma, la luz arterial disminuye y la irrigación de los tejidos se ve seriamente afectada. Si el ateroma es erosionado, se produce la formación de trombos que pueden ocluir la arteria en forma súbita, desencadenándose una serie de padecimientos agudos (Bourges-Rodríguez, 1996; Ganong, 1994). Toda esta información obtenida de la bibliografía lleva a considerar seriamente la realización de estudios sobre el efecto del uso masivo de jarabes de fructosa obtenidos del almidón de maíz en la dieta de la población mexicana, así como de la posible presencia de residuos de aflatoxinas en ellos y los productos manufacturados con ellos. Conclusiones El Grupo de Investigación de Tecnologías más Limpias del Programa de Ingeniería Química Ambiental y de Química Ambiental de la Universidad Nacional Autónoma de México se ha marcado como una imperante necesidad la realización de un estudio sobre el contenido de aflatoxinas en los pasos sucesivos de la producción de jarabes de fructosa. Esto implicará el montaje de metodologías analíticas específicas para esta tarea. Un punto importante será detectar la posible formación de subproductos aún más tóxicos que las propias aflatoxinas con los pasos de transformación de los almidones a azúcares, y su concentración. De acuerdo con los resultados que se obtengan, se solicitará a colegas del área de salud pública, que hagan paralelamente un seguimiento entre las poblaciones que ingieren productos endulzados con estos jarabes, con respecto de aquellos que emplean azúcar proveniente de la caña, que es una mezcla natural de glucosa y fructosa, para detectar posibles efectos de la diferencia de la dieta. La meta última será garantizar a la población mexicana una dieta más sana y una reducción sustantiva de enfermedades causadas por la ingestión de alimentos cada vez más industrializados que no necesariamente mejoran su calidad de vida, sino que la dificultan y la hacen más costosa. Las instituciones de salud enfrentan cada vez más los retos de las "enfermedades" causadas por un binomio absurdo, el de la obesidad-desnutrición, esto es, personas obesas pero desnutridas, en una sociedad cada vez más desigual en la que los menos favorecidos ingieren alimentos industrializados costosos, poco nutritivos y, como podría resultar de esta investigación, dañinos para la salud, como los refrescos endulzados con edulcorantes artificiales (los llamados "light") o con edulcorantes pre-fabricados (como resulta ser el jarabe de fructosa, obtenido de los almidones del maíz que podrían traer trazas de contaminantes indeseables como las aflatoxinas). Referencias • • • • • • Abbasi, F., McLaughlin, T., Lamendola, C., Kim, S.H., Tanaka, A., Wang, T., Nakajima, K. y Reaven, G.M. 2000. High carbohydrate diets, triglyceride-rich lipoproteins, and coronary heart disease risk. Am. J. Cardiology, 85:45-48. Anónimo. 2003. Mueren más mexicanos por obesidad que por desnutrición. Notimex. 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