Hongos


Los hongos productores de micotoxinas son saprófitos o parásitos habituales en cosechas agrícolas en todo el mundo. Afectan principalmente a cereales, frutos secos, frutas, hortalizas y alimentos derivados. Nuevos escenarios asociados al cambio climático regional y global están propiciando nuevos patrones de distribución fúngica en las cosechas agrícolas y dominancia de las especies más competitivas en condiciones de mediano estrés térmico e hídrico. Los cambios en la ecofisiología del hongo con frecuencia derivan en una mayor producción de metabolitos secundarios, como es el caso de las micotoxinas que se acumulan en semillas y frutos, permaneciendo en los alimentos derivados. En este marco, junto a los ya existentes, se han planteado nuevos retos en seguridad y calidad alimentarias relacionados con hongos y micotoxinas en alimentos y piensos, que es necesario afrontar.

La incidencia real de las especies y cepas fúngicas productoras de micotoxinas en productos agroalimentarios no se conoce con certeza. Esta incertidumbre, en buena parte, se debe a frecuentes identificaciones erróneas realizadas sobre todo en el pasado y al continuo aislamiento y caracterización de nuevas especies. También influyen las variaciones cualitativas y cuantitativas que se suceden en la micobiota de las cosechas, debidas a las prácticas agrícolas de cada explotación y a los tratamientos post-cosecha que sufren las materias primas durante su almacenamiento y procesado tecnológico. A pesar de todo, existen suficientes estudios en todo el mundo, incluida España, como para afirmar que la presencia de micotoxinas en productos agroalimentarios se debe principalmente a especies de los géneros Aspergillus y Fusarium y, en menor grado, a especies de los géneros Penicillium, Alternaria y Claviceps.

La correcta evaluación del peligro derivado de la presencia de hongos productores de micotoxinas en productos agroalimentarios requiere el uso de técnicas rápidas, sensibles y reproducibles que permitan una fácil monitorización de los hongos, su identificación, y la evaluación del peligro potencial del producto analizado en cualquiera de las fases de la cadena de producción. Durante largo tiempo la identificación de los hongos productores de micotoxinas en alimentos se ha realizado mediante el estudio de la morfología macro- y microscópica del hongo. Los métodos necesarios para ello, sin duda, constituyen un importante pilar para su caracterización pero son laboriosos, requieren personal experto y no detectan variabilidad intra-específica, e incluso, a veces, resulta difícil la detección de diferencias a nivel inter-específico. Las dificultades asociadas a la caracterización morfológica ha hecho necesario el empleo de caracteres fisiológicos como el perfil de producción de metabolitos secundarios. Además de su interés taxonómico en seguridad y calidad alimentaria, entre estos metabolitos secundarios destacan, sin duda, las micotoxinas. Es por ello necesario disponer de métodos rápidos y simples para el quimiotipado de las cepas productoras de micotoxinas dentro de las especies descritas como tales. Por otra parte, el uso de métodos basados en el DNA ha tenido un fuerte impacto en la taxonomía y filogenia fúngica. El empleo de estas técnicas ha resuelto problemas asociados a la subjetividad de la identificación fenotípica y a la variabilidad morfológica y fisiológica debida a las condiciones de cultivo del hongo. La introducción de los conceptos de filogenia bioquímica y molecular y, especialmente, el concepto filogenético de especie ha tenido una fuerte repercusión en Biología y, en particular, en el campo de los hongos filamentosos pero no existe ningún manual que permita abordar su identificación de una manera clara, sencilla y rápida.

Aspergillus spp. productoras de micotoxinas se consideran en general hongos xerófilos, típicos de post-cosecha. Estos hongos tienen una especial relevancia en cosechas que sufren periodos de secado y almacenamiento como es el caso de cereales, frutos secos, especias, etc. donde cohabitan diferentes especies productoras de micotoxinas y otros microorganismos. También se trata de hongos que se desarrollan en las últimas etapas de maduración del fruto como ocurre, por ejemplo, con A. carbonarius en el caso de la uva, donde produce la ocratoxina A. A diferencia por ejemplo de los cereales y frutos secos, en la uva, la etapa de post-cosecha es muy corta por lo que la fase más crítica para el desarrollo del hongo es durante el último estadio de maduración de las bayas en el viñedo, cuando su contenido en azúcares es alto. En todos los casos citados la actividad de agua del sustrato es moderada, lo que favorece la dominancia de estas especies xerófilas y la producción de un elevado número de esporas. Fusarium spp. sin embargo, se consideran hongos propios de campo por el hecho de que en pre-cosecha las semillas y frutos poseen mayor actividad de agua que durante su almacenamiento y estas especies requieren, en general, mayores niveles de agua libre que las especies de Aspergillus. A pesar de lo indicado y de que se pueda observar una cierta predominancia, dependiendo de cada caso particular, lo cierto es que especies productoras de micotoxinas de ambos géneros se aíslan tanto en pre-cosecha como en post-cosecha.

Algunas de las especies productoras de micotoxinas son, además, fitopatógenas. Este es el caso, por ejemplo, de Fusarium graminearum, principal especie implicada en la fusariosis de la espiga de trigo y que es, a su vez, productorade tricotecenos tipo B y de zearalenona, micotoxinas que se acumulan en los granos del cereal. En otros casos, el hongo no produce alteraciones visibles en la planta, como es el caso de F. langsethiae, especie productora de las toxinas T-2 y HT-2 en cereales, entre los que destaca la avena y la cebada. Este hecho dificulta su detección escapando así a tratamientos que, aparentemente, se consideran innecesarios, lo que conduce a la acumulación de altos niveles de ambas toxinas en el grano.

El desarrollo de los hongos productores de micotoxinas está ligado a diversos factores abióticos y bióticos y a interacciones muy complejas entre todos ellos que afectan no sólo al crecimiento del hongo sino también a la producción de micotoxinas. Entre los primeros se puede destacar la temperatura, la humedad relativa, la composición de gases de la atmósfera, el fotoperiodo y las prácticas agrícolas, como son los tratamientos con agentes antifúngicos y la rotación de cultivos. Dentro de los factores bióticos cabe destacar la especie y cepa fúngica, el sustrato u hospedador en que se desarrolla, la microbiota competitiva y la presencia de insectos u otros organismos que producen daños en semillas y frutos facilitando su colonización e invasión por el hongo. El control adecuado de estos factores es clave para la prevención del desarrollo fúngico.

En pre-cosecha el cultivo agrícola se encuentra en un ecosistema abierto sujeto a la climatología de la región y a las condiciones meteorológicas de cada año. En esta fase los hongos contaminantes pueden desarrollarse y producir elevados niveles de micotoxinas; sin embargo, es complicado actuar en ese entorno donde casi las únicas medidas eficaces para el control del desarrollo fúngico son los tratamientos con agentes antifúngicos y el disponer de variedades de plantas resistentes. En post-cosecha, sin embargo, estas estrategias pueden ir asociadas, además, al control de la temperatura, actividad de agua, envasado en atmósferas controladas, etc. Todos ellos son aspectos en los que se ha investigado pero los estudios realizados son insuficientes. En estas líneas de actuación es imprescindible investigar y diseñar modelos sostenibles que impidan el desarrollo de las especies micotoxigénicas.

Sin ninguna duda, las medidas más eficaces para el control de la presencia de micotoxinas en alimentos son las que se dirigen al control preventivo del desarrollo de los hongos productores. La eliminación de las micotoxinas del alimento sin alterar las propiedades, fisicoquímicas, organolépticas y nutricionales del mismo, es difícil y tiene un elevado coste. El tratamiento o tratamientos de descontaminación pueden producir, asimismo, residuos tóxicos perjudiciales para la salud del consumidor. La necesidad de asegurar la calidad y seguridad de los alimentos ha aumentado el interés en el uso de modelos matemáticos predictivos del crecimiento microbiano. Durante dos décadas estos modelos se han aplicado principalmente a la predicción del desarrollo de bacterias y endosporas bacterianas y, en muy pocos casos, a hongos. No obstante, en los últimos años la Micología predictiva ha sufrido un mayor auge por constituir una herramienta muy útil para prevenir riesgos en la salud humana y animal.

Todos los objetivos a los que se ha hecho referencia, como son la optimización de técnicas de aislamiento y caracterización morfológica, fisiológica y molecular de especies fúngicas productoras de micotoxinas en cosechas agrícolas y alimentos derivados, estudio eco-fisiológico y de los patrones de distribución, diseño de estrategias sostenibles para su prevención y control, estudios predictivos de su desarrollo en la cosecha en el marco de posibles cambios climatológicos, etc. constituyen objetivos prioritarios en las líneas de investigación que desarrollan los grupos integrantes de la red. La transferencia al sector productivo y comercial de este potencial multidisciplinar requiere de una interacción permanente con los profesionales de estos sectores por lo que los miembros de la red agradecen su colaboración.