Investigación sobre el destino de Alternaria y micotoxinas de Alternaria en la industria de la manzana
La manzana es la tercera fruta de mayor consumo a nivel mundial y uno de los cultivos más importantes en Argentina siendo susceptible a sufrir infecciones fúngicas tanto en el campo como en la etapa postcosecha, causando grandes pérdidas económicas. Dichas infecciones pueden producirse en el exterior o en el interior de la fruta. Algunos de los hongos más frecuentemente hallados como agentes infecciosos pertenecen a géneros toxicogénicos, implicando un riesgo para la salud, especialmente cuando la fruta es destinada a la industria. Sin embargo, actualmente la única micotoxina legislada a nivel mundial en productos de manzana es patulina. En el presente trabajo de Tesis Doctoral se identificaron los principales géneros fúngicos causantes de enfermedades en manzanas cultivadas en el Alto Valle de Río Negro, Argentina, tanto en el campo como en la etapa postcosecha con destino a comercio en fresco e industrialización, respectivamente. Se analizaron un total de 140 manzanas destinadas a consumo en fresco, de las cuales el 86 % resultaron contaminadas en el exterior y el 34 % en el interior causando corazón mohoso (CM). Del total de 100 manzanas destinadas a industrialización, el 48 % presentaron contaminación externa y el 51 % en el centro de la fruta. Se logró identificar a Alternaria, género productor de micotoxinas, como el principal responsable de CM y el segundo género causante de lesiones externas en manzanas destinadas a consumo en fresco (21 %) e industrialización (46 %). Se demostró además que la incidencia de CM aumentó durante el almacenamiento. Dado que esta enfermedad es difícilmente detectada en fruta destinada a la industrialización, este resultado implica el posible procesamiento de fruta contaminada con el consecuente riesgo de la acumulación de micotoxinas de Alternaria en productos a base de manzana. Se identificaron un total de 120 aislamientos de este género según claves taxonómicas, resultando A. tenuissima el grupo-especie predominante (84 %), seguido por A. alternata (3 %), A. arborescens (1 %) y A. gaisen (1 %) y 11 % de los aislamientos presentaron características intermedias y se clasificaron como Alternaria sp. Estos grupos-especies pertenecen a la Sección Alternaria que comprende especies productoras de micotoxinas. Además, un total de 78 aislamientos se caracterizaron según sus perfiles de producción de metabolitos secundarios in vitro, determinado por cromatografía de ultra alta performance acoplada a detección UV y espectrometría de masa de alta resolución (HRMS/MS). Se lograron identificar 27 metabolitos secundarios y se observó una mayor capacidad metabólica de las cepas obtenidas de CM, implicando un mayor riesgo para los productos procesados. Posteriormente se evaluó el potencial toxicogénico in vivo, simulando condiciones de comercialización (T=25 °C) y almacenamiento (T=4 °C), incubándose 3 cepas previamente aisladas de manzana en el exterior y en el interior de frutos libres de contaminación. A 25 oC se encontró una mayor acumulación de micotoxinas, sin embargo, el almacenamiento en frío durante períodos prolongados no evitó la producción de toxinas de Alternaria en manzanas, siendo ácido tenuazónico (TeA) la micotoxina producida en mayores concentraciones en todas las condiciones. Las seis principales micotoxinas producidas por Alternaria, a saber alternariol (AOH), alternariol monometil éter (AME), altenueno (ALT), tentoxina (TEN), TeA, altertoxina-I (ATX-I), y cuatro formas modificadas de estas, alternariol-3-glucósido (AOH-3-G), alternariol-3-sulfato (AOH-3-S), alternariol monometil éter-3-glucósido (AME-3-G), y alternariol monometil éter-3-sulfato (AME-3-S), se cuantificaron en seis lotes de manzanas destinados a industrialización por cromatografía de ultra alta performance acoplada a espectrometría de masa y se monitoreó su concentración a lo largo del proceso productivo de jugo concentrado. Se encontró que las manzanas de variedad Granny Smith son menos susceptibles a la contaminación con estas micotoxinas que las de Red Delicious y que la clarificación es una etapa clave en la reducción de la concentración de las toxinas en el producto final. A su vez, se detectaron por primera vez en Argentina micotoxinas de Alternaria y sus formas modificadas en productos comerciales a base de manzana. Se determinó la presencia de AOH, AME, ALT, TEN, TeA, ATX-I, AOH-3-G, AOH-3-S, AME-3-G, y AME- 3-S en jugos de manzana clarificados y sin clarificar, mermeladas y papillas infantiles a base de manzana del mercado local. En los jugos clarificados se encontraron niveles detectables de AME, TEN, TeA, AME-3-S y AOH-3-G, mientras que en los sin clarificar se encontraron las mismas micotoxinas más AOH y en concentraciones mayores. En mermeladas se hallaron AME, TEN, TeA y AOH-3G, y en papillas infantiles AOH, AME, TEN y TeA. Con los resultados de incidencia natural de AOH, AME y TeA y datos de consumo provistos por el Ministerio de Salud, se realizaron análisis de exposición y caracterización del riesgo para los niños de entre 6 meses y 5 años de edad de la Argentina por el consumo de jugos de manzana clarificados y sin clarificar y papillas infantiles a base de manzana. Se encontró que el mayor riesgo de exposición afecta a los niños de entre 6 y 23 meses de edad y está asociado al consumo de papillas infantiles. Los metabolitos que representaron mayor riesgo fueron los pertenecientes al grupo de los alternarioles, con capacidad mutagénica y genotóxica. Estos resultados indican la necesidad de mejores estrategias de control de la contaminación de manzanas destinadas a la industria con cepas toxicogénicas de Alternaria y la necesidad de establecer legislación para estas micotoxinas. Por último, se establecieron las bases para un modelo basado en un análisis no dirigido por HRMS para la detección de lotes de manzana contaminados con micotoxinas de Alternaria como estrategia de control, lográndose diferenciar manzanas no contaminadas de contaminadas tanto en el exterior como en el interior de la fruta almacenadas a dos temperaturas diferentes.
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis biblioteca |
| Language: | eng |
| Published: |
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
|
| Subjects: | MANZANA, ALTERNARIA, MICOTOXINAS, SEGURIDAD ALIMENTARIA, RIESGO SANITARIO, APPLE, MYCOTOXINS, FOOD SAFETY, HEALTH RISK, |
| Online Access: | https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7042_Pavicich http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n7042_Pavicich_oai |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Summary: | La manzana es la tercera fruta de mayor consumo a nivel mundial y uno de los cultivos más importantes en Argentina siendo susceptible a sufrir infecciones fúngicas tanto en el campo como en la etapa postcosecha, causando grandes pérdidas económicas. Dichas infecciones pueden producirse en el exterior o en el interior de la fruta. Algunos de los hongos más frecuentemente hallados como agentes infecciosos pertenecen a géneros toxicogénicos, implicando un riesgo para la salud, especialmente cuando la fruta es destinada a la industria. Sin embargo, actualmente la única micotoxina legislada a nivel mundial en productos de manzana es patulina. En el presente trabajo de Tesis Doctoral se identificaron los principales géneros fúngicos causantes de enfermedades en manzanas cultivadas en el Alto Valle de Río Negro, Argentina, tanto en el campo como en la etapa postcosecha con destino a comercio en fresco e industrialización, respectivamente. Se analizaron un total de 140 manzanas destinadas a consumo en fresco, de las cuales el 86 % resultaron contaminadas en el exterior y el 34 % en el interior causando corazón mohoso (CM). Del total de 100 manzanas destinadas a industrialización, el 48 % presentaron contaminación externa y el 51 % en el centro de la fruta. Se logró identificar a Alternaria, género productor de micotoxinas, como el principal responsable de CM y el segundo género causante de lesiones externas en manzanas destinadas a consumo en fresco (21 %) e industrialización (46 %). Se demostró además que la incidencia de CM aumentó durante el almacenamiento. Dado que esta enfermedad es difícilmente detectada en fruta destinada a la industrialización, este resultado implica el posible procesamiento de fruta contaminada con el consecuente riesgo de la acumulación de micotoxinas de Alternaria en productos a base de manzana. Se identificaron un total de 120 aislamientos de este género según claves taxonómicas, resultando A. tenuissima el grupo-especie predominante (84 %), seguido por A. alternata (3 %), A. arborescens (1 %) y A. gaisen (1 %) y 11 % de los aislamientos presentaron características intermedias y se clasificaron como Alternaria sp. Estos grupos-especies pertenecen a la Sección Alternaria que comprende especies productoras de micotoxinas. Además, un total de 78 aislamientos se caracterizaron según sus perfiles de producción de metabolitos secundarios in vitro, determinado por cromatografía de ultra alta performance acoplada a detección UV y espectrometría de masa de alta resolución (HRMS/MS). Se lograron identificar 27 metabolitos secundarios y se observó una mayor capacidad metabólica de las cepas obtenidas de CM, implicando un mayor riesgo para los productos procesados. Posteriormente se evaluó el potencial toxicogénico in vivo, simulando condiciones de comercialización (T=25 °C) y almacenamiento (T=4 °C), incubándose 3 cepas previamente aisladas de manzana en el exterior y en el interior de frutos libres de contaminación. A 25 oC se encontró una mayor acumulación de micotoxinas, sin embargo, el almacenamiento en frío durante períodos prolongados no evitó la producción de toxinas de Alternaria en manzanas, siendo ácido tenuazónico (TeA) la micotoxina producida en mayores concentraciones en todas las condiciones. Las seis principales micotoxinas producidas por Alternaria, a saber alternariol (AOH), alternariol monometil éter (AME), altenueno (ALT), tentoxina (TEN), TeA, altertoxina-I (ATX-I), y cuatro formas modificadas de estas, alternariol-3-glucósido (AOH-3-G), alternariol-3-sulfato (AOH-3-S), alternariol monometil éter-3-glucósido (AME-3-G), y alternariol monometil éter-3-sulfato (AME-3-S), se cuantificaron en seis lotes de manzanas destinados a industrialización por cromatografía de ultra alta performance acoplada a espectrometría de masa y se monitoreó su concentración a lo largo del proceso productivo de jugo concentrado. Se encontró que las manzanas de variedad Granny Smith son menos susceptibles a la contaminación con estas micotoxinas que las de Red Delicious y que la clarificación es una etapa clave en la reducción de la concentración de las toxinas en el producto final. A su vez, se detectaron por primera vez en Argentina micotoxinas de Alternaria y sus formas modificadas en productos comerciales a base de manzana. Se determinó la presencia de AOH, AME, ALT, TEN, TeA, ATX-I, AOH-3-G, AOH-3-S, AME-3-G, y AME- 3-S en jugos de manzana clarificados y sin clarificar, mermeladas y papillas infantiles a base de manzana del mercado local. En los jugos clarificados se encontraron niveles detectables de AME, TEN, TeA, AME-3-S y AOH-3-G, mientras que en los sin clarificar se encontraron las mismas micotoxinas más AOH y en concentraciones mayores. En mermeladas se hallaron AME, TEN, TeA y AOH-3G, y en papillas infantiles AOH, AME, TEN y TeA. Con los resultados de incidencia natural de AOH, AME y TeA y datos de consumo provistos por el Ministerio de Salud, se realizaron análisis de exposición y caracterización del riesgo para los niños de entre 6 meses y 5 años de edad de la Argentina por el consumo de jugos de manzana clarificados y sin clarificar y papillas infantiles a base de manzana. Se encontró que el mayor riesgo de exposición afecta a los niños de entre 6 y 23 meses de edad y está asociado al consumo de papillas infantiles. Los metabolitos que representaron mayor riesgo fueron los pertenecientes al grupo de los alternarioles, con capacidad mutagénica y genotóxica. Estos resultados indican la necesidad de mejores estrategias de control de la contaminación de manzanas destinadas a la industria con cepas toxicogénicas de Alternaria y la necesidad de establecer legislación para estas micotoxinas. Por último, se establecieron las bases para un modelo basado en un análisis no dirigido por HRMS para la detección de lotes de manzana contaminados con micotoxinas de Alternaria como estrategia de control, lográndose diferenciar manzanas no contaminadas de contaminadas tanto en el exterior como en el interior de la fruta almacenadas a dos temperaturas diferentes. |
|---|