Prevención y control de mohos toxigénicos en alimentos Sanchís.pdf · ([email protected]) Vitoria, 21 junio 2012 ... Evaluación del riesgo, planes de muestreo, métodos de

Prevención y control de mohos toxigénicos en

alimentosProf. Vicente Sanchis

Universitat de Lleida, AGROTECNIO CENTER ([email protected])

Vitoria, 21 junio 2012

• Aspectos generales

• Control

• Prevención

Índice

Asp

ecto

s gen

eral

es

Apariencia no agradable Cambios químicos Cambios en el valor nutricional Modificación de la calidad

organoléptica Dificultades en la conservación Salud. Seguridad alimentaria

Consecuencias de la contaminación fúngica de los alimentos

Asp

ecto

s gen

eral

esMicotoxinas son productos naturales producidospor hongos que provocan una respuesta tóxicacuando se introducen a bajas concentraciones envertebrados superiores y otros animales por unaruta o vía natural. Micotoxicosis

Asp

ecto

s gen

eral

es

ANÁLISIS DEL RIESGO

EVALUACIÓN DEL RIESGO

COMUNICACIÓN DEL RIESGO

GESTIÓN DEL RIESGO

IDENTIFICACIÓN PELIGRO

CARACTERIZACIÓN DEL RIESGO

EVALUACIÓN EXPOSICIÓN

Buenas Prácticas Agrícolas

HACCP y prerrequisitos

Sistemas Vigilancia

Conocimientos científicos

Modelos Predicción

(FAO/OMS, 1995)

CARACTERIZACIÓN PELIGRO

PREVENCIÓNAsp

ecto

s gen

eral

es

CONTROL Legislación

ASPECTOS ECONÓMICOS Mejoras tecnológicas, rechazos injustificados de lotes aceptables, equipos sofisticados,

RESULTADOS CIENTIFICOS Evaluación del riesgo, planes de muestreo, métodos de análisis

LEGISLACIÓN MICOTOXINAS

CONSIDERACIONES POLÍTICAS Equilibrio entre una protección del consumidor y evitar barreras innecesarias al comercio

PROTECCIÓN CONSUMIDOR

Con

trol

AFLATOXINAS

OCRATOXINA A

PATULINA

FUMONISINAS

ZEARALENONA

TRICOTECENOS

LEGISLACIÓN MICOTOXINAS

PROTECCIÓN CONSUMIDOR

Necesitamos másestudios sobre

micotoxinas

Con

trol

Con

trol

. Leg

isla

ción

ALIMENTACIÓN HUMANA

(Reglamento 1881/2006)




Reducción de la ingesta de micotoxinas por los

consumidores

OBJETIVO DE LA ADMINISTRACIÓN

PREVENCIÓNPr

even

ción

HACCP MICOTOXINAS

Est

rate

gia

de c

ontr

ol/p

reve

nció

n 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.

MYCORED UE

Prevención y Control de Mohos y Micotoxinas

PRECOSECHA

CAMPO

COSECHA POSCOSECHA

INDUSTRIA

Cereales Frutos secos Café Uva Legumbres Otras Frutas

Fusarium

Alternaria

Penicillium

Aspergillus

Asp

ecto

s gen

eral

es

Asp

ecto

s gen

eral

esSustrato Esporas

fúngicas- aire

- maquinaria - otros alimentos

Sustrato infectado

Sustrato enmohecido

Sustrato enmohecido

Sustrato con micotoxina

Sustrato infectado

Daños mecánicos

Insectos:

- Daños

- Vectores de contaminación

Tiempo Temperatura Actividad de agua O2

Conservantes

Presencia y predominio de cepas toxigénicas

Composición sustrato

(a) (b) (c)

CONTAMINACIÓN E INFECCIÓN

CRECIMIENTO BIOPRODUCCIÓN

Fases en la contaminación y producción de micotoxinas en alimentos. Estrategias de PREVENCIÓN (a, b, c)

Optimización de la resistencia de las plantas y el uso de fungicidas.





Est

rate

gia

de c

ontr

ol/p

reve

nció

n

MICOTOXINA (Deoxinivalenol) en Trigo

0

1

SIN TRATAR CON FUNGICIDA

PPM

en

gran

o

Hicks et al. Human and Ecological Risk Assessment 6: 341-354, 2000

EFECTOS DEL FUNGICIDA EN EL RIESGO POR MICOTOXINAS

1 ppm límite propuestoCon

trol

. Lín

eas r

esis

tent

es

Disminución toxinasMejora calidad alimento/pienso

Infección fúngica secundaria permite la producción de micotoxinas

Bt Convencional

Con

trol

. Lín

eas r

esis

tent

es

Reducción de hasta90% en la infecciónfúngica productorafumonisinas.

Bt maíz reduce micotoxinas

Source: 1. Munkvold, et al, Plant Diseases, 1999

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Fum

onis

ina

(ppm

)

'97 '98

Convenc

Bt

Convenc

Niveles micotoxinas

Bt

Con

trol

. Lín

eas r

esis

tent

es

0

2

4

68

10

FB1 ppm

SP1 SP2 O25 O30 O32

Contenido de FB1 ppm en grano de maíz procedente de España y Francia

Contenido de FB1 en ppmNORMAL

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)

Con

trol

. Lín

eas r

esis

tent

es

Treatment Pesticide (commercial name)

Dose Number and period of application

T1 - (Control) - - T2 Lufoxa

Chorusb 1 l ha-1

0.75 kg ha-1 1

1 at harvest

T3 Lufox Chorus

1 l ha-1 0.75 kg ha-1

6 1 at harvest

T4 Lufox Switchc Chorus

1 l ha-1 1 kg ha-1

0.75 kg ha-1

1 1 at veraison

1 at harvest T5 Lufox

Switch Chorus

1 l ha-1 1 kg ha-1

0.75 kg ha-1

6 1 at veraison 1 at harvest

T6 Lufox Switch

1 l ha-1 1 kg ha-1

1 2 (veraison and harvest)

T7 Lufox Switch

1 l ha-1 1 kg ha-1

6 2 (veraison and harvest)

a Fenoxycarb 75 g l-1 + Lufenuron 30 g l-1

b Ciprodinil 50 % c Ciprodinil 37.5% + Fludioxonil 25%.

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

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 aspergilosnegros en los muestreos 1 –envero- (m1) y 2 –cosecha- (m2) y bajo los 7 tratamientos (P<0.05).

Con

trol

. Fun

gici

das

Maíz:Fusarium verticillioides

0.002.004.006.00

8.00

0.93

aw

0.95

aw

0.93

aw

0.95

aw

0.93

aw

0.95

aw10 days

20 days

30 days

Crecimiento en maíz con extractos de S. rebaudiana y E. arvense

Control Mezcla E. arvense S. rebaudiana

Con

trol

. Fun

gici

das

Est

rate

gia

de c

ontr

ol. B

ioco

ntro

l Optimización de la resistencia de las plantas y el uso de fungicidas.





Efecto de la frigoconservación en el desarrollo de Penicillium expansum y la acumulación de patulina en manzanas

Agentes de biocontrol (BCA)

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

C. sakeP. agglomerans

Control

0

50

100

150

200

ng p

atul

in /

appl

e

AA

BPatulina acumulada en 2 cm de lesión

Acumulación de patulina

El tratamiento con BCA redujo la acumulación de patulina en lesiones de 2 cm

Con

trol

. Age

ntes

Bio

cont

rol

C. sakeP. agglomerans

Control

0

5

10

15

20

25

30

35

Tiempo en alcanzar un tamaño de 2 cm

Evaluación de la cepa de Aspergillus flavus atoxigénica en el control de aflatoxina en cacahuete

Con

trol

. Age

ntes

Bio

cont

rol

Recolección 3 meses Almacenamiento

TratamientoDosisAgente biocontrol

Infección

(%)

aflatoxina aflatoxina aflatoxina

Control 20 ND 22 21 2.9 29

8 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

34 2.9

ND= LD 1 ppb

Infección Infección

6 meses Almacenamiento

(ppb)(ppb) (%)(%)(ppb)

Con

trol

. Pos

cose

cha

Optimización de la resistencia de las plantas y el uso de fungicidas.





Acumulación de patulina

•No se observó acumulación de patulina (6 sem.)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

Atmósfera normal LO U-LO

Tam

año

de le

sión

(cm

)

A

B

C

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

Atmósfera normal LO U-LO

Tam

año

de le

sión

(cm

)

A

B

C

Con respecto a frigoconservación AN, los tratamientos AM retrasaron el desarrollo de la lesión.

Con

trol

. Pos

cose

cha

Efecto de la frigoconservación en el desarrollo de Penicillium expansum y la acumulación de patulina en manzanas

Con

trol

. Est

udio

s m

olec

ular

esOptimización de la resistencia de las

plantas y el uso de fungicidas.





Métodos Detección

* Detección temprana de cepas toxigénicas es esencial.

1. Métodos Tradicionales

Aislamiento mohos

Cultivo Identificación Consumo tiempo Expertos

2. Métodos Moleculares

Extracción DNA PCR

Rápido Sensible

Introducción

< 24 h

> 7 d

Con

trol

. Est

udio

s m

olec

ular

es

Detección de productores de tricotecenos

• Cebadores específicos para especies de Fusarium productoras de tricotecenos

M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 M

500 pb

200 bp

M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Jurado et al., 2005. Syst. Appl. Microbiol. 28: 562-568

Jurado et al., 2006. Syst. Appl. Microbiol. 29:681-689

FG ~ 500 pb

IGS+954 IGS+1456

FSP ~ 400 pbIGS-221 IGS+188

FC ~ 200 pb

IGS+1396IGS+1195

FP ~ 400 pbIGS-221 IGS+179

FE ~ 990 pbIGS+76 IGS+1062

IGS (~2000 pb)28S 18S

FPR ~ 240 pb

IGS+438IGS+196Con

trol

. Est

udio

s m

olec

ular

es

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 thehybridized spots after microarray analysis

h d d ( ) d l

MYCOCHIP ARRAYC

ontr

ol. E

stud

ios

mol

ecul

ares

Efecto de factores abióticos sobre la biosíntesis de

micotoxinasMicroarray 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.

Con

trol

. Est

udio

s m

olec

ular

es

Schmidt-Heydt & Geisen (2007) Int. J. Food Microbiol.

Con

trol

. Mod

eliz

ació

nOptimización de la resistencia de las

plantas y el uso de fungicidas.





Evaluación del riesgo y elaboración de un DSS (Decision support system) (Ochrawine)

WP 9. Elaboración de un DSS para la gestión integrada de OTA

WP 8. Evaluación del riesgo de presencia de OTA en uva y vino

Con

trol

. Mod

eliz

ació

n

Con

trol

. Mod

eliz

ació

n

Con

trol

. Mod

eliz

ació

n

PCC1 PCC2 PCCn PCC1 PCC2 PCCn

Pre-cosecha Post-cosecha

Evaluación riesgo

Visualización y comprobar con los límites

OTA superiores a límites !

DSS

Acciones preventivas Acciones correctoras

Mínimo contenido ocratoxina A en uva y vino

A. carbonarius en 2002

Con

trol

. Mod

eliz

ació

n

Modelos predictivos integran datos moleculares, estrés ecológico y

acumulación micotoxinas: A.flavus and aflatoxina B1

Con

trol

. Mod

eliz

ació

n

Expression of the 10 genes under different aw x temperature conditions

(Aspergillus flavus- Aflatoxin B1)

Con

trol

. Mod

eliz

ació

n

Key: where P is the AFB1 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.

[g] – linear model for gene expression

[ ] ( )11

0 −

+×= ⋅− tRT

ab

eeXgPw

µ

µβα

Linked: Gene expression; growth, aflatoxin B1 production

Con

trol

. Mod

eliz

ació

n

Contour plot for temperature vs. water activity on aflatoxin B1 production (µg g-1)

Con

trol

. Mod

eliz

ació

n

Comparison of the observed vs. predicted aflatoxin B1 production.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0 1 2 3 4

Alat

oxin

pred

icted

(ppm

)

Aflatoxin observed (ppm)

Con

trol

. Mod

eliz

ació

n

Total annual rainfall patterns may shift which will interact with the temperature and CO2 changes

Con

trol

. Mod

eliz

ació

n

Worldwide prediction

Risk map – A. flavus in maize

Prof. Paola Battilani

Università Cattolica del Sacro Cuore

Con

trol

. Mod

eliz

ació

n

Relative risk maps for ochratoxin A in grapes

!Gracias por vuestra atención!

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