relación entre el contenido de aflatoxinas totales y aflatoxina b1 en

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DECANATO DE ESTUDIOS DE POSTGRADO
COORDINACIÓN EN CIENCIA DE LOS ALIMENTOS Y NUTRICIÓN
MAESTRÍA EN CIENCIA DE LOS ALIMENTOS
RELACIÓN ENTRE EL CONTENIDO DE AFLATOXINAS TOTALES Y
AFLATOXINA B1 EN MAÍZ BLANCO DE COSECHA EN VENEZUELA
Trabajo de Grado presentado a la Universidad Simón Bolívar por
Ana Daniela Arrieta Claramonte
Como requisito parcial para optar al grado académico de
Magister en Ciencia de los Alimentos
Con la asesoría de los Prof.
Marleny Chavarri
Alexia Torres
Enero de 2012
ii
iii
DEDICATORIA
A Dios por siempre iluminarme el camino y darme la fe y fortaleza para lograr las
metas que me propongo en la vida.
A mi madre por ser siempre el apoyo que necesito en los momentos más difíciles, y por
motivarme a seguir progresando… Gracias eternas mami!. Y a mi padre, que desde el cielo me
sigue apoyando en todos mis proyectos… te extraño gordito.
A mi abuela Rosa y mi abuelo Normando, que también desde el cielo nos siguen
bendiciendo.
A mi hermana, mis tías y primos por ser siempre el apoyo que necesitamos en la
familia.
A mi sobrina Ana Sofía por ser la alegría de nuestra familia. Te amo beba.
Al abuelo Reyes y Mary por su constante preocupación por nuestro bienestar y por su
apoyo incondicional en mi formación profesional, y en mi crecimiento personal y espiritual.
A todos los que no he nombrado pero saben que ocupan un lugar especial en mi
corazón, porque es gratificante saber que puedo contar siempre con gente especial.
iv
AGRADECIMIENTO
A mi tío Claudio Rivera por su apoyo en la recolección de la información
meteorológica, porque sin tu ayuda habría sido muy difícil concretar este objetivo… Gracias!
A Antonio Capobianco por su entusiasmo en las investigaciones científicas y por el
apoyo en toda mi formación académica, desde mi tesis de pregrado hasta mi tesis de maestría.
Gracias Capo.
A las profesoras Marleny y Alexia por su apoyo y respaldo como excelentes tutoras
durante todo el desarrollo del trabajo. Aprecio mucho su disposición y conocimientos para el
trabajo.
A Norelis Aguiar y María Milagros González, que más que supervisoras han sido
amigas y guías en el camino. Gracias por darme el apoyo para poder concluir mis estudios
profesionales.
A Graciela Troncone y el equipo de soporte científico por su apoyo y disposición para
llevar a cabo los análisis del trabajo. Como siempre dispuestos a apoyar la investigaciones
científicas y promoviendo el desarrollo de la gente.
A todos los que de alguna manera colaboraron y no he nombrado, porque sin el apoyo
de todos no habría sido posible concluir esta etapa de mi formación profesional
v
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DECANATO DE ESTUDIOS DE POSTGRADO
COORDINACIÓN EN CIENCIA DE LOS ALIMENTOS Y NUTRICIÓN
MAESTRÍA EN CIENCIA DE LOS ALIMENTOS
RELACIÓN ENTRE EL CONTENIDO DE AFLATOXINAS TOTALES Y
AFLATOXINA B1 EN MAÍZ BLANCO DE COSECHA EN VENEZUELA
Por: Arrieta Ana
Carnet N°: 06-85491
Tutores: Marleny Chavarri y Alexia Torres
Enero de 2012
RESUMEN
El proceso de almacenamiento de cereales en silos surge de la necesidad de garantizar el
suministro de materias primas inocuas para la alimentación humana y animal, por lo que se
desarrollan técnicas para conservar los granos y mantener su calidad; en tal sentido se plantea
el desarrollo de una investigación asociada a la conservación y manejo post-cosecha de maíz
blanco, para establecer su influencia con la síntesis de aflatoxinas totales y la asociación con el
contenido de aflatoxinas B1 en maíz blanco de cosecha, ya que dicho metabolito es el
hepatocancerígeno más potente conocido y por lo tanto se establecen regulaciones para su
concentración. La metodología se basa en un muestreo estratificado de afijación proporcional
al aporte de materia prima por estado (Guárico, Cojedes, Calabozo y Anzoátegui), en el centro
de recepción seleccionado en el Estado Aragua, de las cosechas 2009-2010 y 2010-2011 para
realizar la determinación de aflatoxinas totales y aflatoxinas B1 a fin de establecer
estadísticamente mediante la correlación de Pearson y una regresión simple la asociación entre
ambas, empleando HPLC; y adicionalmente se desea evaluar la incidencia de los factores postcosecha como condiciones ambientales y pluviométricas, uso de maquinaria agrícola para la
cosecha y tiempo transcurrido hasta el acondicionamiento de la materia prima en la síntesis de
la toxina a fin de establecer las causas y generar las recomendaciones necesarias para reducirla
en las próximas cosechas. Se obtuvo que sólo el 21,5% de las muestras presentó valores
mayores a cero en aflatoxina total, no se detectaron aflatoxinas G1 y G2 en ninguna de las
muestras; sólo el 44,83% de las muestras que presentaron aflatoxina cumplen con lo
establecido en la norma Covenin 1935-87 de máximo 5 ng/g de B1; las condiciones
ambientales de temperatura, humedad y precipitación total presentaron diferencias
significativas entre meses y entre los años analizados; así mismo se encontró que entre el
contenido de aflatoxina B1 y aflatoxina total existe regresión y es significativa. En tal sentido
la recomendación va dirigida a minimizar la práctica de cosecha manual y emplear mayor
tecnificación, así como semillas de alta calidad y resistentes al ataque de mohos.
Palabras clave: maíz, aflatoxinas, aflatoxinas totales, aflatoxina B1, cuantificación, post-cosecha.
vi
ÍNDICE GENERAL
APROBACIÓN DEL JURADO ................................................................................................ ii
DEDICATORIA ......................................................................................................................... ii
AGRADECIMIENTO ............................................................................................................... iv
RESUMEN .................................................................................................................................. v
ÍNDICE DE FIGURAS ...........................................................................................................viii
ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................................... ix
INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 1
CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................ 3
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA........................................................................................... 3
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ....................................................................................... 3
OBJETIVOS .............................................................................................................................. 4
JUSTIFICACIÓN....................................................................................................................... 5
LIMITACIONES ....................................................................................................................... 6
CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO REFERENCIAL .......................................................... 7
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
EL MAÍZ (ZEA MAYS L.) ............................................................................................................. 7
MANEJO DEL GRANO .......................................................................................................... 12
MOHOS Y MICOTOXINAS ................................................................................................... 13
CUANTIFICACIÓN DE MICOTOXINAS ............................................................................. 16
ANTECEDENTES ................................................................................................................... 17
CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO ..................................................................... 22
3.1
TIPO DE INVESTIGACIÓN ...................................................................................................22
3.2
UNIVERSO, POBLACIÓN Y MUESTRA .............................................................................23
3.3
EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES DE MANEJO POST-COSECHA DE MAÍZ
BLANCO .............................................................................................................................................24
3.4
EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE LA PRESENCIA DE AFLATOXINAS
EN MAÍZ BLANCO ............................................................................................................................26
3.5
DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AFLATOXINA B1 Y AFLATOXINAS
TOTALES, EN MAÍZ BLANCO DE COSECHA ...............................................................................26
3.6
CORRELACIÓN DEL CONTENIDO DE AFLATOXINA B1 CON EL CONTENIDO DE
AFLATOXINA TOTAL Y LA CALIDAD DEL GRANO ..................................................................31
vii
3.7
RECOMENDACIONES POST-COSECHA PARA MINIMIZAR LA INCIDENCIA DE
AFLATOXINAS TOTALES EN MAÍZ BLANCO NACIONAL .......................................................32
CAPÍTULO IV RESULTADOS Y ANÁLISIS ...................................................................... 33
EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES DE MANEJO POSTCOSECHA DE MAÍZ
4.1
BLANCO .............................................................................................................................................33
4.2
EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE LA PRESENCIA DE AFLATOXINAS
EN MAÍZ BLANCO ............................................................................................................................44
4.3
DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AFLATOXINA B1 Y AFLATOXINAS
TOTALES EN MAÍZ BLANCO DE COSECHA ................................................................................45
4.4
CORRELACIÓN DEL CONTENIDO DE AFLATOXINA B1 CON EL CONTENIDO DE
AFLATOXINA TOTAL Y LA CALIDAD DEL GRANO ..................................................................50
4.5
RECOMENDACIONES POSTCOSECHA PARA MINIMIZAR LA INCIDENCIA DE
AFLATOXINAS TOTALES EN MAÍZ BLANCO NACIONAL .......................................................51
CONCLUSIONES .................................................................................................................... 55
RECOMENDACIONES .......................................................................................................... 56
REFERENCIAS........................................................................................................................ 57
viii
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA 2.1 ESTRUCTURAS FÍSICAS FUNDAMENTALES DEL CARIOPSIS DE
MAÍZ. ........................................................................................................................................... 8
FIGURA 3.1
CROMATOGRAMA DE ESTÁNDARES A LA MAYOR
CONCENTRACIÓN. ................................................................................................................. 30
FIGURA 4.1 MAPA POLÍTICO DEL ESTADO GUÁRICO. .................................................. 34
FIGURA 4.2 COMPORTAMIENTO DE TEMPERATURA AMBIENTAL PROMEDIO
DEL ESTADO GUÁRICO. ....................................................................................................... 35
FIGURA 4.3 COMPORTAMIENTO DE HUMEDAD AMBIENTAL PROMEDIO DEL
ESTADO GUÁRICO. ................................................................................................................ 36
FIGURA 4.4 COMPORTAMIENTO DE PRECIPITACIÓN AMBIENTAL PROMEDIO
DEL ESTADO GUÁRICO. ....................................................................................................... 38
FIGURA 4.5 COMPORTAMIENTO DE LAS HORAS DE COLA EN EL CENTRO DE
RECEPCIÓN SELECCIONADO EN EL ESTADO ARAGUA, PARA LAS COSECHAS
2009-2010 Y 2010-2011. ............................................................................................................ 40
FIGURA 4.6 COMPORTAMIENTO EN LA CONCENTRACIÓN DE AFLATOXINA
TOTAL EN MAÍZ BLANCO. ................................................................................................... 45
FIGURA 4.7
CROMATOGRAMA DE MUESTRA SIN METABOLITOS
DETECTADOS. ......................................................................................................................... 48
FIGURA 4.8 CROMATOGRAMA DE MUESTRA POSITIVA PARA METABOLITOS
B1 Y B2. ..................................................................................................................................... 48
FIGURA 4.9 DIAGRAMA CAUSA-EFECTO DE LA PRESENCIA DE AFLATOXINAS
EN MAÍZ BLANCO DE COSECHA. ....................................................................................... 52
ix
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA 2.1 COMPOSICIÓN QUÍMICA PROXIMAL DE LAS PARTES PRINCIPALES
DE LOS GRANOS DE MAÍZ. .................................................................................................. 10
TABLA 2.2
TOXICIDAD DE LOS METABOLITOS PRODUCIDOS POR
ASPERGILLUS FLAVUS. .......................................................................................................... 14
TABLA 3.1 PORCENTAJE DE PARTICIPACIÓN POR ESTADO, EN LA RECEPCIÓN
DE MATERIA PRIMA. ............................................................................................................. 24
TABLA 3.2 CRITERIOS DE AGRUPACIÓN, POR MUNICIPIO, PARA GRUPOS
HOMOGÉNEOS. ....................................................................................................................... 25
TABLA 3.3 VOLUMEN DE LA SOLUCIÓN PATRÓN NECESARIO PARA LA
PREPARACIÓN DE LOS ESTÁNDARES............................................................................... 27
TABLA 3.4 PARÁMETROS DEL DETECTOR DE FLUORESCENCIA. ............................ 28
TABLA 3.5 PROGRAMA DE LA DISTRIBUCIÓN DE SOLVENTES UTILIZADO EN
HPLC. ......................................................................................................................................... 28
TABLA 3.6 DATOS DE LAS CURVAS DE CORRELACIÓN PARA EL CÁLCULO DE
CONCENTRACIÓN DE TOXINA. .......................................................................................... 30
TABLA 4.1 TEMPERATURA AMBIENTAL PROMEDIO ( °C) DEL ESTADO
GUÁRICO. ................................................................................................................................. 34
TABLA 4.2 HUMEDAD AMBIENTAL PROMEDIO (%) DEL ESTADO GUÁRICO. ........ 35
TABLA 4.3 PRECIPITACIÓN AMBIENTAL PROMEDIO (MM) DEL ESTADO
GUÁRICO. ................................................................................................................................. 37
TABLA 4.4. RESUMEN DE PROCEDIMIENTO ANOVA PARA CONDICIONES
AMBIENTALES (TEMPERATURA, HUMEDAD Y PRECIPITACIÓN). ............................ 38
TABLA 4.5 RESUMEN DE PRUEBA DE RANGO DE TUKEY PARA VARIABLES
AMBIENTALES. ....................................................................................................................... 39
TABLA 4.6 VARIABLES DE LA TIPIFICACIÓN EFECTUADA A LAS MUESTRAS
DE MAÍZ EN ESTUDIO. .......................................................................................................... 41
x
TABLA 4.7 DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AFLATOXINAS EN LAS
MUESTRAS ESTUDIADAS. .................................................................................................... 47
TABLA 4.8 PROCEDIMIENTO FREQ PARA AFLATOXINA TOTAL Y GRUPO DE
TECNIFICACIÓN...................................................................................................................... 49
TABLA 4.9 PROCEDIMIENTO FREQ PARA AFLATOXINA TOTAL Y LA
PROCEDENCIA. ....................................................................................................................... 49
TABLA 4.10 REGRESIONES SIMPLES DE VARIABLES DE INTERÉS CON EL
CONTENIDO DE AFLATOXINA B1. ..................................................................................... 51
1
INTRODUCCIÓN
Los cereales constituyen los principales cultivos agrícolas del país y éstos pueden ser
deteriorados por la acción o presencia de los mohos, los cuales disminuyen el valor nutricional
del grano como materia prima; y adicional a ello algunas especies de mohos son capaces de
producir micotoxinas, las cuales pueden causar daños a la salud de animales y humanos. La
colonización de los granos de maíz por mohos producen pérdidas importantes a nivel
económico y especialmente en países tropicales como Venezuela en donde la temperatura y
humedad relativa de la mayoría de las zonas productoras son favorables para el desarrollo de
mohos y sus toxinas (González, 1995).
El conocimiento de los mohos toxigénicos y sus micotoxinas es muy importante debido
a que de allí se derivan los controles que se deben llevar a cabo para asegurar que la materia
prima empleada para consumo humano y animal sea inocua. La presencia de micotoxinas es
un problema permanente que debe mantenerse monitoreado desde el campo y hasta las
industrias procesadoras ya que la prevención es la manera más segura y económica de
garantizar la calidad del producto.
Esta investigación se realizó con la finalidad de conocer la relación que existe entre el
contenido de aflatoxinas totales y aflatoxina B1 en el maíz blanco de cosecha en Venezuela
para lo que se evaluaron las principales condiciones de manejo postcosecha y el
comportamiento en la concentración de aflatoxinas totales en un centro de recepción, ubicado
en el Estado Aragua, en los últimos 3 años para así poder establecer las recomendaciones en
cuanto al manejo postcosecha para garantizar la calidad e inocuidad del producto.
La investigación se presenta dividida en capítulos: el primero es el planteamiento del
problema y contiene una descripción del caso a estudiar, una breve exposición, su
formulación, los objetivos que se desean alcanzar y la justificación y limitaciones del presente
2
estudio; el segundo contiene referencias de textos consultados que poseen relación con el
estudio, y además se presentan las bases teóricas que sustentan y facilitan la comprensión del
fenómeno analizado; en el tercer capítulo se delimita el tipo de trabajo científico y de
investigación en que se basa la realización del estudio, y se presenta el desarrollo de la
metodología de la investigación; el cuarto comprende resultados experimentales y sus
correspondientes análisis; y por último se presentan las conclusiones y recomendaciones.
3
CAPÍTULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En el presente capítulo se esboza el problema o caso a estudiar, mediante una breve
descripción, su formulación, los objetivos a alcanzar y la justificación y limitaciones del
presente estudio.
1.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
Existen investigaciones de referencia de la presencia de mohos toxigénicos en granos de
maíz blanco en Venezuela, evidenciando la incidencia de aflatoxinas en los granos de cosecha
empleados luego en la fabricación de alimentos para consumo humano y animal.
1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
1.2.1 Situación actual
El maíz es una de las principales materias primas para producción de alimentos en
Venezuela, actualmente la Norma Covenin 1935 correspondiente a Maíz para uso industrial
fue actualizada hasta el año 1987 y el método establecido en dicha norma para la
determinación de aflatoxinas es mediante el uso de la lámpara de luz UV y de presentarse
fluorescencia establece la cuantificación de la toxina con un límite máximo permitido de 5ng/g
de aflatoxina B1.
Estudios han demostrado que la aparición de puntos de fluorescencia se deben a la
presencia del ácido kojico y no son un indicativo confiable de la concentración de la toxina en
la muestra, por lo que se ha procedido en estados Unidos y Europa a cuantificar y normar el
contenido de aflatoxinas totales; y adicionalmente se han establecido regulaciones para el
4
contenido de aflatoxina B1 debido a su potencial efecto tóxico en humanos y animales
(Scussel, 1998).
En tal sentido, en Venezuela se hace imperante la actualización de dichas normas de
referencia a fin de establecer la detección de aflatoxinas totales, mundialmente aceptada, sin
olvidar la regulación del contenido de B1 tal como actualmente está establecido.
1.2.2 Situación deseada
Establecer la relación entre el contenido de aflatoxinas totales y aflatoxina B1 en el
maíz de cosecha en Venezuela a fin de mantener en las plantas procesadoras de maíz las
determinaciones de aflatoxinas totales, empleadas como referencia en Estados Unidos y
Europa, pero conociendo el cumplimiento de la normativa nacional vigente.
Adicionalmente se evaluará la influencia del manejo post-cosecha y las condiciones
climáticas, entre otros aspectos, sobre la incidencia de las toxinas en la materia prima.
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo general
Relacionar el contenido de aflatoxinas totales y aflatoxina B1 en maíz blanco de
cosecha en Venezuela.
1.3.2 Objetivos específicos

Evaluar las condiciones de manejo post-cosecha de maíz blanco, en los principales
estados productores del país, en los últimos 3 años.

Evaluar el comportamiento de la presencia de aflatoxinas en maíz blanco en los últimos
tres períodos de cosecha.

Determinar el contenido de aflatoxina B1 y aflatoxinas Totales, en maíz blanco de
cosecha 2009-2010 y 2010-2011.
5

Correlacionar el contenido de aflatoxina B1 con el contenido de aflatoxina Total y la
calidad del grano, para establecer recomendaciones en las especificaciones de recepción
de materia prima.

Establecer recomendaciones post-cosecha para minimizar la incidencia de aflatoxinas
totales en maíz blanco nacional.
1.4 JUSTIFICACIÓN
La presente investigación posee relevancia a nivel social ya que se estaría aportando la
información necesaria para efectuar una revisión o actualización de la normativa venezolana
sobre la cuantificación de aflatoxinas en maíz para uso industrial, beneficiando a los
consumidores al asegurar la inocuidad de los productos derivados del maíz y a las empresas
procesadoras al facilitar la detección de dicha toxina a través del uso de métodos rápidos al
validarlos con un método de referencia.
En cuanto a la conveniencia del estudio se puede mencionar el diagnóstico sobre la
distribución de aflatoxinas, en el maíz proveniente de diferentes zonas de producción, así
como la relación entre las aflatoxinas totales y el contenido de aflatoxina B1 y la influencia de
las condiciones post-cosecha en dicha incidencia.
Las implicaciones prácticas van orientadas a la relación entre las toxinas mencionadas,
aportando el conocimiento necesario para adaptar la versatilidad de los métodos de detección
rápidos empleados en los centros de recepción de materia prima.
De igual manera la investigación presenta el aporte metodológico ya que las detecciones
serán llevadas a cabo empleando el método por cromatografía líquida con detección por
fluorescencia (HPLC-fluorescencia). Y desde el punto de vista teórico se aportará el
conocimiento de la relación entre el contenido de aflatoxina B1 y aflatoxina total en el maíz de
cosecha venezolano empleado en un centro de recepción del Estado Aragua, lo cual puede
resultar de interés para futuras investigaciones a realizarse en la industria de procesamiento de
cereales.
6
1.5 LIMITACIONES
La mayor limitante se presentó al momento de recolectar la información de condiciones
ambientales y manejo post-cosecha, cuya procedencia fuera confiable a fin de establecer las
conclusiones adecuadas con los resultados obtenidos.
7
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO REFERENCIAL
En esta sección se presentan conceptos de interés y relevancia para la investigación, así
como trabajos realizados en el área que sustentan y facilitan la comprensión de la problemática
presentada.
2.1 EL MAÍZ (Zea mays L.)
Es uno de los cereales más importantes del mundo, botánicamente perteneciente a la
familia de las gramíneas y considerada una planta anual. El grano maduro posee un peso
promedio de 350 mg en donde aproximadamente el 82% corresponde al endospermo, 12% al
germen, 5% al pericarpio y menos de 1% a la punta (González, 1995).
Botánicamente el grano de maíz es también denominado cariopsis debido a que posee
un pericarpio delgado y se encuentra soldado al tegumento seminal, por lo que se dice que
posee todo lo necesario estructural, nutricional y enzimáticamente requerido para iniciar el
crecimiento y desarrollo del embrión.
Dicho grano se divide generalmente en cuatro
estructuras físicas básicas: pericarpio o cáscara, endospermo, germen y pilorriza (Figura 2.1)
(ONU, 1993).
2.1.1 Aplicaciones del maíz
Básicamente existen tres aplicaciones fundamentales: alimento, forraje y materia prima
para la industria. El uso fundamental y de mayor interés es el asociado con la alimentación,
debido a su alto impacto, en donde se puede incluir el grano entero o bien se pueden elaborar
productos intermedios como sémola o productos terminados como harinas.
8
La elaboración de los productos mencionados incluye diversas técnicas de
procesamiento pero en donde la calidad de la materia prima es de gran importancia para
calidad de los productos que de allí se deriven. En tal sentido, la inocuidad y calidad de la
materia prima debe ser de vital atención para asegurar que los alimentos obtenidos no causen
daño alguno a la población que lo consume.
Figura 2.1 Estructuras físicas fundamentales del cariopsis de maíz.
FUENTE: El maíz en la nutrición humana (ONU, 1993).
2.1.2 Propiedades físicas y detalles estructurales.
El maíz absorbe agua rápidamente, la cual ingresa primero por la capa más externa y se
mueve a través de espacios vacíos en el pericarpio por la acción capilar y entra al endospermo.
Es por ello que el humedecimiento del contenido celular de endospermo y germen es un
proceso de difusión lento que aumenta proporcionalmente con la temperatura (Watson y
Ramstad, 1987).
Germen: representa 10-12% del peso del grano seco y está compuesto por el embrión y el
escutelo, el cual funciona como órgano nutritivo para el embrión porque almacena nutrientes y
hormonas que son movilizados por enzimas elaboradas durante los estados iniciales de la
9
germinación. Todas estas células son, de manera potencial, activas metabólicamente en la
hidratación, y se ha encontrado que contienen enzimas que hidrolizan y sintetizan lípidos.
Las paredes de las células del escutelo son delgadas y contienen numerosos huecos y
espacios intercelulares que facilitan el movimiento del material entre las células, su parte
superior es sólo una capa de células secretoras que forman el primer contacto entre el germen
y el endospermo. Durante la germinación del grano, las capas exteriores de las células se
hinchan, las paredes celulares se vuelven delgadas y las enzimas hidrolíticas son secretadas y
difundidas en el endospermo para digerir almidón y proteína; mientras que azúcares y
aminoácidos resultantes son luego transportados a través del escutelo para la nutrición del
embrión.
Endospermo: constituye 82-84% en peso del grano seco y está compuesto por 86-89% en
peso de almidón. Posee un recubrimiento externo (aleurona), que es sólo una capa de células
de una apariencia completamente diferente, conformado por proteínas pero no almidones y
cubre completamente el endospermo harinoso y germen.
Pericarpio: estructura externa de la semilla que posee 5-6% del peso del grano seco, es una
capa delgada y casi invisible que se adhiere herméticamente a la superficie exterior de la capa
de aleurona con la intención de concederle propiedades semipermeables al grano de maíz
(Watson y Ramstad, 1987).
2.1.3 Composición química
Como se muestra en la Tabla 2.1, las partes principales del grano de maíz difieren
considerablemente en su composición química. El pericarpio se caracteriza por un elevado
contenido de fibra cruda que a su vez está formada fundamentalmente por hemicelulosa,
celulosa y lignina. El endospermo, en cambio, contiene un nivel elevado de almidón, 8% de
proteínas y un contenido relativamente bajo de los otros componentes.
El germen se
caracteriza por un elevado contenido de grasas crudas y contiene también un nivel
relativamente elevado de proteínas y minerales. Por otra parte, el contenido de hidratos de
10
carbono y proteínas de los granos de maíz depende en medida considerable del endospermo; el
de grasas crudas y, en menor medida, proteínas y minerales, del germen (ONU, 1993).
Tabla 2.1 Composición química proximal de las partes principales de los granos de maíz.
Componente químico Pericarpio (%) Endospermo (%) Germen (%)
Proteínas
3,7
8,0
18,4
Extracto etéreo (grasa)
1,0
0,8
33,2
Fibra cruda
86,7
2,7
8,8
Cenizas
0,8
0,3
10,5
Almidón
7,3
87,6
8,3
Azúcar
0,34
0,62
10,8
Fuente: Watson y Ramstad, 1987.
Almidón: es el componente químico principal del grano de maíz, formado por dos
polímeros de glucosa: amilosa y amilopectina, aunque también se hallan otros hidratos de
carbono como azúcares sencillos en forma de glucosa, sacarosa y fructosa.
Proteínas: se considera como el segundo componente químico del grano por orden de
importancia. En las variedades comunes, el contenido de proteínas puede oscilar entre 8 y
11% del peso del grano, y en su mayor parte se encuentran en el endospermo.
Aceite y ácidos grasos: el aceite del grano de maíz está fundamentalmente en el germen,
posee un bajo nivel de ácidos grasos saturados y niveles relativamente elevados de ácidos
grasos poliinsaturados como ácido linoleico, mientras que sólo se han encontrado cantidades
reducidas de ácidos linolénico y araquidónico.
Fibra dietética: es el componente que se halla en mayor cantidad después de los hidratos de
carbono (principalmente almidón), las proteínas y las grasas.
Los hidratos de carbono
complejos del grano de maíz se encuentran en el pericarpio y la pilorriza, aunque también en
las paredes celulares del endospermo y, en menor medida, en las del germen.
11
Minerales: la concentración de cenizas en el grano es aproximadamente del 1,3%, sólo
ligeramente menor que el contenido de fibra cruda. El germen es relativamente rico en
minerales, con un valor medio de 11%, frente a menos del 1% en el endospermo y además
proporciona cerca del 78 % de todos los minerales del grano.
El mineral que más abunda es el fósforo, encontrándose en su totalidad en el embrión
con valores de aproximadamente 0,90 % (dependiendo del híbrido que se estudie), pero como
sucede con la mayoría de los granos de cereal su contenido de calcio y oligoelementos es bajo
(ONU, 1993).
Vitaminas liposolubles: en este grupo se encuentran la provitamina A (carotenoide),
distribuida mayormente en el endospermo duro del grano y únicamente pequeñas cantidades
en el germen; y la vitamina E que se halla principalmente en el germen y su fuente en general
son cuatro tocoferoles. Es importante acotar que El β-caroteno se destruye gradualmente por
oxidación, junto con otros pigmentos carotenoides, durante el almacenamiento prolongado.
Vitaminas hidrosolubles: se encuentran sobre todo en la capa de aleurona del grano de
maíz, y en menor medida en el germen y el endospermo.
Sustancias diversas: además de las sustancias ya mencionadas, el maíz contiene muchos
otros compuestos químicos y materiales en muy bajas concentraciones; muchas de estas
sustancias, como enzimas o sus precursores, son vitales para el crecimiento del embrión.
Por ejemplo, el maíz maduro y seco tiene bajos niveles de actividad de α-amilasa que
aumentan en la germinación (se desarrolla únicamente en el escutelo) y están ausentes en el
grano seco, donde su papel en las etapas iniciales de conversión es disminuir la viscosidad del
almidón gelatinizado.
La enzima lipasa del maíz está presente en los cuerpos de lípidos de semillas
germinadas (no sin germinar), y su función es hidrolizar los triacilglicéridos a 3 ácidos grasos
por β-oxidación. Existe otra enzima denominada lipooxigenasa, cuyo rol en plantas no ha sido
12
muy estudiado; aunque se sabe que la oxidación con lipooxigenasa como catalizador de ácidos
grasos poliinsaturados produce hidroperóxidos, los cuales son altamente reactivos y
potencialmente dañinos para los componentes celulares (Belitz y col., 1999).
2.2 MANEJO DEL GRANO
Básicamente las etapas que integran el manejo del grano son: cosecha, transporte,
recepción y acondicionamiento, almacenamiento y conservación.
La cosecha comienza cuando el grano alcanza su madurez fisiológica, en donde el
contenido de humedad es aproximadamente 30%, y puede realizarse manual o mecánicamente.
La cosecha manual consiste en la recolección de las mazorcas con personal contratado quienes
deshojan y apilan en el suelo o en sacos el producto para posteriormente efectuar el
desgranado; y la cosecha mecánica normalmente es empleada cuando se tienen grandes
extensiones de tierra sembrada y consiste en recolectar el producto con una máquina
cosechadora con lo cual se recoge, trilla y limpia el grano en una sola pasada y sin mantener
contacto con el suelo.
En la medida en que se va cosechando el grano, es necesario enviarlo a los centros de
recepción, para lo cual se emplean camiones para transporte a granel. Usualmente dichos
transportes poseen compuertas en el fondo que se abren para efectuar la descarga de los granos
en los centros de acopio (Bragachini y col., 2003).
En los centros de recepción se efectúa un muestreo, lo cual constituye la parte más
importante de la inspección de la materia prima ya que se debe asegurar recolectar una
muestra representativa para efectuarle los análisis con lo cual se establecerá la calidad del lote.
En Venezuela se cuenta con la Norma COVENIN 612-82 Cereales-Oleaginosas y Productos
Derivados Muestreo en donde se establecen las condiciones a cumplir para asegurar un
muestreo aleatorio en base a la cantidad de producto recibido, y la Norma COVENIN 1935-87
13
Maíz para uso industrial que rige las variables de calidad para la tipificación y clasificación de
la materia prima en la recepción. En caso de recibir materia prima directo del campo, se
efectúa el proceso de acondicionamiento antes del almacenamiento y conservación, para
disminuir el porcentaje de humedad y asegurar la calidad del producto durante el periodo de
almacenamiento antes de su utilización en la obtención de productos intermedios o
terminados.
2.3 MOHOS Y MICOTOXINAS
A nivel mundial, después de los insectos, los mohos son los principales causantes de la
reducción de calidad de los cereales almacenados y también de las cosechas. Básicamente los
mohos que atacan los cereales se dividen en dos grandes grupos: de campo y de almacén. Los
mohos de campo requieren altos contenidos de humedad para desarrollarse (aproximadamente
20%) e invaden y atacan a los granos antes de la cosecha afectando su apariencia y calidad
(Scussel y col., 2002).
Las micotoxinas son metabolitos producidos por diferentes mohos sobre los alimentos,
que pueden causar enfermedades e inclusive la muerte al ser ingeridos por humanos o
animales. Estas sustancias permanecen en los alimentos aun después que el moho muere y son
relativamente estables bajo las condiciones usuales de cocción y procesamiento de dichos
alimentos (Duarte, 2005).
Las micotoxinas pueden causar daños a la salud humana cuando son ingeridas en forma
gradual y constante en pequeñas dosis. Como princip
C), de bajo peso molecular, resistentes a químicos, biológicos,
inactivación física y existen más de 500 tipos diferentes (Scussel, 1998).
La contaminación de los granos por micotoxinas es un grave problema, ya que la
ingestión de micotoxinas por parte de humanos y animales causa daños variables dependiendo
14
del tipo de toxinas y de su concentración. El daño puede ser leve y pasar desapercibido o
hacerse cada vez más severo hasta ocasionar la muerte del individuo (Mazzani, 1996).
Las aflatoxinas fueron descubiertas en el año 1961 en Inglaterra; aunque 15 especies de
Aspergillus y varias de Penicillum se sabe que producen aflatoxinas, solamente Aspergillus
flavus y Aspergillus parasiticus han sido confirmados consistentemente como productores de
aflatoxinas y la toxicidad se puede observar en la Tabla 2.2.
El metabolito más importante es el B-1 ya que es el hepatocancerígeno más potente
conocido, con una DL50 (dosis letal que mata a la mitad de la población) en hamsters de 10,2
mg/kg. La importancia en el estudio de las aflatoxinas radica en que su presencia en alimentos
ingeridos por animales es dañino tanto para éstos como para los productos obtenidos como
carne, leche y huevos.
Para la ingesta en humanos se conoce que de los metabolitos
producidos por A. flavus, el B-1 es el más abundante por ser carcinogénico, teratogénico y
mutagénico por lo que se establecen regulaciones para éste.
Tabla 2.2 Toxicidad de los metabolitos producidos por Aspergillus flavus.
METABOLITO
TOXICIDAD RELATIVA
B-1
1
G-1
½
B-2
¼
G-2
¼
FUENTE: González, 1995.
Los derivados de aflatoxinas más comúnmente asociados con A. flavus y A. parasiticus
son la B-1 y B-2 que presentan fluorescencia azul bajo luz ultravioleta de 365 nm de longitud
de onda; la G-1 y G-2 que presentan fluorescencia verde a la misma longitud de onda.
aflatoxinas M-1 y M-2 son productos metabólicos de mohos y animales, al metabolizar o
consumir alimento contaminado con aflatoxinas; fueron descubiertos inicialmente en leche de
vaca pero se han encontrado en orina de animales y del hombre, y en el hígado de ratas
alimentadas con aflatoxinas (Miller y col., 1994).
15
Según González (1995) el maíz procedente de áreas con estrés de sequía contiene 1,4
veces más aflatoxinas que el maíz producido en áreas que no poseen esta problemática. La
sequía es considerada uno de los mayores factores que predispone a ciertos cultivos a la
infección por mohos productores de micotoxinas. Cuando la sequía se presenta en la última
fase de crecimiento, los factores que favorecen la infestación son ideales debido a que la
temperatura es elevada, la humedad relativa alrededor del grano es alta y la humedad del grano
es lo bastante baja como para favorecer dicha condición. En tal se indica que los niveles altos
de aflatoxinas generalmente están relacionados al estrés causado por elevadas temperaturas,
lluvia escasa, baja capacidad de retención de humedad de los suelos arenosos e infestación.
Según Scussel y col. (2002) los mohos, inclusive los toxigénicos, pueden crecer en el
campo y durante la cosecha y almacenamiento debido a varios factores, que favorecen la
presencia de ellos y también de sus micotoxinas, que son físicos, químicos y biológicos. Éstos
están relacionados a las condiciones del grano y al ambiente en el que se encuentra, siendo los
principales: el contenido de humedad, humedad relativa, temperatura, tipo de moho y
competencia microbiana; también en el período de almacenamiento influyen las impurezas,
luz, infestación, daño mecánico por las cosechadoras, microclimas, fungicidas y composición
del sustrato.
En cuanto a la humedad los mohos de campo atacan el producto con valores de 22% y
los del almacenamiento con 15% aproximadamente; A. flavus es clasificado dentro de este
grupo y es mesófilo. La humedad relativa para el desarrollo de A. flavus es a partir de 70%,
siendo la óptima 80-85%, y las condiciones que favorecen dichas humedades son: los climas
lluviosos, cosecha de granos con alta humedad y almacenamiento con poca ventilación, granos
secos almacenados con poca ventilación en clima lluvioso y si se presenta alto porcentaje de
granos partidos y el ataque de plagas. Si existen diferencias de temperatura en la masa de
granos, puede presentarse transferencia de humedad favoreciendo la proliferación fúngica
(Martín, 2004).
16
2.4 CUANTIFICACIÓN DE MICOTOXINAS
Ellis y col. (1999) dividen los métodos para la determinación de aflatoxinas en dos
grupos: los fisicoquímicos y los biológicos. En cualquier método que se emplee, el proceso
analítico es el mismo, donde se encuentran involucrados el muestreo, preparación de la
muestra,
extracción,
purificación-limpieza,
desarrollo-separación
y
cuantificación-
confirmación. Los fisicoquímicos: métodos cromatográficos (cromatografía en capa fina,
líquida
de
alta
resolución
y
de
gases),
métodos
instrumentales
(fluorometría,
espectrofotometría) y métodos rápidos (fluorescencia amarilla-verdosa y detección por
minicolumnas); y los biológicos: bioensayos (cultivo de células y tejidos, animales
microorganismos), Inmunoensayos (Radioinmunoensayo, columnas de inmunoafinidad y
ELISA).
La cromatografía comprende un grupo de métodos de separación variados e importantes
que permiten al científico separar, identificar y determinar compuestos afines en mezclas
complejas que no podrían separarse de otra manera. Resulta difícil definir rigurosamente el
término cromatografía debido a la variedad de sistemas y técnicas a los que se ha aplicado; en
cualquier caso, todos estos métodos utilizan una fase estacionaria y una fase móvil. Los
componentes de una mezcla son arrastrados a través de una fase estacionaria mediante el flujo
de una fase móvil; las separaciones se basan en las diferencias de las velocidades de migración
de los componentes de la mezcla. Una clasificación básica de los métodos cromatográficos es
la que se basa en la fase móvil, según sea un líquido (cromatografía líquida) o un gas
(cromatografía de gases) (Skoog y col., 2005).
La separación de los componentes de la muestra (llamados solutos o analitos) entre sí se
basa en las presiones de vapor relativas y su afinidad por la fase estacionaria; este tipo de
proceso cromatográfico es llamado Elusión. La definición oficial de la Unión Internacional de
Química Pura y Aplicada (IUPAC) es: “cromatografía es un método físico de separación en el
cual los componentes a ser separados son distribuidos en dos fases, una de las cuales es
estacionaria mientras que la otra se mueve en una dirección definida” (McNair y col., 1998).
17
Si se complementa el cromatógrafo colocando un detector al final de la columna, el cual
responda a las concentraciones de soluto y su señal en función del tiempo, se obtiene un
registro con ciertos picos simétricos denominado cromatograma. Éste es útil tanto para el
análisis cualitativo como el cuantitativo, ya que la posición de los picos en el eje del tiempo
puede servir para identificar los componentes de la muestra, mientras que las áreas de los
picos proporcionan una medida cuantitativa de la cantidad de cada una de las especies (Skoog
y col., 2005).
La cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) se ha convertido en una
herramienta analítica indispensable por ser el tipo de cromatografía de elución más versátil y
ampliamente utilizado. Básicamente se emplea para separar y determinar especies de diversos
materiales orgánicos, inorgánicos y biológicos. En cromatografía líquida la fase móvil es un
disolvente líquido que contiene la muestra como mezcla de solutos (Fennema, 1998).
2.5 ANTECEDENTES
Raybaudi y col. (2000) realizaron una investigación con la finalidad de determinar la
incidencia de mohos en granos de maíz, así como también caracterizar la micobiota presente y
comparar la eficacia de diferentes medios de cultivo para la determinación de mohos
toxigénicos en 50 muestras de maíz de la cosecha 1995-1996. La micobiota detectada estuvo
constituida por 25 cepas diferentes en donde se incluyen Aspergillus flavus, otras 7 especies de
Aspergillus y Fusarium verticillioides, entre otros.
El porcentaje más alto de cepas
identificadas fue para el Aspergillus flavus con 37,77%, y detectaron la presencia de mohos de
campo y de almacenamiento; en tanto se deja en evidencia un gran número de cepas de mohos
toxigénicos de gran importancia ya que sus toxinas causan daños a la salud de animales y
humanos.
La presencia de los mohos toxigénicos, tanto de campo como de almacenamiento,
sugiere la necesidad de profundizar en el conocimiento de las toxinas que producen debido a la
18
influencia sobre la inocuidad del cereal al ser empleado como materia prima y la necesidad de
establecer las causas que promueven su presencia a fin de ejercer controles más estrictos sobre
el cultivo y conservación del maíz en Venezuela.
En el año 2004 Mazzani y col. publicaron una investigación sobre la incidencia de
Aspergillus flavus asociado a Epitragus sp. (Coleóptera: Tenebrionidae) en maíz bajo riego en
Turén, estado Portuguesa, Venezuela. Describen que en la época seca del año 2001 realizaron
el muestreo durante la cosecha de híbridos de maíz blanco para su estudio micotoxicológico,
en donde la siembra había sido producida bajo riego por aspersión en parcelas
semicomerciales en Turén. En esa ocasión observaron una inusualmente alta población de
insectos dentro de las mazorcas, que posteriormente fue identificada como Epitragus sp.,
diferente a las plagas comunes de maíz en ese estado de desarrollo de los granos
El insecto identificado en el estudio se asocia comúnmente con materiales vegetales en
descomposición como madera y otros desechos de plantas podridos; durante la investigación
sembraron insectos previamente desinfectados en placas preparadas con malta sal agar para la
detección, aislamiento y cuantificación de A. flavus. De esta manera determinaron que la
especie de moho predominante aislada de colonias esporulantes originadas a partir del cuerpo
de los insectos fue Aspergillus flavus Link ex Fries; así mismo en el 97% de los insectos se
observó la formación de las colonias de A. flavus en el medio de cultivo. En tal sentido
concluyen que el alto porcentaje de insectos contaminados hace presumir su participación
como vector en la epidemiología de A. flavus, es decir que parece tener buen potencial en la
dispersión del moho de una mazorca a otra durante el secado de los granos en la planta los días
previos a la cosecha, lo cual podría generar que una mayor cantidad de granos colonizados por
el moho vaya a los silos y por consiguiente mayor sea la cantidad de inóculo durante el
periodo de almacenamiento.
Para el mismo año 2004, Mazzani y col. publican una investigación que se llevó a cabo
con el objetivo de identificar y cuantificar la micobiota predominante en granos de maíz
cosechados en siete estados de Venezuela, obtener diferentes aislamientos de A. flavus,
evaluar su capacidad in vitro para producir aflatoxinas y determinar la concentración de
19
inóculo del moho y el contenido de humedad de los granos óptimos para la síntesis de estas
toxinas en maíz.
Las muestras empleadas en el estudio corresponden a los estados Anzoátegui, Aragua,
Barinas, Cojedes, Guárico, Portuguesa y Yaracuy. La mayoría de mohos identificados fueron
especies referibles al género Aspergillus, sin embargo la especie más frecuente y de mayor
incidencia fue Fusarium verticillioides seguida en orden de importancia por A. flavus.
Reportaron que la frecuencia de A. flavus fue alta en todos los estados y su incidencia
promedio fue moderadamente baja aún cuando se encontraron muestras hasta con 83% en
Portuguesa y 71% en la muestra correspondiente a Barinas; y las mayores incidencias
promedio por estado se hallaron en Portuguesa y Yaracuy, confirmando que la especie
mencionada ha demostrado ser endémica en el cultivo de maíz de dichos estados en los que
consistentemente se han presentado incidencias desde intermedias hasta altas, mientras que ha
sido común la baja incidencia en las muestras provenientes del estado Guárico. En cuanto a la
producción de aflatoxinas en maíz indican que el promedio varió desde 0,47 hasta 1113,3 ng/g
en los tratamientos de 14% y 24% de humedad respectivamente; en los tratamientos con 14%
de humedad el contenido de aflatoxinas fue <1 ng/g, independientemente de la concentración
de inóculo, así como bajos contenidos de aflatoxinas <2,52 ng/g fueron detectados en los
tratamientos con 18% de humedad.
Raybaudi y col. (2005) llevaron a cabo una investigación para evaluar la posible
correlación entre las concentraciones de hierro, cobre y zinc en muestras de suelo y de granos,
y la incidencia de Aspergillus flavus, Fusarium verticillioides, aflatoxinas y fumonisinas en
maíz de tres localidades de Venezuela. El transporte y las condiciones de almacenamiento del
grano incrementan la incidencia de mohos y sus toxinas. Indican que las aflatoxinas son
producidas principalmente por Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus siendo los
metabolitos de mayor interés B1, B2, G1, G2 y M1. Los factores ambientales juegan un papel
importante en la contaminación de granos con micotoxinas tales como la temperatura,
actividad de agua, pH, tipo de sustrato, concentración de gases y competencia microbiana y
mencionan que diversos estudios han demostrado que existe relación entre los niveles de
ciertos metales en el suelo y en los granos de cereales y la concentración de micotoxinas.
20
Entre otros hallazgos, básicamente obtuvieron correlación positiva y significativa entre
los contenidos de hierro y cobre en el suelo, tanto en la siembra como en cosecha, con el
contenido de aflatoxinas en los granos cosechados en Turén; correlación positiva y
significativa entre los contenidos de hierro y aflatoxinas en los granos de maíz cosechados en
Sabana de Parra; e indican la falta de correlación entre el contenido de zinc en el suelo y en los
granos con el contenido de aflatoxinas a pesar de que otros autores indican que han obtenido
correlación entre la presencia de aflatoxina B1 y el contenido de zinc en los granos de maíz
mas no con el contenido del mineral en el suelo.
Mazzani y col. (2000) evaluaron veinte híbridos experimentales y comerciales de maíz
blanco y amarillo fueron evaluados en el estado Guárico, por incidencia natural de F.
verticillioides, fumonisinas y de A. flavus. La incidencia de F. verticillioides fue detectado en
las 60 muestras analizadas, con diferencias significativas entre híbridos, la incidencia de A.
flavus fue baja. La incidencia de fumonisinas presentó valores intermedios a altos.
Mazzani y col. (2004) realizaron una investigación sobre la micobiota asociada a granos
de maíz en Venezuela. Utilizaron 46 muestras de las cuales las especies más frecuentes y con
mayor incidencia fueron Aspergillus flavus, A. tamarii, Fusarium verticillioides, Eurotium
chevalierii y Penicillium citrinum con 11,28; 8,57; 20,87; 10,26 y 10,17% respectivamente. A.
flavus ha mostrado ser endémica en el cultivo de maíz en los estados Yaracuy y Portuguesa
debido a que se han determinado consistentemente desde intermedias hasta altas incidencias al
igual que ha sido común su baja incidencia en muestras provenientes del estado Guárico con
2,75% de granos colonizado.
Mazzani y col. (2006) desarrollaron una metodología in vitro para evaluar la
susceptibilidad de cultivares de maíz a la contaminación de sus granos con aflatoxinas, para
ser cuantificadas directamente por un método inmunoquímico, como alternativa accesible a
cualquier laboratorio. El estudio empleó 5 híbridos diferentes y se obtuvieron resultados
satisfactorios en razón de haberse detectado in vitro marcadas diferencias entre cultivares en
su respuesta a la acumulación de aflatoxinas, aun cuando el contenido de estas micotoxinas
fue elevado para todos los genotipos y excedió la tolerancia sugerida en maíz.
21
Luzón y col. (2007) efectuaron una investigación sobre los principales mohos y
micotoxinas asociados a granos de maíz en campos de los estados Guárico, Portuguesa y
Yaracuy, Venezuela, para determinar la incidencia natural de A. flavus, de aflatoxinas, de F.
verticillioides y de fumonisinas en muestras de granos de un considerable número de
genotipos de maíz blanco, de los estados mencionados, y sometidas a un rápido
acondicionamiento para evitar cualquier alteración de calidad micotoxicológica causada por
factores favorables al desarrollo de mohos y a la síntesis de micotoxinas durante la
postcosecha temprana.
Determinaron que las especies fúngicas predominantes fueron A.
flavus y F. verticillioides, las cuales son las principales especies que afectan al maíz desde el
campo en las zonas productoras más importantes; y la baja contaminación con aflatoxinas
encontrada en la mayoría de los híbridos, a pesar de la alta incidencia del moho, se debe a que
se efectuó el traslado inmediato de las muestras para el secado y acondicionamiento,
reflejando la situación real del campo. La síntesis de aflatoxinas se acelera con el manejo
ineficiente durante la postcosecha temprana antes del acondicionamiento, periodo en el cual la
humedad de los granos se torna favorable para la síntesis de la toxina.
En el año 2009 Chavarri y col. Evaluaron la influencia del riego y del genotipo sobre la
incidencia natural de A. flavus, aflatoxinas, F. verticillioides y fumonisinas, en un grupo de
cultivares de maíz blanco, en cuatro localidades de Venezuela. Para ello emplearon muestras
de Yaracuy y Portuguesa, recolectadas en la época seca del año 2005, y muestras de Yaracuy
del ciclo 2006-2007.
Reportaron que las especies de A. flavus y F. verticillioides fueron las de mayor
frecuencia e incidencia en las muestras de granos de maíz en todas las localidades bajo
estudio.
En los análisis de varianza se corroboró un marcado efecto ambiental en el
comportamiento de los genotipos; siendo la incidencia de las dos especies mencionadas y la
contaminación con aflatoxinas significativamente mayor en Portuguesa.
Además de la
suplencia de agua, existen otros factores involucrados en la colonización de los granos y como
consecuencia en la contaminación con aflatoxinas; la temperatura, la disponibilidad de algunos
metales en el suelo, la capacidad toxigénica de los mohos y la incidencia de plagas son
algunos de ellos.
22
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
En este capítulo se delimita el tipo de trabajo científico y de investigación en que se
basó el estudio, y se presentan las actividades llevadas a cabo mediante el desarrollo
sistemático de la investigación con lo cual se logra cumplir los objetivos planteados.
3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN
El tipo de trabajo científico empleado en la investigación fue de campo, ya que la
recolección de datos del hecho o evento se efectuó tal y como ocurre en la realidad. Es decir,
que se efectuó la observación y análisis de la situación tal y como ocurre para el momento del
estudio, por lo cual las fuentes de información se consideran de tipo primaria.
El tipo de investigación, según el nivel de profundidad del estudio, es explicativa ya que
en ella se establecen las causas y relaciones entre distintos eventos, sucesos o fenómenos que
se estudian.
Se busca explicar la relación entre el contenido de aflatoxinas totales y
aflatoxinas B1 para comparar con la regulación nacional e internacional.
Por lo antes expuesto la investigación se considera de campo-explicativa, ya que los
datos son obtenidos de fuentes primarias y luego de efectuar el análisis de éstos se
establecerán las relaciones internas entre el contenido de aflatoxina B1 y aflatoxinas totales,
así como la influencia de otras variables obtenidas en la recepción de la materia prima a fin de
obtener un conocimiento más profundo de la situación y de esta forma establecer las
condiciones post-cosecha a controlar para asegurar el cumplimiento de la normativa nacional.
La investigación se apoyó en la realización de entrevistas a personal del centro de
recepción de la materia prima, así como a productores de donde provienen las muestras del
23
estudio con el objeto de conocer las condiciones empleadas en el manejo y conservación de
cereales, y de la misma manera se apoya en la consulta bibliográfica especializada presentada
en el capítulo anterior.
Para el desarrollo sistemático de la investigación se emplean las siguientes etapas:
Evaluación de las condiciones de manejo post-cosecha de maíz blanco.
Evaluación del comportamiento de la presencia de aflatoxinas en maíz blanco.
Determinación del contenido de aflatoxina B1 y aflatoxinas totales, en maíz blanco de
cosecha.
Correlación del contenido de aflatoxina B1 con el contenido de aflatoxina total y la
calidad del grano.
Recomendaciones post-cosecha para minimizar la incidencia de aflatoxinas totales en
maíz blanco nacional.
3.2 UNIVERSO, POBLACIÓN Y MUESTRA
Del total de maíz blanco nacional de las cosechas 2009-2010 y 2010-2011, entregado en
un centro de recepción del Estado Aragua, se seleccionaron 135 muestras provenientes de
diferentes estados mediante la aplicación de un muestreo estratificado de afijación
proporcional.
De los vehículos que transportaban el producto a granel, las muestras se extrajeron de la
profundidad total del producto mediante el uso de un toma muestra cilíndrico que se inserta
verticalmente y distanciados unos 50 cm de las paredes del camión; para vehículos de hasta 15
ton se toman 5 puntos y para camiones de 15 a 50 ton se seleccionan 8 puntos como mínimo
en ambos casos, tal como lo indica la norma Covenin 612-82, hasta completar 5 kg; y los
análisis estadísticos se llevan a cabo con el software de análisis estadístico SAS, módulo
SAS/STAT.
24
3.3 EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES DE MANEJO POST-COSECHA DE
MAÍZ BLANCO
A objeto de estudio se seleccionó un centro de recepción de maíz de cosecha en el
Estado Aragua y con base en el porcentaje de participación por estado, mostrado en la Tabla
3.1, se realizó el muestreo proporcional al estado.
Tabla 3.1 Porcentaje de participación por estado, en la recepción de materia prima.
ESTADO DE
PARTICIPACIÓN
PROCEDENCIA
(%)
Guárico
89,6
Cojedes
4,6
Carabobo
3,3
Anzoátegui
1,6
Aragua
0,9
TOTAL RECIBIDO
100
FUENTE: Propia.
Del total recibido se analizaron 135 muestras, compuestas y recolectadas cumpliendo la
Norma Covenin 612-82 Cereales-Leguminosas-Oleaginosas y Productos Derivados Muestreo,
distribuidas de la siguiente manera: 125 muestras de Guárico, 4 muestras de Cojedes, 3
muestras de Carabobo, 2 muestras de Anzoátegui y 1 muestra de Aragua.
Se efectuaron entrevistas para conocer las características de siembra y manejo postcosecha para determinar el grado de tecnificación por zona y establecer grupos homogéneos
para el análisis de datos y comparación de resultados (Tabla 3.2).
Adicionalmente se analizaron las condiciones ambientales y pluviométricas del Estado
Guárico por poseer el mayor aporte de materia prima en el centro mencionado, el tiempo
transcurrido desde la recepción en el centro hasta el acondicionamiento y las características de
calidad de la materia prima establecidas en la Norma Covenin 1935-87 Maíz para uso
industrial (1ra Revisión), a fin de establecer mediante un análisis de varianza si existen
diferencias estadísticamente significativas que pudieran influir en la incidencia de la toxina.
25
Tabla 3.2 Criterios de agrupación, por municipio, para grupos homogéneos.
GRUPO MUNICIPIOS
1
CRITERIOS DE AGRUPACIÓN
Alta tecnificación: maquinaria de tecnología avanzada (neumáticas y de
alta precisión). La siembra la realizan a una separación entre hileras de
75 a 80 cm y de 5 a 6 semillas por metro lineal a una profundidad de 2 a 3
cm.
Área sembrada: 600ha promedio.
Sistema de siembra convencional: preparación del terreno (1 o 2 pases
de big rome), luego un pase de rastra, aplicación de cal agrícola de forma
mecanizada, 2 pases de rastra más.
Semillas: híbridas importadas (diferentes trasnacionales) Pioneer, Dekalb
y Cristiani Burkald.
Preparación de la Semilla: previo a la siembra envenenamiento de la
Mellado,
semillas con un insecticida que permite protegerlas hasta después de
Roscio,
germinada.
Miranda, Ortiz,
Fumigación: 15 días posteriores a la germinación de las semillas para
Girardot y
controlar las malezas.
Libertador
Abono: urea y abonos foliares a los 25 días posteriores a la germinación
o una semana después de la fumigación, si las lluvias lo permiten o si hay
humedad en el suelo.
Cosecha: mecanizada totalmente, sin embargo, se realiza un repase o
cosecha manual en aquellos potreros donde todavía queda producto en el
suelo, ya sea por caída natural de las plantas o tumbado por las brisas o
las cosechadoras.
Transporte: gandolas o vehículos más pequeños contratados o propiedad
de los mismos agricultores.
Recepción: El 90% de la cosecha de esta zona es recibida en el centro
seleccionado.
2
Monagas,
Chaguaramas,
Las Mercedes,
Infante, El
Socorro
Tecnificación media: sembradoras muy precisas que poseen discos o
cinceles en la parte anterior de la misma para romper el suelo en el
momento de la siembra.
Área sembrada: 300ha aproximadamente.
Siembra convencional: 1 pase de rastra pesada y 3 pases de rastra.
Siembra directa con un pase de rotativa, a una altura de 15-20 cm, luego
se fumiga con herbicida para eliminar el follaje presente en el área.
La siembra se realiza con abono incorporado y las demás actividades de
manejo agronómico son iguales para los productores de las dos zonas.
Ribas, Zaraza,
Cajigal, Mc
Gregor
Baja tecnificación: tecnología o manejos agronómicos similar a los
productores de la zona II, un porcentaje mecanizada y otro porcentaje de
forma manual (recolección a mano por lo irregular de los terrenos,
formación de arrumas o pilas de mazorcas y utilizan desgranadoras
acopladas al tractor).
Área sembrada: 200ha aproximadamente.
Transporte: a través de intermediarios.
Cosecha: manual y más tardía debido a que las lluvias comienzan al final
de la temporada.
Recepción: este maíz es recibido hacia el final de la temporada de
cosecha.
3
26
3.4 EVALUACIÓN
DEL
COMPORTAMIENTO
DE
LA
PRESENCIA
DE
AFLATOXINAS EN MAÍZ BLANCO
Para el centro de recepción seleccionado se efectuó la recolección de información sobre
la detección y cuantificación de aflatoxinas totales para los 3 últimos años, con lo que se
genera un gráfico de dispersión y un análisis descriptivo del comportamiento. Se realizó la
revisión de los métodos de cuantificación empleados y el comportamiento de la presencia de la
toxina y su relación con las condiciones del manejo post-cosecha determinadas en el objetivo
anterior.
3.5 DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AFLATOXINA B1 Y AFLATOXINAS
TOTALES, EN MAÍZ BLANCO DE COSECHA
A las 135 muestras recolectadas se les realizó la tipificación de calidad completa
establecida en la Norma Covenin 1935-87 Maíz para uso industrial y se determinó el
contenido de aflatoxinas empleando el método oficial por cromatografía líquida con detección
por fluorescencia (HPLC-fluorescencia) del ICONTEC (NTC 1232).
El límite de
cuantificación para AFB1 y AFG1 es de 0,5 ng/g mientras que para AFG2 y AFB2 es de 0,375
ng/g.
El análisis de datos comprende la estadística descriptiva de los resultados obtenidos y
mediante el software de análisis estadístico SAS, módulo SAS/STAT se lleva a cabo el
procedimiento denominado FREQ entre las distintas variables, a fin de comparar mediante el
test exacto de Fisher si están asociadas o son independientes
3.5.1 Metodología para determinación de aflatoxinas por HPLC
Preparación de soluciones y reactivos
Acetonitrilo: agua 84:16: Preparar el volumen total de la solución considerando que cada
muestra requiere 50ml de esta solución, y que cada muestra debe realizarse por triplicado.
27
para preparar 1 litro de solución, mezclar 840 ml de acetonitrilo y 160 ml de agua
bidestilada. Transferir a una botella de vidrio debidamente identificada para su
almacenamiento.
Reactivo de derivatización: solución ácido trifluoroacético:ácido acético:agua 2:1:7, para
preparar 10 ml de solución mezclar 2 ml de ácido trifluoroacético, 1 ml de ácido acético
glacial y 7 ml de agua bidestilada. Transferir a un vial ámbar debidamente identificado
para su almacenamiento.
Fase móvil para HPLC: para preparar 1 litro, mezclar 750 ml de agua bidestilada filtrada
por 0,22 micras y 250 ml de metanol grado HPLC. Desgasificar en el baño ultrasónico y
conectar al cromatógrafo. Transferir a una botella de vidrio debidamente identificada para
su almacenamiento.
Preparación del patrón de aflatoxinas de concentración 25 ng/ml en B1 y G1 y 7,5 ng/ml
en B2 y G2: para la preparación de este patrón se parte del estándar con las cuatro
aflatoxinas (250 ng/ml en B1 y G1 y 75 ng/ml en B2 y G2, MICOTOX LTDA). Se toma
una alícuota de 100 µl de la solución patrón y se afora hasta 1 ml con acetonitrilo.
Transferir la solución a un vial de vidrio color ámbar debidamente identificado para su
almacenamiento.
Estándares de aflatoxinas 0,375ng/ml – 12,5 ng/ml: se toman alícuotas de la solución
patrón descrita anteriormente y se completa el volumen hasta 300µl con acetonitrilo,
según la tabla siguiente:
Tabla 3.3 Volumen de la solución patrón necesario para la preparación de los estándares.
Concentración
Concentración
Volumen de
aflatoxinas B1 y
aflatoxinas B2 y
la solución
G1 (ng/ml)
G2 (ng/ml)
patrón (µl)
1:2
12,5
3,75
150
1:5
5,0
1,5
60
1:10
2,5
0,75
30
1:20
1,25
0,375
30a
a
En el caso de la dilución 1:20 se toma una alícuota de la dilución 1:2.
Dilución
Especificaciones del sistema cromatográfico
Columna: XTerra RP18, 5µm (3,9 mm x 150 mm), Waters 186000480.
Fase móvil: 75:25 Agua:Metanol.
Flujo: 1 ml/min, isocrático.
Temperatura Columna: 40°C
Volumen de inyección: 10 L
Tiempo de corrida: 16 min muestras y estándares.
Condiciones de la detección: Fluorescencia λex 380 nm, λem 450 nm.
Volumen de
acetonitrilo (µl)
150
240
270
270
28
Parámetros del detector de fluorescencia (Tabla 3.4).
Programa de la distribución de solventes utilizado en HPLC (Tabla 3.5).
Tabla 3.4 Parámetros del detector de fluorescencia.
Parámetro
λ ex (longitud de onda de excitación)
λ em (longitud de onda de emisión)
Ancho de banda (bandwidth)
Respuesta de filtro (filter response)
Tiempo de apagado de la lámpara
Rata de muestreo (sampling rate)
Offset
Ganancia (gain)
Atenuación
Auto zero
Polaridad
Valor
380 nm
450 nm
18nm
fast
30min
1
0 mV
100
64
auto
+
Tabla 3.5 Programa de la distribución de solventes utilizado en HPLC.
Tiempo
(min)
1
30
45
55
70
100
103
Flujo
(ml/min)
1
1
1
1
1
1
0
%Agua %Metanol %Acetonitrilo
25
25
100
100
0
0
0
75
75
0
0
0
0
0
0
0
0
0
100
100
100
Eventos
Lamp=off
Temp=off
Extracción de las aflatoxinas
1. Moler la muestra en molino IKA hasta obtener una harina fina.
2. Pesar 25 g de la muestra previamente molida en un erlenmayer de 250 ml, realizar este
procedimiento por triplicado.
3. Agregar a cada erlenmeyer 50 ml de la solución Acetonitrilo:Agua (84:16).
4. Agitar vigorosamente durante una hora usando el agitador orbital.
5. Preparar un recipiente plástico con 5-6 litros de hipoclorito de sodio al 5%.
29
6. Filtrar toda la muestra en un vial de 100ml, utilizando un embudo de vidrio y un papel de
filtro whatman N°40.
7. Descartar todos los materiales utilizados en la extracción en el recipiente con la solución
de hipoclorito de sodio al 5%.
Limpieza de la solución filtrada
8. Cada cartucho MICOTOX M2002 contiene un tubo de ensayo y el cartucho con el medio
para la extracción en fase sólida, después del proceso de extracción de la muestra, colocar
8 ml del extracto en el tubo de ensayo provisto.
9. Introducir lentamente el cartucho en el tubo de ensayo con el extracto, presionar
lentamente para que la solución fluya a través del cartucho hasta obtener aproximadamente
0,5 ml de solución purificada en el interior del cartucho.
10. En el caso de que las muestras presenten una cantidad mayor de pigmentos o impurezas
(como es el caso de maíz amarillo) utilizar cartuchos M2006. Tomar en cuenta que estos
cartuchos cuentan con mayor volumen, por esta razón debe colocarse un volumen mayor a
8 ml en el tubo de ensayo, para que haya suficiente extracto disponible para la extracción.
Derivatización de las muestras y estándares
11. Transferir 200µl del extracto purificado obtenido en el paso anterior a un vial ámbar de
2ml.
12. Adicionar 700µL del reactivo de derivatización, tapar y agitar en vortex.
13. Calentar en un baño termostático durante 10 min a una temperatura mayor a 65°C.
14. Dejar enfriar, transferir a un vial de HPLC e inyectar en el equipo.
Condiciones de inyección por HPLC
15. Inyectar todos los estándares por duplicado y las muestras (una vez).
16. Construir las curvas de calibración graficando concentración del estándar en el eje “x” y
área en el eje “y”.
17. La calibración puede hacerse cada seis meses, siempre que se esté utilizando la misma
columna y no se hayan cambiado las lámparas de los detectores.
30
18. La calibración debe hacerse con estándares que no hayan sobrepasado la fecha de
vencimiento establecida por el proveedor.
El cálculo de la concentración de toxina de las muestras se efectuó mediante la
integración de los picos del cromatograma, mediante el uso de las curvas de calibración. En la
Tabla 3.6 se presentan las los datos de las curvas de correlación con el área bajo la curva y el
coeficiente de correlación, y en la Figura 3.1 se presenta el cromatograma de la inyección de
los estándares de mayor concentración para los 4 metabolitos (B1, B2, G1, G2) en el HPLC.
Tabla 3.6 Datos de las curvas de correlación para el cálculo de concentración de toxina.
B1
B2
G1
G2
6,6
13,445
4,668
7,955
Ecuación de la curva
R2
y = 1,52x105 x – 5,36x103
y = 1,63x105 x – 3,57x104
y = 9,60x104 x – 7,30x104
y = 1,50x105 x – 2,74x104
0,999902
0,999372
0,996785
0,999363
AFB1
AFG1
6,50
AFG1 - 4,808
6,00
5,50
4,50
AFG2
4,00
AFG2 - 8,572
5,00
AFB1 - 7,170
Tiempo de
retención
(min)
Metabolito
3,00
AFB2
AFB2 - 13,498
EU
3,50
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
Minutes
9,00
10,00
11,00
12,00
13,00
14,00
15,00
16,00
Figura 3.1 Cromatograma de estándares a la mayor concentración.
Para conocer la recuperación del método empleado se efectuó la inyección de
cantidades conocidas de analitos, por triplicado. En la Tabla 3.7 se presentan los resultados de
la recuperación de dos muestras de cantidad conocida de aflatoxinas totales (AFT), que se
31
inyectaron dos veces cada una por triplicado y se procedió a efectuar el cálculo mediante las
curvas de calibración realizadas, hasta obtener que el porcentaje de recuperación promedio del
método fue de (83 ± 8) %. El valor obtenido de la recuperación del método es aceptado según
lo reportado por Huber (1998), ya que para las concentraciones empleadas se esperaban
valores entre 80% y 110%; por lo cual se aceptan los valores determinados en las muestras
como el contenido real de aflatoxinas.
Tabla 3.7 Ensayo de recuperación para metabolitos B1 y B2 a dos concentraciones de AFT
Contenido
B1
B2
AFT
Promedio Promedio
3,2
2,8 ± 0,9
19,5
14,0 ± 1,0
n.d.: No detectado
3.6 CORRELACIÓN
DEL
n.d.
1,4 ± 0,1
Contenido
Recuperación
Recuperación
calculado
promedio
(%)
B1 + B2
(%)
2,8
88,6
83 ± 8
15,4
77,3
CONTENIDO
DE
AFLATOXINA
B1
CON
EL
CONTENIDO DE AFLATOXINA TOTAL Y LA CALIDAD DEL GRANO
La cuantificación de aflatoxina B1 se emplea para diagnosticar el comportamiento, ya
que ésta es la única toxina contemplada en la Norma COVENIN 1935-87 y adicionalmente se
desea validar si existe una correlación entre el contenido de aflatoxina B1 con el contenido de
aflatoxinas totales para evaluar la necesidad de establecer nuevos lineamientos de recepción
para asegurar el cumplimiento de las normas en cuanto al contenido de toxina en el maíz.
Adicionalmente se realizaron comparaciones de los resultados basados en el muestreo
realizado, a fin de establecer si el contenido de aflatoxinas totales y aflatoxina B1 se atribuye a
condiciones específicas de manejo o si se debe a la condición general del producto.
Con base en el muestreo realizado, siendo aleatorio y proporcional al aporte por estado,
y en resultados obtenidos se efectúa una correlación de Pearson sólo si los resultados
obtenidos cumplen con las condiciones que establece el análisis, y de no ser así se plantea un
32
análisis de correlación vía no paramétrica. Adicionalmente se establecen regresiones simples,
entre las variables de interés para conocer la magnitud de la asociación en caso de existir
3.7 RECOMENDACIONES POST-COSECHA PARA MINIMIZAR LA INCIDENCIA
DE AFLATOXINAS TOTALES EN MAÍZ BLANCO NACIONAL
En función al análisis de los datos obtenidos se procedió a realizar un análisis causaefecto para establecer la incidencia de cada variable sobre el defecto. Se estableció un
diagnóstico de la situación actual sobre el comportamiento de aflatoxinas B1 (contempladas en
la norma COVENIN 1935-87) para aportar los lineamientos y recomendaciones sobre el
control de las micotoxinas necesarios para asegurar la inocuidad de dicha materia prima en las
próximas temporadas de cosecha.
33
CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y ANÁLISIS
En esta sección se presentan los resultados obtenidos durante la fase experimental del
estudio y los análisis efectuados con su respectiva discusión.
4.1 EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES DE MANEJO POSTCOSECHA DE
MAÍZ BLANCO
Aún cuando el objetivo planteado sólo contemplaba 3 años, fue posible obtener 6 años
de data, por lo que se proceden a incluir en el análisis. A través del servicio de meteorología
de la FAV, sistema clicom, se obtuvo el resumen climatológico de los años 2005, 2006, 2007,
2008, 2009 y 2010 correspondientes al estado Guárico debido a que éste posee el 90% de
participación en las muestras analizadas. Dichos datos están basados en promedios mensuales
de la estación meteorológica Valle de La Pascua Cnel. Pedro José Timaure, válido para los
municipios Infante, Ribas, Las Mercedes, Chaguaramas, El Socorro y Santa María, que debido
a su ubicación serán empleados para la totalidad del estado según lo que se muestra en la
Figura 4.1. En las Tablas 4.1 a 4.3 se presentan las temperaturas promedio, humedades y
precipitaciones para los años mencionados; y en las Figuras 4.2 a 4.4 se presentan los datos
graficados.
En cuanto al comportamiento de la temperatura ambiental (Figura 4.2) no se evidencian
mayores cambios entre los 6 años en estudio; se puede apreciar que todos los datos se
encuentran entre 25 °C y 31 °C y la diferencia entre los promedios anuales no supera 1 °C.
Para los meses de mayo a diciembre del año 2009 se evidencian temperaturas
consistentemente mayores a los otros años, así como para los meses de enero a marzo del
2010 con un máximo en marzo, todas óptimas para el desarrollo de mohos según Scussel y
col. (2002).
34
Figura 4.1 Mapa político del Estado Guárico.
FUENTE: http://www.a-venezuela.com/mapas/map/html/estados/guarico.html.
Tabla 4.1 Temperatura ambiental promedio ( °C) del Estado Guárico.
MES
ENERO
FEBRERO
MARZO
ABRIL
MAYO
JUNIO
JULIO
AGOSTO
SEPTIEMBRE
OCTUBRE
NOVIEMBRE
DICIEMBRE
PROMEDIO
AÑO
2005
2006
2007
2008
26,7
26,2
26,8
25,7
27,4
26,5
26,9
26,3
28,9
28,0
27,8
26,9
29,3
29,1
28,7
27,9
28,0
27,1
28,4
27,3
26,4
26,2
26,0
26,0
25,8
25,6
25,7
25,2
26,2
25,9
25,5
25,9
26,8
26,2
25,8
26,3
27,2
25,8
25,9
26,4
26,4
27,0
26,0
26,6
25,9
26,6
25,4
26,0
27,1
26,7
26,6
26,4
FUENTE: Servicio de meteorología de la FAV.
2009
26,3
26,5
27,0
28,6
29,1
27,7
26,7
26,2
27,4
27,5
28,5
27,4
27,4
2010
27,1
28,9
30,2
28,9
28,0
26,5
26,0
26,2
26,3
27,1
26,3
25,8
27,3
35
Figura 4.2 Comportamiento de Temperatura Ambiental promedio del Estado Guárico.
Tabla 4.2 Humedad ambiental promedio (%) del Estado Guárico.
MES
ENERO
FEBRERO
MARZO
ABRIL
MAYO
JUNIO
JULIO
AGOSTO
SEPTIEMBRE
OCTUBRE
NOVIEMBRE
DICIEMBRE
PROMEDIO
AÑO
2005
2006
2007
2008
75
75
68
71
72
71
64
65
67
69
62
61
70
68
63
84
81
75
68
71
88
83
85
82
89
90
83
86
88
87
87
84
88
83
85
84
84
83
85
84
85
75
82
71
77
75
79
71
80
78
76
76
FUENTE: Servicio de meteorología de la FAV.
2009
71
66
65
60
62
69
79
84
76
75
69
68
70
2010
63
59
56
67
75
85
86
84
74
80
84
84
75
36
En la Figura 4.3 se observa el comportamiento en los resultados de humedad ambiental;
se aprecia que oscilan entre 54% y 90% siendo éstos valores óptimos para el desarrollo de
mohos, sobre todo en los meses de Agosto a Diciembre, época de cosecha del maíz en
Venezuela.
Según lo reportado por Scussel y col. (2002) la humedad relativa para el
desarrollo de A. flavus es a partir de 70%, siendo la óptima 80-85%
Figura 4.3 Comportamiento de Humedad Ambiental promedio del Estado Guárico.
Respecto a la precipitación (Figura 4.4), oscila entre 0 mm y 500 mm
aproximadamente, se evidencian valores atípicos para el mes de Agosto 2007 y Noviembre
2010 lo cual puede influir en la humedad, mientras que el resto de los valores presentan
tendencias similares. Según Scussel y col. (2002) los climas lluviosos favorecen la humedad
ambiental y por ende el desarrollo de mohos, y el maíz procedente de áreas con estrés de
sequía contiene 1,4 veces más aflatoxinas que el maíz producido en áreas que no poseen esta
37
problemática ya que la sequía es considerada uno de los mayores factores que predispone a
ciertos cultivos a la infección por mohos productores de micotoxinas.
Tabla 4.3 Precipitación ambiental promedio (mm) del Estado Guárico.
MES
ENERO
FEBRERO
MARZO
ABRIL
MAYO
JUNIO
JULIO
AGOSTO
SEPTIEMBRE
OCTUBRE
NOVIEMBRE
DICIEMBRE
PROMEDIO
AÑO
2005
2006
2007
2008
6
8
2
7
0
1
1
0
0
0
116
5
21
0
17
5
196
245
139
178
212
237
217
179
120
280
145
179
185
145
509
67
93
197
159
203
48
99
97
90
87
7
95
18
9
25
55
1
81
104
129
78
FUENTE: Servicio de meteorología de la FAV.
2009
25
6
0
2
25
103
71
151
57
74
9
11
45
2010
5
0
10
75
229
238
133
165
129
43
281
51
113
El resumen del análisis estadístico para las tres variables ambientales presentadas, se
muestra en la Tabla 4.4, lo cual es una aproximación debido a que la recolección de datos
climatológicos no es un experimento diseñado sino la recolección de información disponible
para las fechas, en donde se evidencian diferencias estadísticamente significativas en las tres
variables (precipitación, humedad y temperatura) en cuanto a los 12 meses del año y respecto
a los 6 años estudiados. Las diferencias entre los meses es de esperar y se debe a las
variaciones por las estaciones, mientras que las variaciones respecto a los años en estudio
explican que el comportamiento anual ha sido diferente entre cada periodo estudiado.
En cuanto a los coeficientes de varianza, se evidencian valores menores al 30% en las
variables Temperatura y Humedad, lo cual es aceptable, pero se presenta 70% para la
precipitación lo cual indica el grado de variación de los valores registrados y el poco control
sobre dicha variación. De hecho no se controló ninguna variable en la recolección de dichos
datos ya que se tomaron tal como los presenta el sistema en condiciones ambientales
normales.
38
Figura 4.4 Comportamiento de Precipitación Ambiental promedio del Estado Guárico.
Tabla 4.4. Resumen de Procedimiento ANOVA para condiciones ambientales (temperatura,
humedad y precipitación).
EFECTO
MES
AÑO
R2
COEF.VARIACIÓN
α = 0,05
TEMPERATURA
P<0,0001
P=0.0005
0,752909
2,332897
HUMEDAD
P<0,0001
P=0,0001
0,795593
6,070832
PRECIPITACIÓN
P<0,0001
P=0,0328
0,663728
70,19961
En la Tabla 4.5 se presenta la prueba del rango estudentizado de Tukey, observando las
medias ordenadas para cada variable ambiental estudiada, y las medias que poseen la misma
letra no son significativamente diferentes. Básicamente los dos últimos años (2009 y 2010) en
cuanto a las tres variables, las medias no son significativamente diferentes; y en cuanto al año
2008 se tiene que la temperatura si presenta diferencias con las medias de los años 2009 y
39
2010, para la humedad presenta diferencias sólo respecto al año 2009 y en cuanto a la
temperatura no presenta diferencia con los años 2009 y 2010.
Tabla 4.5 Resumen de prueba de rango de Tukey para variables ambientales.
TUKEY AGRUPAMIENTO
MEDIA
PERIODO
A
27,4083
Temperatura 2009
B
A
27,2750
Temperatura 2010
B
A
C
27,0833
Temperatura 2005
B
A
C
26,6833
Temperatura 2006
B
C
26,5750
Temperatura 2007
C
26,3750
Temperatura 2008
A
80,333
Humedad 2005
B
A
77,833
Humedad 2006
B
A
76,167
Humedad 2008
B
A
75,917
Humedad 2007
B
C
74,750
Humedad 2010
C
70,333
Humedad 2009
A
129,33
Precipitación 2007
B
A
113,25
Precipitación 2010
B
A
103,67
Precipitación 2006
B
A
81,42
Precipitación 2005
B
A
77,67
Precipitación 2008
B
44,50
Precipitación 2009
α = 0,05
Medias con la misma letra no son significativamente diferentes
Las temperaturas para los años 2009 y 2010 son las mayores del periodo estudiado, las
humedades para dichos años son los menores valores y en cuanto a las precipitaciones las
correspondientes al 2009 es el menor valor del periodo y las correspondientes al año 2010
duplican en valor del año anterior pero aún el análisis arrojó que las medias no son
significativamente diferentes y se debe a que el coeficiente de variación es muy elevado.
Marín y col. (2010) estudiaron la influencia de factores ambientales en el crecimiento y
síntesis de micotoxinas de Fusarium y la perspectiva de las condiciones climáticas en España
concluyendo que el aumento de la temperatura y sequía son causadas por el cambio climático
previsto y en tal sentido, bajo dichas condiciones, puede aumentar el riesgo en la producción
de fumonisinas especialmente debido a F. verticillioides.
Dichos hallazgos pueden
extrapolarse al cambio climático a nivel mundial y por tanto es posible que se aprecie en
40
Venezuela; F. verticillioides y F. proliferatum toleraron altas temperaturas y estrés hídrico a
diferencia de F. graminearum, mostrando las tres especies marcadas diferencias en la
biosíntesis de la toxina y en especial el metabolito FUM1 de F. verticillioides que presentó
mayor incidencia debido a las condiciones estudiadas.
En cuanto al tiempo transcurrido desde la recepción del maíz a granel, denominado
horas de cola, se tienen los datos de las dos últimas cosechas para relacionar con las
determinaciones de aflatoxinas a efectuar. Para la cosecha 2009-2010 se tienen valores desde
octubre hasta enero dado que éste fue el lapso de tiempo en el que se recibió maíz de cosecha
en el centro seleccionado para el estudio, mientras que para la cosecha 2010-2011 la recepción
estuvo comprendida entre los meses de septiembre y enero. En la Figura 4.5 se presenta el
comportamiento de las horas de cola para ambas cosechas.
Figura 4.5 Comportamiento de las horas de cola en el centro de recepción seleccionado en el
Estado Aragua, para las cosechas 2009-2010 y 2010-2011.
41
Se evidencia que para la cosecha 2009-2010 el promedio de horas de cola fue de 28,63
mientras que para la cosecha 2010-2011 fue de 34,29 horas lo cual puede influir en la
producción de toxinas debido al plazo de espera de la materia prima para ser acondicionada,
permitiendo que se formen puntos calientes en los vehículos debido a la humedad del
producto, afectando la calidad del mismo y promoviendo el desarrollo de micotoxinas.
Sobre las características de calidad de las muestras seleccionadas para el estudio, en la
Tabla 4.6 se presentan las variables más importantes de las determinaciones efectuadas, que
fueron correlacionadas con el contenido de aflatoxinas que sea determinado para conocer si se
puede establecer una correlación o regresión entre dichas variables.
Tabla 4.6 Variables de la tipificación efectuada a las muestras de maíz en estudio.
Muestra
Nro.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Cosecha
Estado
Municipio
Humedad
(%)
Impurezas
GDT
(%)
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Mellado
Mellado
Mellado
Miranda
Miranda
Miranda
Miranda
Miranda
Miranda
Miranda
Miranda
Miranda
Miranda
Miranda
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
13,30
13,00
13,00
17,10
17,60
16,20
17,30
17,00
16,30
15,40
15,40
14,70
16,70
15,50
19,70
19,30
18,40
19,60
19,70
19,50
18,40
18,20
18,10
17,00
17,50
16,40
19,00
16,30
19,00
17,80
2,91
1,84
1,47
1,43
1,89
1,60
1,80
1,37
1,40
1,50
1,67
2,30
1,58
1,24
0,99
0,87
0,70
0,77
0,66
1,42
0,80
1,30
1,00
1,31
1,37
0,50
1,40
1,39
1,90
0,60
4,35
4,80
3,20
3,05
3,00
3,80
2,50
2,26
3,30
4,70
3,42
3,40
5,20
2,80
4,00
2,63
2,10
2,40
3,00
2,60
2,60
2,20
3,30
2,00
5,50
2,00
4,30
2,40
2,80
5,66
Granos
partidos
(%)
2,30
2,20
1,70
2,90
3,40
1,90
2,10
2,20
3,13
1,56
2,27
2,50
2,90
1,80
1,99
2,36
2,41
2,28
2,00
2,00
2,92
2,40
1,48
2,80
4,30
2,37
1,90
1,60
2,12
1,32
Granos
cristalizados
(%)
3,70
4,00
2,10
4,00
4,11
2,50
2,50
3,22
3,42
2,97
3,20
2,10
3,60
2,90
3,26
3,12
2,40
3,36
3,90
2,96
3,30
3,66
2,00
3,29
3,97
3,26
2,10
3,40
3,00
2,97
42
Tabla 4.6 Variables de la tipificación efectuada a las muestras de maíz en estudio (cont.).
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Aragua
Guárico
Guárico
Carabobo
Carabobo
Carabobo
Cojedes
Cojedes
Cojedes
Cojedes
Guárico
Guárico
Guárico
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Roscio
Roscio
Roscio
Roscio
Roscio
Urdaneta
Zaraza
Zaraza
Libertador
Libertador
Libertador
Girardot
Girardot
Girardot
Girardot
Mellado
Miranda
Miranda
14,90
17,00
15,40
17,20
16,00
16,00
16,30
18,60
17,00
15,00
18,70
15,70
15,60
15,10
15,40
16,30
14,60
15,40
18,00
17,40
16,30
16,00
17,10
15,40
16,30
15,70
15,60
16,30
13,80
13,80
17,30
14,30
14,50
13,00
15,00
15,40
16,20
14,60
14,00
13,30
23,20
23,60
16,10
18,90
16,10
19,00
18,20
17,70
17,40
16,50
18,80
19,20
2,20
0,74
0,68
0,92
1,30
1,16
1,03
1,18
1,00
1,30
1,39
0,60
0,95
0,85
1,09
1,15
1,37
2,34
1,82
0,82
1,30
1,10
0,88
0,99
1,17
1,00
2,70
1,00
1,84
1,00
1,50
1,00
1,58
2,39
1,42
0,71
0,76
2,79
0,50
5,00
1,95
1,99
1,50
1,60
1,40
1,40
1,30
1,30
1,36
1,60
2,39
1,90
3,80
2,40
2,60
2,40
3,40
3,30
2,50
2,67
5,10
3,80
2,70
2,70
3,10
3,20
3,70
3,70
2,65
2,70
3,40
2,00
3,50
3,90
2,00
9,90
3,00
4,00
2,60
4,00
3,50
4,23
2,80
2,60
3,40
3,20
4,10
2,50
3,95
4,20
2,29
4,40
3,90
3,39
3,10
3,06
1,70
4,50
3,70
4,80
7,40
4,00
2,86
3,00
2,10
1,58
2,17
2,91
3,69
2,30
2,30
1,67
1,66
2,82
1,40
1,60
1,55
1,60
2,60
1,85
1,70
2,64
5,70
2,70
1,50
1,60
3,23
1,60
1,51
3,30
4,06
2,00
1,80
2,23
7,00
1,20
2,90
6,84
2,40
1,70
1,60
3,80
2,46
7,00
5,70
2,60
1,00
1,50
0,90
3,80
2,20
3,00
3,30
2,60
3,14
2,50
3,00
3,14
2,66
3,20
4,10
3,70
2,90
2,76
2,37
3,41
2,90
2,60
2,65
2,40
3,70
2,70
2,60
3,10
4,88
3,36
2,40
2,10
4,11
3,20
2,00
3,26
3,11
2,59
3,90
2,10
4,26
2,10
4,20
4,12
2,90
2,40
1,90
2,90
2,77
5,26
2,50
3,90
0,30
0,00
0,80
0,00
0,00
0,00
0,00
0,70
1,78
0,40
43
Tabla 4.6 Variables de la tipificación efectuada a las muestras de maíz en estudio (cont.).
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Miranda
Miranda
Miranda
Miranda
Miranda
Miranda
Miranda
Miranda
Miranda
Miranda
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Roscio
Roscio
Roscio
Chaguarama
El Socorro
Monagas
Cajigal
Anzoátegui
Anzoátegui
Mac Gregor
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Ribas
Ribas
Ribas
Ribas
Zaraza
Zaraza
18,60
17,60
17,90
17,30
18,30
18,90
22,00
19,10
19,40
17,90
19,50
20,30
20,30
21,30
19,50
21,20
19,70
17,10
18,50
19,60
19,30
20,00
20,20
18,50
18,80
19,60
17,20
16,20
17,30
17,10
17,90
21,90
18,40
17,90
19,10
15,80
15,80
18,30
19,30
17,40
17,10
14,90
18,90
16,90
16,40
15,20
18,10
19,20
1,60
1,30
1,80
1,60
1,30
1,30
1,30
2,00
0,80
0,80
0,77
1,07
2,71
1,00
0,85
0,80
0,86
1,40
0,90
1,00
1,00
1,10
1,50
1,20
0,80
0,97
0,50
1,40
0,60
0,70
1,00
0,80
0,50
1,80
1,40
0,60
2,84
1,10
1,10
1,30
1,00
2,00
0,50
1,30
2,10
1,10
0,10
1,40
3,30
4,40
6,80
3,30
4,30
5,60
5,30
2,30
5,40
6,60
2,70
2,21
6,30
1,75
6,02
3,80
1,28
2,40
3,90
3,30
2,30
4,10
4,70
4,10
2,70
2,80
2,00
5,56
5,92
3,60
7,10
6,98
1,30
7,80
1,75
1,60
3,00
5,60
2,20
1,20
1,40
2,80
1,50
3,00
7,50
4,90
4,00
2,40
2,50
3,00
3,00
2,80
3,00
3,20
3,00
2,40
0,90
2,30
1,70
3,07
3,85
2,40
3,00
2,40
2,30
2,60
3,40
3,00
2,20
2,00
3,00
1,60
1,50
2,00
1,00
2,00
1,50
2,00
1,80
1,20
1,80
4,00
6,90
1,20
7,47
3,20
2,20
2,20
0,80
4,00
2,90
2,00
0,80
1,20
2,90
2,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
2,40
0,95
0,90
0,00
1,20
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,50
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,70
0,00
0,00
0,30
0,00
0,40
5,34
0,00
0,00
0,00
0,20
2,20
1,00
0,50
0,00
0,20
0,00
0,00
44
Tabla 4.6 Variables de la tipificación efectuada a las muestras de maíz en estudio (cont.).
131
132
133
134
135
2010
2010
2010
2010
2010
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Zaraza
Zaraza
Zaraza
Zaraza
Zaraza
GDT: Granos Dañados Totales
4.2 EVALUACIÓN
DEL
18,20
17,20
17,20
17,60
17,70
0,90
1,50
1,10
1,70
1,40
COMPORTAMIENTO
3,70
6,70
6,50
2,40
4,40
DE
1,70
2,00
3,50
1,50
1,60
LA
0,00
0,00
2,00
0,00
0,00
PRESENCIA
DE
AFLATOXINAS EN MAÍZ BLANCO
Desde Diciembre de 2008 hasta Marzo de 2011, se evalúa el comportamiento en la
concentración de aflatoxinas totales efectuado en el centro de recepción seleccionado para el
estudio. Dichas determinaciones se llevan a cabo mediante kits rápidos para aflatoxinas
totales, comercialmente disponibles, basados en métodos ELISA y en columnas de
inmunoafinidad para mayor sensibilidad del método cuando es requerido.
Se tienen 962 determinaciones en maíz blanco acondicionado, con valores que oscilan
de no detectados (< 2 ng/g) a 98,52 ng/g de aflatoxinas totales y un promedio de 2,47 ng/g;
sólo 5 valores exceden el límite de 20 ng/g establecido para dicha toxina por el Reglamento
técnico de Mercosur (Figura 4.6). Es importante destacar que un riguroso control en el
contenido de aflatoxina en la recepción y durante el almacenamiento, asegura la calidad de la
materia prima almacenada y posteriormente empleada en los procesos productivos.
En la Figura 4.6 se aprecia que a partir de la observación 710, correspondientes al mes
de Octubre 2010 en adelante, se hace evidente una tendencia al aumento en la concentración
de la toxina, lo cual coincide con la temporada de cosecha 2010-2011, y hay una mayor
frecuencia de valores positivos aun cuando sólo 4 valores superan los 20 ng/g. En tal sentido,
se evidencia un comportamiento en extremo irregular por lo que se dificulta que sea modelado
matemáticamente aun cuando se observa la tendencia al incremento de la concentración de
aflatoxina total. El aumento en la incidencia de la toxina podría estar relacionado con el
aumento en las horas de cola desde Octubre 2010, en donde se presenta el máximo de 104
45
horas de cola para el comienzo del mes de Noviembre 2010, tal como indican Luzón y col.
(2007) que la síntesis de aflatoxinas se acelera con el manejo ineficiente durante la
postcosecha temprana antes del acondicionamiento, el cual es el periodo en donde la humedad
de los granos se torna favorable para la síntesis de la toxina.
Figura 4.6 Comportamiento en la concentración de aflatoxina total en maíz blanco.
4.3 DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AFLATOXINA B1 Y AFLATOXINAS
TOTALES EN MAÍZ BLANCO DE COSECHA
En la Tabla 4.7 se presentan los resultados obtenidos de la determinación de aflatoxinas
por HPLC, sólo para las muestras en las que se detectaron valores positivos de aflatoxina total
y se mantiene el número de muestra para correlacionar con la tabla anterior. En cuanto a la
clasificación de grupos homogéneos se tiene para el primer grupo 116 muestras (85,93%),
para el grupo 2 se tienen 3 muestras (2,22%) y finalmente para el grupo 3 se tienen 16
46
muestras (11,85%), 72 correspondientes a la cosecha 2009-2010 y 63 correspondientes a la
cosecha 2010-2011.
Sólo en 29 muestras se detectaron valores de aflatoxinas totales, lo cual representa
aproximadamente el 21,48% del total analizado; en el 78,52% restante de las muestras no se
detectó la presencia de aflatoxinas. De las muestras en las que se detectó la presencia de
aflatoxinas, sólo 13 muestras (44,83%) cumplen con lo establecido en la norma Covenin 19351987 y 16 muestras (55,17%) superan el límite de máximo 5 ng/g de aflatoxina B1 establecido
en la norma Venezolana. En cuanto a las aflatoxinas totales, si se establece el límite de 20
ng/g se tiene que el 72,41% de las muestras poseen concentraciones de aflatoxina total menor
a 20 ng/g mientras que sólo el 27,59% superan el límite mencionado. En investigaciones
previas en de Venezuela, se han encontrados que varias muestras de maíz de cosecha exceden
el nivel máximo permitido de aflatoxinas (Mazzani y col., 2000, 2006; Chavarri y col., 2009).
Según lo antes expuesto se tiene que de acuerdo con lo establecido en la norma Covenin
1935-87, el 55,17% de las muestras no cumplen con la normativa y por tal motivo no están
aptas para la recepción y su respectivo procesamiento.
Valores de aflatoxina G1 y G2 no fueron detectados en ninguna de las muestras y puede
deberse a que A. parasiticus, que predomina en los países templados, es considerado uno de
los principales productores activos de las aflatoxinas B1, B2, G1 y G2, mientras que A. flavus
produce B1 y B2 (Scussel, 1998), que predomina en zonas tropicales y subtropicales. Estos
resultados coinciden con los reportados por Luzón y col. (2003), Rondón (2008), Chavarri y
col. (2009), en donde A. flavus es la especie fúngica asociada al maíz blanco de cosecha
procedente del estado Guárico y otros estados de Venezuela.
Consistentemente Luzón y col. (2003) estudiaron el comportamiento de genotipos de
grano de maíz en las localidades de San Javier (Yaracuy) y El Sombrero (Guárico) y las
especies de mohos identificadas fueron Aspergillus flavus, A. niger, A. parasiticus, A. tamarii,
Fusarium verticillioides, Alternaria sp., Penicillium spp, donde F. verticillioides fue la especie
que mostró mayor frecuencia e incidencia, lo cual se puede asociar a los bajos niveles de
47
aflatoxinas reportados en esta investigación debido a que Aspergillus y Fusarium se han
considerado antagónicos.
Tabla 4.7 Determinación del contenido de aflatoxinas en las muestras estudiadas.
Muestra
Nro.
Cosecha
Estado
Municipio
3
10
12
15
41
47
49
59
65
71
72
76
79
84
93
103
105
110
123
124
126
127
128
129
130
131
132
133
134
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Cojedes
Cojedes
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Anzoátegui
Anzoátegui
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Guárico
Mellado
Miranda
Miranda
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Roscio
Zaraza
Zaraza
Girardot
Girardot
Miranda
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Ortiz
Cajigal
Mac Gregor
Ribas
Ribas
Ribas
Zaraza
Zaraza
Zaraza
Zaraza
Zaraza
Zaraza
n.d.: No detectado
B1
5,166
2,111
3,005
2,786
130,660
1,422
24,069
17,744
9,209
5,259
7,504
4,627
1,961
3,016
23,774
2,659
3,016
224,320
7,956
7,956
132,427
78,808
1,799
44,218
3,583
49,591
6,796
1,895
3,569
Metabolito
B2
G1
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
7,959
n.d.
n.d.
n.d.
3,258
n.d.
1,059
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
1,867
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
7,554
n.d.
0,856
n.d.
0,856
n.d.
21,776
n.d.
7,942
n.d.
n.d.
n.d.
5,032
n.d.
n.d.
n.d.
4,029
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
G2
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
Aflatoxina
Total
5,166
2,111
3,005
2,786
138,619
1,422
27,327
18,803
9,209
5,259
7,504
4,627
1,961
3,016
25,641
2,659
3,016
231,874
8,812
8,812
154,203
86,750
1,799
49,250
3,583
53,620
6,796
1,895
3,569
En las Figuras 4.7 y 4.8 se presentan de modo explicativo el cromatograma
correspondiente a una muestra en la que no se detectaron los metabolitos en estudio y otra
muestra en la que se detectaron simultáneamente B1 y B2.
48
AFB1
AFG1
AFG2
AFB2
Figura 4.7 Cromatograma de muestra sin metabolitos detectados.
40,00
35,00
30,00
AFB1
AFB1 - 7,043
EU
25,00
20,00
15,00
AFB2
AFB2 - 13,271
10,00
5,00
0,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
Minutes
9,00
10,00
11,00
12,00
13,00
14,00
15,00
16,00
Figura 4.8 Cromatograma de muestra positiva para metabolitos B1 y B2.
Mediante el software de análisis estadístico SAS, módulo SAS/STAT, se llevó a cabo
un procedimiento denominado FREQ entre el grupo asignado en base al grado de tecnificación
y el contenido de aflatoxina total estableciendo mediante el test exacto de Fisher que al
rechazar la hipótesis nula se consideran ambas variables asociadas.
En la Tabla 4.8 se
presenta el resumen del análisis mencionado, y el contenido de aflatoxina se evidencia que fue
subdividido en grupos para efectos del análisis estadístico.
49
Tabla 4.8 Procedimiento FREQ para aflatoxina total y Grupo de tecnificación.
AFLATOXINA
(ng/g)
1
GRUPO DE TECNIFICACIÓN
2
3
0
100
3
3
>0
16
0
13
TOTAL
116
85,93%
3
2,22%
16
11,85%
α = 0,05
TOTAL
106
78,52%
29
21,48%
135
100%
Test exacto de Fisher p=4,227E-07
Tabla 4.9 Procedimiento FREQ para aflatoxina total y la procedencia.
AFLATOXINA (ng/g)
PROCEDENCIA
0
>0
Cajigal
0
1
Chaguaramas
1
0
Girardot
2
2
Libertador
3
0
Mac Gregor
0
1
Mellado
3
1
Miranda
20
2
Monagas
1
0
Ortiz
65
10
Ribas
1
2
Roscio
7
1
Socorro
1
0
Urdaneta
1
0
Zaraza
1
8
TOTAL
106
78,52%
29
21,48%
α = 0,05
Test exacto de Fisher p=2,453E-04
TOTAL
1
0,74%
1
0,74%
4
2,96%
3
2,22%
1
0,74%
4
2,96%
22
16,30%
1
0,74%
75
55,56%
4
2,96%
8
5,93%
1
0,74%
1
0,74%
9
6,67%
135
100%
El mismo procedimiento fue aplicado para el contenido de aflatoxina total y el año de la
cosecha, obteniendo una probabilidad de 0,1162 por lo que en este caso las variables son
50
independientes; mientras que para el contenido de aflatoxina y la procedencia se obtuvo una
probabilidad de 2,452E-04 estableciendo que están asociadas (Tabla 4.9).
Esto último
coincide con lo reportado por Mazzani y col. (2004) en donde compararon la incidencia de A.
flavus y aflatoxinas en 7 estados de Venezuela, obteniendo diferentes incidencias según el
estado de procedencia de las muestras.
Finalmente se establece mediante el test exacto de Fisher que el contenido de aflatoxina
total está asociado al grupo de tecnificación y como consecuencia a la procedencia de las
muestras de maíz de cosecha. Es decir que en los grupos de alta tecnificación el porcentaje de
muestras con presencia de aflatoxinas no alcanza el 15% mientras que para el grupo de baja
tecnificación la incidencia de la toxina es superior al 80%.
4.4 CORRELACIÓN
DEL
CONTENIDO
DE
AFLATOXINA
B1
CON
EL
CONTENIDO DE AFLATOXINA TOTAL Y LA CALIDAD DEL GRANO
Al calcular el coeficiente de correlación momento de Pearson para el contenido de
aflatoxina B1 con el contenido de aflatoxina total, sólo para las 29 muestras en la que se
detectó la presencia de micotoxinas, se obtiene un r = 0,9986 lo cual indica el grado de
asociación entre ambas variables. En tal sentido se procedió a realizar regresiones simples del
contenido de aflatoxina B1 respecto al contenido de aflatoxina total y adicionalmente respecto
a: humedad, impurezas, granos dañados totales, granos partidos y granos cristalizados para
estimar si existe regresión entre ellas y para conocer la magnitud de la asociación.
Solamente existe regresión y es significativa entre el contenido de aflatoxina B1 y
aflatoxina total para un 95% de confianza. En la Tabla 4.10 se presenta el resumen de las
regresiones efectuadas.
51
Tabla 4.10 Regresiones simples de variables de interés con el contenido de aflatoxina B1.
EFECTO
Aflatoxina total
Humedad
Impurezas
Granos dañados totales
Granos Partidos
Granos cristalizados
Horas de cola
α = 0,05
Término
independiente
P=0,7995
P=0,4848
P=0,2486
P=0,5953
P=0,0296
P=0,0123
P=0,0136
Variable
independiente
P<0,0001
P=0,7576
P=0,7504
P=0,6054
P=0,2769
P=0,4242
P=0,2774
R2
0,9972
0,0036
0,0038
0,0100
0,0436
0,0238
0,0435
Coeficiente
de variación
9,91179
186,64281
186,62185
186,03954
182,85416
184,73919
182,86364
Se puede apreciar que solamente el efecto de aflatoxina total es significativo, por lo que
existe con el contenido de aflatoxina B1. La tasa de cambio obtenida de B1 respecto de
aflatoxina total es de 0,933378 y el término independiente de la regresión por no ser
significativo se puede considerar igual a cero con lo que el modelo se describe como una línea
recta que pasa por el origen del sistema de coordenadas. En la bibliografía consultada no se
evidenciaron valores o modelos matemáticos que describan el comportamiento del metabolito
B1 basado en el contenido de aflatoxina total.
4.5 RECOMENDACIONES POSTCOSECHA PARA MINIMIZAR LA INCIDENCIA
DE AFLATOXINAS TOTALES EN MAÍZ BLANCO NACIONAL
La Figura 4.9 se presenta el análisis causa-efecto en donde se consideran los 5 aspectos
macro más importantes y se procede al desglose de cada uno en base a los resultados
obtenidos, anteriormente presentados.
En el medio ambiente las variables que influyen son la humedad, temperatura y
precipitación total, y tal como se evidenció en el análisis estadístico presentan diferencias
estadísticamente significativas entre los meses y los años evaluados; adicionalmente las
condiciones de humedad y temperatura coinciden con las óptimas reportadas en la literatura
para el crecimiento de mohos y el desarrollo de toxinas desde el campo. Las condiciones
52
ambientales no es posible controlarlas, por lo que se debe hacer énfasis en las causas
controlables conociendo que las anteriormente nombradas son óptimas para la incidencia de
mohos y toxinas en maíz blanco de cosecha en Venezuela.
MATERIAL
GENÉTICO
MANO DE
OBRA
Incidencia de
aflatoxinas totales
en maíz blanco de
cosecha
MEDIO
AMBIENTE
MÉTODOS
MAQUINARIA
Figura 4.9 Diagrama causa-efecto de la presencia de aflatoxinas en maíz blanco de cosecha.
Para este estudio en particular la mano de obra y maquinaria están relacionados o
podrían agruparse, dado que la mano de obra que se emplee estará en concordancia con el
grado de tecnificación empleado en la cosecha. Fue presentado el análisis realizado en donde
se demuestra que el contenido de aflatoxina en las muestras está asociado al grupo de
tecnificación, ésto debido a que la práctica de cosecha manual y recolección de mazorcas del
suelo permiten la rápida colonización y por consiguiente la producción de micotoxinas,
mientras que una alta tecnificación o uso de maquinaria especializada recolecta las mazorcas
directamente de la planta sin que toque el suelo e inmediatamente es desgranada y vertida en
los vehículos de transporte.
Se han estudiado diferentes métodos y medios micológicos para la recuperación de
mohos micotoxigénicos en el cultivo de maíz en Venezuela, encontrándose que las muestras
53
presentaban aflatoxina B1 en niveles que variaron entre 1 a 10 ng/g y otras tenían aflatoxina
B1 y G2 donde los niveles máximos detectados estaban por debajo de los niveles
mundialmente permitidos, que son 20 ng/g. Se realizó un análisis de correlación entre los
niveles de A. flavus, niveles de aflatoxinas y porcentaje de humedad, resultando que
posiblemente las aflatoxinas se produjeron después de la cosecha, durante cualquiera de los
procesos de recolección, transporte, almacenamiento, entre otros (Raybaudi, 1999). En las
pequeñas explotaciones existe menor acceso de insumos, menor información del productor,
baja inversión y mal manejo durante el ciclo de desarrollo de las plantas que favorece la
presencia de las diferentes especies de mohos que disminuyen considerablemente la calidad de
los granos cosechados (Fernández, 2006; Mazzani y col., 2008).
En los métodos se pueden considerar otros factores como el tiempo transcurrido entre la
recolección y el acondicionamiento, que aun cuando en el estudio resultó que no existe
regresión entre el contenido de aflatoxina y las horas de cola, durante dicho tiempo se
mantienen las condiciones favorables para el crecimiento de los mohos y aún cuando no se
produzcan toxinas es posible que se presenten problemas posteriores durante el periodo de
almacenamiento de la materia prima a granel tal lo indican Luzón y col. (2007).
Adicionalmente se debe considerar como factor determinante los planes de muestreo de los
vehículos ya que de esto depende el número de falsos positivos y falsos negativos según lo
reportado por Verenzuela (2007).
Sobre los materiales genéticos se puede mencionar la importancia de emplear semillas
de alta calidad y resistentes al ataque de diferentes tipos de mohos para minimizar la
incidencia de éstos y de las toxinas como una manera preventiva de manejar la problemática
de calidad e inocuidad asociada, tal como se evidencia en los estudios realizados por Mazzani
y col. (2006) que detectaron diferencias entre cultivares en su respuesta a la acumulación de
aflatoxinas.
El estudio del control de los mohos en granos y semillas almacenadas es una actividad
multidisciplinaria debido a la gran variedad de factores que influencian su deterioro. Desde
hace muchos años, se han planteado diferentes alternativas para prevenir la invasión de mohos
54
en granos y semillas, así como para remover o inactivas las micotoxinas contenidas en los
mismos.
De todas las alternativas propuestas, la selección y el mejoramiento para la
resistencia resulta la alternativa más favorable (Mazzani, 1989).
55
CONCLUSIONES
Las variables ambientales no pueden relacionarse al aumento en la incidencia de
aflatoxinas en las muestras, mientras que las condiciones de manejo post-cosecha
como grado de tecnificación y horas de cola evidentemente propician la consecuente
producción de los mohos y micotoxinas.
A pesar de la ausencia de significación en las medias de humedad y precipitación, los
valores correspondientes al año 2010 son superiores a los del año anterior y
evidentemente son condiciones que favorecen la producción de mohos de campo y por
consecuencia sus micotoxinas.
Se demostró que existe regresión significativa entre el contenido de aflatoxina B1 y
aflatoxina total, con lo que los centros de recepción pueden mantener las metodologías
de detección de aflatoxina total y con éste estimar el contenido de aflatoxina B1 para
comparar con el límite establecido en la Norma Covenin 1935-87, al momento de la
recepción de la materia prima.
Se evidenció que no es posible estimar el contenido de aflatoxina B1 a través de las
variables de calidad como humedad, impurezas, horas de cola, porcentaje de granos
dañados, partidos y cristalizados de las muestras.
La incidencia de aflatoxinas puede disminuirse al minimizar la práctica de cosecha
manual y al emplear híbridos resistentes a la colonización de mohos.
56
RECOMENDACIONES
Minimizar el uso de baja tecnificación, aún cuando se trate de pequeños productores, a
fin de garantizar la calidad de la materia prima.
Efectuar el acondicionamiento del producto en el menor tiempo posible,
preferiblemente en el sitio de cosecha, para asegurar la calidad del producto durante el
periodo de almacenamiento.
Monitoreo frecuente de los mohos y micotoxinas en maíz de cosecha, para conocer la
situación real de éstas al momento de la cosecha y la verdadera influencia de las horas
de cola.
Uso de genotipos de maíz resistentes a la incidencia fúngica.
57
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