O que são micotoxinas em alimentos e rações?

Quais são as implicações para a produtividade animal, segurança alimentar e saúde humana?

Como a nanotecnologia pode ser usada para prevenir e eliminar a contaminação por micotoxinas na cadeia de suprimentos de alimentos e rações? 

As micotoxinas são uma grande preocupação global e um desafio significativo para a segurança alimentar devido aos seus efeitos nocivos. Sugere-se que sua prevalência em culturas alimentares esteja na faixa de 60 a 80% e mais de US$ 932 milhões em perdas financeiras anuais em commodities agrícolas contaminadas com micotoxinas relatadas globalmente (1), (2). Esses metabólitos tóxicos de baixo peso molecular são originários de fungos micotoxigênicos como Aspergillus, Alternaria, Fusarium e Penicillium spp.; e contaminar várias categorias de alimentos e rações (3),(4). Mais de 400 micotoxinas foram classificadas como tóxicas, e os efeitos nocivos da micotoxicose causada pela contaminação por micotoxinas em humanos foram documentados, incluindo necrose, hepatite, hemorragia, ginecomastia com atrofia testicular, distúrbios neurológicos, câncer e morte em casos extremos (1), (5),(6). Da mesma forma, rações animais contaminadas com micotoxinas podem levar a reduções nos nutrientes disponíveis, doenças crônicas, danos à saúde animal, eventual morte e redução da produção (7). Os tipos mais tóxicos de micotoxinas são as aflatoxinas (AF) e as ocratoxinas (OT) (8). AFB1 é uma forte micotoxina hepatocarcinogênica detectada principalmente em cereais, nozes, grãos e rações, e AFB1 e AFB2 podem ser convertidos em AFM1 e AFM2 hidroxilados em vacas em lactação após ingestão via ração contaminada. Em contraste, a OTA com efeitos hepatotóxicos e nefrotóxicos é detectada principalmente em cereais, café, vinho, suco de uva e frutas secas (9),(10). Portanto, há uma necessidade urgente de abordagens e técnicas apropriadas para reduzir e/ou eliminar a presença de micotoxinas nos alimentos. As estruturas químicas das principais micotoxinas em alimentos são apresentadas na Fig. 1, enquanto as classes de micotoxinas baseadas em sintomas e doenças causadas em animais e humanos são apresentadas na Tabela 1.

Figura 1. Estruturas químicas das principais micotoxinas em alimentos (11).

O que são micotoxinas em alimentos e rações?

O risco de contaminação de alimentos por micotoxinas pode ser aumentado do ponto de vista ambiental, agronômico e socioeconômico e ser encontrado em todos os segmentos da cadeia de fornecimento de ração animal (Figura 2).

Fatores que influenciam a produção e contaminação de micotoxinas em alimentos

As micotoxinas podem crescer em uma ampla gama de produtos agrícolas e alimentícios. A fonte mais comum de exposição humana são cereais contaminados, produtos à base de cereais e alimentos produzidos por animais expostos a micotoxinas. A contaminação pode ocorrer desde a pré-colheita até a pós-colheita ao longo da cadeia de manejo alimentar e a presença de fungos não se traduz necessariamente em contaminação por micotoxinas, pois as condições de produção de micotoxinas são específicas e independentes das condições de crescimento dos fungos. O sistema de gestão de segurança alimentar (FSMS) é um sistema de preparação, monitoramento e prevenção para gerenciar a higiene e segurança alimentar em empresas relacionadas a alimentos. Tem sido sugerido como uma abordagem potencial para influenciar ou prevenir a produção de micotoxinas em produtos agrícolas e alimentos. T O FSMS foi visto como uma ferramenta prática para controlar o processo de produção de alimentos e o meio ambiente para garantir a segurança dos produtos finais para consumo e normalmente inclui procedimentos e políticas de gestão baseadas em boas práticas de higiene (BBP), boas práticas agrícolas (BPA), boas práticas de armazenamento (GSP), boas práticas de fabricação (GMP) e análise de perigos e pontos críticos de controle (HACCP).

O controle da segurança alimentar pode ser alcançado pelo monitoramento em todas as etapas e pela implementação de condições adequadas de processamento para reduzir fungos micotoxigênicos e, por extensão, controlar a presença de micotoxinas em produtos alimentícios. A implementação dos programas de pré-requisitos, como os procedimentos baseados em HACCP, pode reduzir a contaminação por micotoxinas, enquanto métodos químicos, biológicos e físicos convencionais podem ser empregados para desintoxicação após a contaminação. Um manual abrangente sobre a aplicação do sistema HACCP para controlar e prevenir a produção de micotoxinas identifica estágios para sistemas de monitoramento e etapas no processamento onde as micotoxinas podem ser evitadas ou erradicadas (13),(14). Devido à crescente resistência aos métodos convencionais e suas dificuldades, há a necessidade de desenvolver novas e inovadoras estratégias que possam eliminar rapidamente as micotoxinas com mínimo impacto na qualidade e em um curto tempo de processamento (11). Os métodos convencionais, ou seja, estratégias físicas, químicas e biológicas para desintoxicar micotoxinas em alimentos.

O que são micotoxinas em alimentos e rações?

A ocorrência e contaminação de micotoxinas ao longo da cadeia de produção agrícola, alimentos e ração animal são uma preocupação global devido à sua toxicidade, ao perigo que representam para a saúde humana e animal e às perdas econômicas associadas. Mesmo com a implementação dos programas de pré-requisito dos sistemas de gerenciamento de alimentos, como GAP, GMP, GSP, GHP e procedimentos baseados em HACCP nos estágios apropriados de pré-colheita, pós-colheita e processamento, a contaminação por micotoxinas é inevitável (14). A detecção precoce e rápida é, portanto, vital para a eliminação, a segurança geral dos alimentos e a prevenção de problemas de saúde relacionados. A crescente conscientização do consumidor sobre a segurança alimentar, questões regulatórias, potencial formação de subprodutos cancerígenos, eficiência limitada e possíveis alterações na qualidade limitaram as aplicações de métodos convencionais de desintoxicação química, biológica e física. Além disso, o aumento da resistência, principalmente de novas cepas aos métodos convencionais, tem direcionado pesquisas para estratégias inovadoras de rápido controle, redução e eliminação de micotoxinas em alimentos com curto tempo de processamento e impacto insignificante nas propriedades morfológicas, físico-químicas, texturais e estruturais dos alimentos e o meio ambiente também.

Materiais magnéticos e nanopartículas apresentam grande potencial em vários aspectos da indústria alimentícia, agrícola e pecuária. Sua capacidade adsorvente de micotoxinas é um ótimo complemento. Porém, assim como os inibidores fitoquímicos, a aplicação ainda é incipiente. Recentemente, surgiram estudos para apoiar os meios ecologicamente corretos, de baixo custo e eficazes de controle de micotoxinas por meio do uso de materiais magnéticos e nanopartículas. Por exemplo, partículas magnéticas ( Fe₃O₄) que foram revestidas com quitosana mostraram-se eficazes para a adsorção de patulina de suco de frutas. A conjugação de nanocelulose com ácido retinóico pode absorver AFB1 de uma variedade de alimentos sem qualquer traço de toxicidade, dependendo da concentração e do pH (15), (16). Nanopartículas magnéticas como nanoargila, nanogel, maghemita de superfície ativa, nanomateriais como nanopartículas de óxido de zinco (ZON), nanopartículas de prata (SLN), nanopartículas de cobre e nanopartículas de selênio (SEN) foram eficazes para remover e ligar micotoxinas em rações agrícolas e alimentos (17), (18). Cientistas (19) revisaram as principais propriedades de nanopartículas de carbono, como fulerenos, nanotubos de carbono e grafeno (grafeno nativo (G), óxido de grafeno (GO) e grafeno reduzido (rGO)) e a possível interação de ligação com micotoxinas . As micotoxinas podem se ligar à superfície, feixes, sulcos ou canais entre essas nanopartículas por meio de diferentes interações de ligação, mas até agora, a interação das NPs com os componentes individuais das células do fungo ainda está faltando e ainda precisa ser investigada.

As micotoxinas representam um risco significativo para a saúde e bem-estar de seres humanos e animais e são um problema significativo de segurança alimentar. Apesar do esforço de pesquisa que tentou delinear os múltiplos aspectos da contaminação por micotoxinas nas cadeias de abastecimento de alimentos para humanos e animais, muitas questões ainda precisam ser respondidas. Embora as micotoxicoses sejam conhecidas há séculos, foi apenas nos últimos 50 anos que conseguimos entender a produção, a química e os efeitos biológicos desses contaminantes naturais dos alimentos (20). Nesse período, estratégias foram desenvolvidas, incluindo práticas agronômicas, melhoramento de plantas e transgênicos, biotecnologia, ligação de toxinas e aditivos desativantes para rações e educação de fornecedores de rações e produtores de animais para reduzir a contaminação e exposição a micotoxinas (21). No entanto, tem se mostrado difícil controlar a exposição do homem e dos animais a esses compostos ambientais naturais. Esta é uma questão global significativa de segurança alimentar e alimentar e teremos que conviver com algum grau de risco. A situação é ainda mais complicada quando se considera que existem muitos milhares de metabólitos fúngicos secundários (22), a grande maioria dos quais não foi testada quanto à toxicidade ou associada a surtos de doenças ou redução da produtividade animal. No entanto, com maior conscientização e vigilância contínua para micotoxinas, a indústria de rações e os produtores de animais produzirão produtos melhores e mais seguros.

Referências:

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9. Bangar, S. P., Sharma, N., Kumar, M., Ozogul, F., Purewal, S. S., & Trif, M. (2021). Recent developments in applications of lactic acid bacteria against mycotoxin production and fungal contamination. Food Bioscience, 44, Article 101444. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2021.101444
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