Adaptar las estrategias de detección rápida de micotoxinas a un clima cambiante

Los efectos del cambio climático se hacen notar de muchas maneras: tormentas destructivas como los huracanes, inundaciones, calor extremo y sequías afectan a los productos agrícolas y a los animales y personas que dependen de ellos. Como señala la FDA en un resumen sobre los efectos de los huracanes y las inundaciones en la seguridad de los cultivos de alimentos para animales, los fenómenos meteorológicos extremos como las inundaciones dañan los cereales y otros productos agrícolas, dando a los mohos productores de micotoxinas, como las cepas de Aspergillus y Fusarium, la oportunidad de infectarlos1. De hecho, la encuesta sobre micotoxinas BIOMIN de 2017 indicó un aumento mundial de los niveles de fumonisina, una micotoxina producida por Fusarium2; muchos especulan que un clima más cálido y húmedo está provocando este aumento3.

Esto hace que el análisis de micotoxinas in situ sea una herramienta importante que proporciona a los productores resultados rápidos que les dan la oportunidad de responder a las condiciones meteorológicas volátiles. En este artículo, lo demostramos con dos ejemplos de Estados Unidos: un estudio de caso sobre una respuesta táctica al aumento de los niveles de fumonisinas en el maíz en el sur de las Grandes Llanuras como consecuencia de las inundaciones provocadas por el huracán en 2017, y una revisión de las prácticas habituales de los productores de cacahuetes que se enfrentan a niveles más altos de aflatoxinas provocados por la sequía en el sureste de Estados Unidos.

Estudio de caso: ajuste de los rangos de detección en las pruebas de tiras para hacer frente a niveles extremos de fumonisina

Los agricultores de varias regiones productoras de alimentos del mundo se enfrentan a inundaciones con más frecuencia que en el pasado. En marzo de 2019, Iowa, Nebraska, Misuri y Kansas sufrieron inundaciones históricas como consecuencia de los atascos de hielo, el deshielo de una nevada récord y las lluvias excesivas. Esto provocó el fallo de al menos 30 diques, cuyas inundaciones afectaron a aproximadamente 90.000 graneros y a más de 16 millones de acres de maíz, soja y trigo. Los daños económicos totales superaron los 7.000 millones de dólares4.

Estas inundaciones representan la continuación de una tendencia. Los casos de inundaciones y los daños agrícolas que las acompañan siguen dominando los titulares en Estados Unidos.

Después de que el huracán Harvey tocara tierra inicialmente el 25 de agosto de 2017 como tormenta de categoría 4, continuó adentrándose en el país, descargando grandes cantidades de lluvia a su paso. Durante este tiempo, la cosecha anual se acercaba rápidamente; nadie podría haber predicho los catastróficos eventos agrícolas que pronto seguirían, específicamente en los Panhandles de Texas y Oklahoma, el suroeste de Kansas y áreas del sureste de Colorado.

En septiembre de 2017, al comenzar la temporada de cosecha, se recogieron muestras de maíz y se enviaron a laboratorios de terceros para su análisis. Los signos de altos niveles de fumonisinas eran frecuentes en el Panhandle de Texas debido a las lluvias excesivas del huracán Harvey, que se produjeron justo antes de la temporada de cosecha. Las lluvias proporcionaron a los mohos Fusarium, que producen fumonisina, unas condiciones de crecimiento ideales. Aunque no de forma generalizada y mostrando variaciones de un condado a otro, se observaron muestras de maíz con niveles de fumonisina sin precedentes, como 30 ppm, 50 ppm, 70 ppm e incluso 100 ppm.

Dependiendo del uso previsto del producto, los niveles aceptables de fumonisina pueden oscilar ampliamente en Estados Unidos entre 2 ppm y 4 ppm para el consumo humano, y en los piensos para animales (maíz y subproductos del maíz) entre 5 ppm y 100 ppm. Sin embargo, en Europa, los niveles pueden ser aún más estrictos, oscilando entre 0,2 ppm y 4 ppm para el consumo humano y entre 5 y 60 ppm en los piensos para animales5. A medida que aumentaba la preocupación por las fumonisinas, las pruebas de detección de micotoxinas siguieron siendo un debate primordial entre los miembros de la industria, y en el Panhandle de Texas en particular, donde las concentraciones de fumonisinas suelen rondar las 4 ppm. En medio de una preocupación creciente, y tras muchas deliberaciones sobre una cifra normalizada, los ganaderos designaron 60 ppm como nivel seguro para su ganado.

Desde el principio de esta crisis, los Laboratorios Romer estuvieron implicados. Los representantes de Romer Labs recibieron varias solicitudes relativas a la capacidad de realizar pruebas in situ para detectar altos niveles de fumonisina en los cargamentos de maíz entrantes. En ese momento, el kit de prueba de fumonisina AgraStrip® WATEX® ofrecía rangos entre 0-5 ppm y, con un paso de dilución, 5-30 ppm. Los alimentadores de ganado indicaron una necesidad inmediata de realizar pruebas a niveles de fumonisina mucho más altos que los que el kit podía realizar inicialmente, debido a la mayor presencia de fumonisina en el grano de maíz. Romer Labs respondió desarrollando con éxito una tercera curva utilizando otro paso de dilución adicional, dando al kit AgraStrip® WATEX® Fumonisina un rango adicional de 30-100 ppm.

El proceso para completar la tercera curva se finalizó en cuestión de días y estuvo listo para su despliegue en el campo. Debido a los altos niveles observados al principio de la temporada de cosecha, los alimentadores de ganado optaron por empezar a realizar pruebas únicamente en el nivel de 30-100 ppm. Esto continuó en 2018. A primera vista, este ejemplo muestra una mayor necesidad de pruebas de micotoxinas tras un acontecimiento meteorológico extremo, como las inundaciones causadas por un huracán o una tormenta tropical. Sin embargo, las capacidades de las técnicas de ensayo también deben estar a la altura de los nuevos e inusuales desafíos que acompañan a los fenómenos meteorológicos extremos. En este caso, era necesario ampliar el rango de cuantificación para hacer frente a la explosión de las concentraciones de fumonisina. La flexibilidad por parte de los proveedores de kits de pruebas y de quienes los aplican en el campo será cada vez más necesaria.

Uso de kits de pruebas para controlar niveles extremos de aflatoxina total en cacahuetes

Las inundaciones no son, por supuesto, el único fenómeno meteorológico extremo que puede provocar niveles más altos de micotoxinas. Pocos lo saben mejor que los cultivadores de cacahuetes del sudeste de EE.UU., donde la sequía y el calor pueden someter a los cultivos a un estrés considerable, haciéndolos vulnerables a las cepas de Aspergillus productoras de aflatoxinas.

El Aspergillus parasiticus y el Aspergillus flavus son los principales responsables de la aparición de aflatoxinas en los cacahuetes. Estos mohos se encuentran de forma natural en el suelo, por lo que es difícil evitar que entren en contacto con las legumbres, que crecen bajo tierra. Cuando las temperaturas medias se mantienen en o por encima de los 32°C (90°F), y cuando estas condiciones de calor convergen con la sequía, los cacahuetes se vuelven aún más susceptibles a la aparición de aflatoxinas. Estos representan factores de estrés previos a la cosecha, sobre los que los agricultores tienen muy poco control.

Las condiciones meteorológicas en torno al momento de la cosecha pueden exacerbar el estrés que sufren los cacahuetes y provocar daños en la cáscara, dando al Aspergillus más oportunidades de invadirla. Si se producen periodos intensos de lluvia o inundaciones justo antes o durante la cosecha, es posible que los cacahuetes no tengan tiempo suficiente para secarse lo suficiente antes de ser almacenados. Como ocurre con varios mohos, una humedad superior al 14% puede favorecer el crecimiento de mohos productores de micotoxinas en las instalaciones de almacenamiento. Entonces, ¿qué hacer si sospecha o descubre que la sequía y el calor han provocado altos niveles de aflatoxinas en un cultivo? Normalmente, es responsabilidad de los puntos de compra o de las peladoras tomar medidas. En primer lugar, los operadores de los puntos de compra de cacahuetes clasifican los cacahuetes según varias características definidas por el USDA-FSIS: calidad de la cáscara, presencia visual de moho, granos de cáscara sueltos, etc. Las cantidades de cacahuete evaluadas como "Seg 1", es decir, con la mejor calificación del FSIS, se analizan a continuación con pruebas de tiras, que sirven para segregar aún más los cacahuetes. Los puntos de compra deciden entonces cómo almacenarlos en función de la concentración de aflatoxinas.

Al aislar los cacahuetes altamente contaminados, los puntos de compra preservan la integridad de los cacahuetes no contaminados o menos contaminados para que éstos sigan siendo aptos para el consumo humano directo. Los cacahuetes altamente contaminados suelen destinarse a productos cuya producción elimina o reduce el contenido de aflatoxinas. Por ejemplo, las aflatoxinas tienden a transferirse de la legumbre intacta al aceite a tasas bajas. El refinado y otros tratamientos reducen aún más los niveles de aflatoxinas.

Desde el almacén, los cacahuetes se transportan a las plantas de descascarillado, donde las pruebas en tiras proporcionan información sobre la concentración de aflatoxinas, lo que orienta las decisiones sobre su uso posterior, como el tipo de alimentos en los que pueden integrarse. Las cáscaras de cacahuete destinadas a la alimentación animal se someten de nuevo a pruebas de detección de aflatoxinas antes de llegar a las fábricas de piensos.

Conclusiones: Clima cambiante, métodos de prueba cambiantes

Aunque muchos de estos métodos son una práctica habitual para los productores de cacahuete, la sequía y el calor extremos, combinados con la aparición intempestiva de lluvias torrenciales, han provocado niveles de aflatoxinas en el cacahuete superiores a la media. A medida que el clima cambie y la tierra se caliente, el tiempo extremo seguirá complicando los esfuerzos por mantener a raya las micotoxinas y los mohos que las producen. Acontecimientos drásticos como los huracanes son imprevisibles y exigen una rápida capacidad de adaptación por parte de los agricultores y comerciantes de grano para ajustarse a los niveles elevados de fumonisinas y otras micotoxinas que prosperan en condiciones húmedas y cálidas.

Estas nuevas condiciones ambientales pueden requerir enfoques creativos que vayan más allá del simple ajuste de los parámetros de los kits de pruebas existentes para mantener la seguridad de los alimentos y los piensos. En qué consisten tales soluciones se centra gran parte de la investigación y la especulación de cara al futuro.