Contribución de los alimentos en aflatoxinas y vomitoxina a la dieta de la vaca lechera Back »

Del punto de vista de la incidencia de las micotoxicosis el hecho de que muchos ingredientes compongan la dieta de la vaca lechera puede ser visto de forma positiva o negativa. Al usar múltiples alimentos se diluyen las toxinas que uno de ellos pueda tener lo que redunda en una dieta más segura. Por otro lado, como el efecto de las toxinas es aditivo, si hay varios alimentos contaminados se combina el efecto tóxico de cada uno. Este artículo explora una dieta típica de vacas lecheras y el potencial de los alimentos que la componen de contribuir aflatoxina B1 y/o vomitoxina (DON). Los análisis de micotoxinas se obtuvieron de muestras de alimentos analizadas entre el año 2000 y el 2016 por el laboratorio Dairy One de Ithaca, NY.


Figura 1. Aspergillus, hongo productor de aflatoxinas. Foto cortesía de Robertson Alison

Figura 2. Gibberella hongo productor de vomitoxina (DON). Foto cortesía de E. Bayamukama

 

Las muestras totales analizadas fueron desde 20 para la harina de soya hasta 1,480 para el ensilaje de maíz. La figura de más abajo muestra una ración típica de vaca lechera que contiene en base seca ensilaje de maíz (27.7%), grano de maíz (21.0%), granos de destilería de bajo contenido en aceite (20%), heno de alfalfa (19.3%), harina de soya (4.1%), heno de gramíneas (3 %), y aditivos como ser una pre-mezcla de vitaminas y minerales, grasa adicional, y aminoácidos protegidos (4.9%). En general los concentrados son los que contribuyen micotoxinas a la dieta en mayor proporción. De los concentrados frecuentes en la ración de las vacas lecheras, el maíz y sus derivados son casi siempre los principales contribuidores de micotoxinas, particularmente aflatoxinas.

Alimento Kg/d (MS) Kg/d (húmedo)
Ensilaje de maíz 7.50 25.00
Grano de maíz molido 5.66 6.29
DDGS bajo aceite 5.40 6.00
Heno de alfalfa 5.22 6.00
Harina de soya 1.10 1.22
Heno de gramíneas 0.82 0.93
Aditivos varios 1.41 1.43
Total 27.1 46.9

 

Alimentos con el mayor potencial de contribuir micotoxinas a la dieta
 

Grano de maíz seco

Las muestras de grano de maíz tuvieron en promedio 17.4 ppb de aflatoxina B1 que era la que se encontraba en mayor concentración. El valor máximo registrado fue de 146 ppb. Si el grano de maíz se incluye al 21% de la dieta, contribuiría 3.7 ppb de aflatoxina B1 si contiene una concentración promedio similar a la de este grupo de análisis, llegando en el peor de los casos a 36.5 ppb. Los valores promedio para DON fueron casi de 1 ppm llegando a un máximo de 3.6 ppm. Al considerar el 21% de inclusión para el maíz los valores de DON contribuidos por este grano serían 0.21 ppm y 0.8 ppm para las concentraciones promedio y altas, respectivamente.

Grano de maíz
Item n Promedio
Rango normal
PPB aflatoxina B1 724 17.38 0.00 145.85
PPB aflatoxina B2 724 1.51 0.00 15.50
PPB aflatoxina G1 724 5.55 0.00 79.62
PPB aflatoxina G2 724 0.57 0.00 9.34
PPM vomitoxina 724 0.96 0.00 3.63
Source: Dairy One. Accumulated crop years: 5/1/2000-4/30/2016

 

Ensilaje de maíz

La aflatoxina B1 fue la de mayor concentración en el ensilaje de maíz, con un promedio de 1 ppb; el valor máximo registrado fue de 8.5 ppb. La segunda micotoxina en importancia fue el DON con valores promedio de casi 1.6 ppm y un valor máximo de 4.7 ppm, ambos superiores al grano de maíz. Si se considera un porcentaje de inclusión de ensilaje de 27.7 % (base materia seca) las concentraciones serían de 0.44 ppm y 1.3 ppm para las concentraciones promedio y altas de DON, respectivamente. Los datos muestran que el ensilaje contribuyó DON a la dieta en forma más significativa que el grano de maíz.

Ensilaje de maíz
Item n Promedio
Rango normal
PPB aflatoxina B1 1480 1.02 0.00 8.50
PPB aflatoxina B2 1480 0.16 0.00 2.06
PPM vomitoxina 1480 1.63 0.00 4.68
Source: Dairy One. Accumulated crop years: 5/1/2000-4/30/2016

 

Grano seco de destilería (DDGS)

Cuando el almidón es fermentado a etanol, las micotoxinas presentes en el grano de maíz se concentran tres veces. La cantidad de micotoxinas presentes en los DDGS recientemente obtenidos están por lo tanto directamente relacionadas a la concentración presente en el grano que le dio origen. Esto ha llevado a que exista preocupación en los productores y nutricionistas que quieran incluir DDGS en las dietas del ganado. Los resultados analíticos de 346 muestras de DDGS demuestran que el riesgo es mucho menor con los DDGS que con el grano de maíz y aún el ensilaje. Solamente la aflatoxina B1 se detectó en las muestras y a una concentración promedio de 0.5 ppb, significativamente menor que el promedio obtenido para el grano de maíz. La mayor concentración registrada fue de 3.5 ppb, muchas veces menor que la obtenida para el grano de maíz (146 ppb). La concentración promedio de aflatoxina B1 en los DDGS fue la mitad de la observada en el ensilaje y el máximo fue también menor a la mitad observada en el ensilaje. La concentración de DON fue en promedio de 2.4 ppm con un máximo de 4.8 ppm. Estos valores concuerdan con lo reportado por Garcia et al. (2008) quienes sugirieron usar al DON como marcador para la contaminación por micotoxinas en los DDGS. Es muy probable que la explicación para la menor concentración de aflatoxinas en los DDGS sea debido a las medidas estrictas de control de calidad de las bio-refinerías que no permiten el ingreso de grano contaminado al proceso de fermentación.

Grano seco de destilería
Item n Promedio
Rango normal
PPB aflatoxina B1 346 0.54 0.00 3.47
PPM vomitoxina 346 2.38 0.00 4.81
Source: Dairy One. Accumulated crop years: 5/1/2000-4/30/2016

 

Harina de soya

Se reportaron solo 20 análisis de harina de soya. Es interesante puntualizar que la harina de soya no es a menudo considerada riesgosa para la contribución de micotoxinas a las dietas del ganado. Sin embargo, las muestras analizadas de harina de soya tuvieron en promedio 6.2 ppb de aflatoxina B1. Esto es cerca de 6 veces más que la concentración en el ensilaje de maíz y 12 veces más que en los DDGS. El valor máximo observado fue también para la aflatoxina B1 con 24.6 ppb, tres veces superior al ensilaje y significativamente superior a los DDGS. Sin embargo, como la harina de soya es incluida a bajas concentraciones (4.1 % de la dieta en este ejemplo) su contribución a la totalidad de la dieta es de poca relevancia, siendo de 0.37 ppb y 1 ppb para el promedio y el valor más elevado de aflatoxina B1, respectivamente. Los valores de DON en la harina de soya fueron sumamente bajos.

Harina de Soya
Item n Promedio
Rango normal
PPB aflatoxina B1 20 6.17 0.00 24.62
PPB aflatoxina B2 20 0.84 0.00 3.56
PPB aflatoxina G1 20 0.33 0.00 1.78
PPM vomitoxina 20 0.21 0.00 1.14
Source: Dairy One. Accumulated crop years: 5/1/2000-4/30/2016

 

Semilla de algodón

Si bien la semilla de algodón no fue incluida en esta dieta, a menudo se la incluye en las raciones de vacas lecheras por ser una buena fuente de proteína, energía y fibra efectiva. Sin embargo, del punto de vista de su concentración en micotoxinas, la semilla de algodón puede ser uno de los alimentos más riesgosos. De acuerdo a los 62 análisis realizados entre 2000 y 2016 por el laboratorio Dairy One el promedio de aflatoxina B1 fue de 26 ppb con un máximo de 188 ppb. Esta concentración fue cerca de un 50% superior al promedio del maíz y 29% superior al máximo valor reportado para el mismo grano. Si esta semilla de algodón se hubiera incluido al 6% de la materia seca de la dieta habría contribuido 1.6 ppb and 11 ppb para las concentraciones promedio y altas de aflatoxina B1, respectivamente. En una dieta prácticamente libre de micotoxinas estas concentraciones no revestirían mayor preocupación, pero ciertamente podrían volcar la balanza si los valores totales estuvieran cerca de concentraciones toxicas.

Semilla de algodón
Item n Promedio
Rango normal
PPB aflatoxina B1 62 26.00 0.00 188.03
PPB aflatoxina B2 62 2.78 0.00 19.40
PPM vomitoxina 62 0.03 0.00 0.20
Source: Dairy One. Accumulated crop years: 5/1/2000-4/30/2016

 

Alimentos con alta humedad

El maíz de alta humedad es uno de los alimentos más comúnmente usados en granjas de los EEUU. Otros subproductos de alta humedad son también incluidos a menudo en las dietas del ganado, cuando la distancia hasta el proveedor no incrementa en exceso el costo de transporte. Estos alimentos ofrecen ventajas ya que por lo general son palatables y ayudan a condicionar las dietas secas, ayudando a reducir la selección animal y pérdidas de alimento. Dentro de los subproductos húmedos que con mayor frecuencia se usan en la alimentación del ganado figuran los granos de destilería, la borra de cervecería y el gluten feed de maíz.

Maíz de alta humedad

El valor promedio de aflatoxina B1 para el maíz de alta humedad fue casi la mitad (8.68 ppb) comparado con el observado en el grano seco de maíz (17.38 ppb). De forma similar, su valor más alto en aflatoxina B1 fue 42% menos comparado con el más alto del grano seco de maíz (102.77 ppb vs.145.85 ppb). El contenido en vomitoxina, sin embargo, mostró una tendencia opuesta ya que el grano húmedo tenía mayor concentración (2.63 ppm promedio; 6.40 ppm alto), comparado con el grano seco de maíz (0.96 ppm promedio; 3.63 ppm alto).

Maíz de alta humedad
Item n Promedio
Rango normal
PPB aflatoxina B1 469 8.68 0.00 102.77
PPB aflatoxina B2 469 0.49 0.00 6.04
PPB aflatoxina G1 469 0.95 0.00 13.04
PPB aflatoxina G2 469 0.04 0.00 0.73
PPM vomitoxina 469 2.63 0.00 6.40
Source: Dairy One. Accumulated crop years: 5/1/2000-4/30/2016

 

Grano húmedo de destilería

Es el co-producto que se obtiene luego de la fermentación y antes de secarlo para obtener los DDGS. Dependiendo de la bio-refinería existen al menos dos productos disponibles en el mercado. Uno es el grano de destilería húmedo (cerca de 65 % de humedad), el otro es el grano de destilería “modificado” (50% de humedad) el cual ha sido secado parcialmente. En algunas regiones se los conoce indistintamente como “torta” por lo que es importante que los productores de ganado y los nutricionistas estén seguros de cuál es el producto que están manejando al balancear las dietas. El grano de destilería analizado por el Dairy One fue el producto húmedo “verdadero”, obtenido luego del proceso de fermentación con un contenido en humedad del 65%. Como es dable de esperar para un producto húmedo de maíz su concentración en aflatoxinas fue en promedio 3 veces superior al DDGS (1.80 ppb vs. 0.54 ppb), pero la concentración de DON fue casi la mitad (1.30 ppm promedio; 2.5 ppm alto) comparado con los DDGS (2.38 ppm promedio; 4.81 ppm alto). Es probable que la acidez del producto húmedo (cerca de pH 4) tal como sale de la planta tenga algún efecto inhibidor selectivo sobre hongos que producen DON.

Grano húmedo de destilería
Item n Promedio
Rango normal
PPB aflatoxina B1 724 1.80 0.00 6.50
PPM vomitoxina 724 1.30 0.00 2.50
Source: Dairy One. Accumulated crop years: 5/1/2000-4/30/2016

 

Borra de cerveza

En algunas regiones la borra de cerveza es un alimento muy popular. Es una buena fuente de proteína (cerca del 24 % PB), muy palatable para el ganado. Su alto contenido en agua (cerca del 75%) hace que su transporte sea a veces anti-económico dependiendo de la distancia desde la cervecería. Un número limitado de muestras (n= 16) se analizaron en esta base de datos. Los valores tanto para aflatoxina B1 y vomitoxina fueron bajos comparados con otros alimentos.

Borra de cerveza
Item n Promedio
Rango normal
PPB aflatoxina B1 16 1.08 0.00 2.97
PPM vomitoxina 16 0.52 0.00 0.90
Source: Dairy One. Accumulated crop years: 5/1/2000-4/30/2016

 

Gluten feed húmedo

Los procesos de la molienda húmeda son considerablemente diferentes que los de la molienda seca (plantas de etanol). Esto resulta en co-productos de perfiles nutricionales diferentes. El gluten feed de maíz está compuesto principalmente de la porción del grano una vez que se le quita el almidón, el gluten y el germen. Se lo produce combinando lo que queda del afrecho de maíz con el jarabe y se vende tanto seco como húmedo. Su composición en nutrientes varía según las diferentes plantas, dependiendo de la concentración y el tipo de jarabe agregado al afrecho. Hubo solamente 17 muestras en esta base de datos. E l gluten feed húmedo tuvo una concentración de aflatoxina B1 solamente superada por el maíz tanto para el promedio (5.59 ppb vs. 8.68 ppb) como el valor máximo (13.10 ppb vs. 102.77 ppb). El contenido en vomitoxina fue el mayor de los alimentos húmedos, con un promedio de 3.78 ppm y máximo de 13.10 ppm.

Gluten feed húmedo
Item n Promedio
Rango normal
PPB aflatoxina B1 17 5.59 0.00 24.14
PPM vomitoxina 17 3.78 0.00 13.10
Source: Dairy One. Accumulated crop years: 5/1/2000-4/30/2016

 

Ración total

La aflatoxina B1 es considerada el agente carcinogénico natural más potente que existe. Si bien los microorganismos del rumen pueden degradar hasta cerca del 42% de la misma, son también capaces de producir aflatoxicol. Otro metabolito, la aflatoxina M1, se produce a partir de la B1 en el hígado y puede llegar al rumen a través de la circulación rumen-hepática. La toxicidad del aflatoxicol y la M1 es similar a la de la B1 y son ambo absorbidos fácilmente en el intestino. Por lo tanto, aun cuando la B1 es degradada en el rumen a aflatoxicol y transformada en el hígado al metabolito M1, el resultado de la toxicidad va a ser similar. El metabolito M1 circula del hígado a la sangre y termina en la leche o la orina.

Las contribuciones promedio y máxima de micotoxinas a la dieta de la vaca lechera de este ejemplo se observan en el gráfico 1. La semilla de algodón se incluyó al 6% (3.6 lbs/vaca/d) de la materia seca de la ración a título ilustrativo. El alimento más riesgoso por su contribución de aflatoxina B1 tanto para el promedio como para las concentraciones máximas fue el grano de maíz, seguido por la semilla de algodón y luego el ensilaje. El alimento más seguro fue la harina de soya debido a su baja inclusión en la dieta. Cuando los DDGS se incluyeron a un máximo del 20% de la dieta su contribución de micotoxinas no fue significativa comparado con el grano de maíz, el ensilaje y la semilla de algodón, aun a las concentraciones más altas reportadas.

Para una concentración promedio en micotoxinas en cada alimento similar a las reportadas en este grupo de datos de Dairy One, una ración como la del ejemplo tendría 5.57 ppb de aflatoxina B1 y 1.44 ppm de DON. La concentración de aflatoxina B1 podría incrementarse a 49.5 ppb cuando los valores reportados para estos alimentos individuales fueran los máximos. De forma similar, los valores de DON podrían ir de 1.44 ppm con concentraciones promedio de esta micotoxina, a 4.9 ppm cuando los valores fueran extremos.

La FDA ha establecido “niveles de acción” para la aflatoxina B1 y el DON en vacas lecheras en lactancia que son 20 ppb y 5 ppm para las aflatoxinas B1, y el DON, respectivamente. Si los DDGS suplementados al 20 % tuvieran el valor máximo observado para la aflatoxina B1, el total en una ración “promedio” aumentaría en 3 ppb, llegando a 8.57 % aún muy por debajo de los niveles de 20 ppb sugeridos por la FDA. Los únicos alimentos que podrían aumentar significativamente los valores de aflatoxina B1 por encima de las sugerencias de la FDA serían el grano de maíz y el ensilaje de maíz muy contaminado por hongos. Con el grano de maíz contaminado a los niveles más altos encontrados, y los otros alimentos a concentraciones promedio, la aflatoxina B1 de la dieta sería de 38.4 ppb. Esto sugiere que, si la adición de DDGS resulta en síntomas de aflatoxicosis, entonces era la ración total la que ya tenía concentraciones de aflatoxina B1 extremadamente altas. Una conclusión similar es válida para el DON; si los valores analíticos máximos reportados se computan en esta ración, el total de DON llega a 4.9 ppm, justo por debajo de los 5 ppm sugeridos por la FDA para raciones completas. Los únicos alimentos que tienen la combinación necesaria de alta concentración y alta tasa de inclusión para aumentar la concentración de la ración más allá de los “niveles de acción” de la FDA son el grano y el ensilaje de maíz.

Cómo manejar alimentos contaminados con micotoxinas

Las vacas lecheras en buen estado de salud resisten por lo general niveles moderados de hongos en el alimento a no ser que se encuentren con su inmunidad deprimida. Cualquier estrés que comprometa la función inmune aumenta la susceptibilidad a las micotoxicosis. Las aflatoxinas han demostrado efectos de inmunosupresión. Los efectos descriptos son reducción en la síntesis de proteína celular, inmunidad celular mediada, y producción de anticuerpos. Es por lo tanto muy importante estimular el sistema inmunitario del animal, además de instaurar las acciones necesarias para disminuir la concentración de micotoxinas. La estimulación del sistema inmune puede lograrse disminuyendo el estrés general y suplementando la dieta con antioxidantes (ej. selenio, vitaminas A y E, beta carotenos, etc.) los cuales son potencialmente muy eficaces por su habilidad de actuar sobre radicales superóxidos (Galvano et al. 2001).

Si las aflatoxinas constituyen un problema, la absorción de las toxinas puede reducirse agregando al grano agentes anti-apelmazado tales como la bentonita, aluminosilicatos hidratados de calcio y sodio, o un cultivo celular de levaduras. Estos agentes adsorbentes secuestran las micotoxinas del alimento, reduciendo su bio-disponibilidad y aumentando su excreción en las heces (tabla 1). Las ventajas de los agentes adsorbentes son su costo, seguridad, y facilidad de inclusión. Sin embargo, parece que los agentes del tipo de la arcilla son efectivos solamente contra las aflatoxinas. Aun con experimentos recientes que demuestran la efectividad de su uso los agentes adsorbentes no han sido aprobados por la FDA para ser usados con este fin.

El zarandeado para separar el grano de los deshechos y cáscaras es una práctica eficaz para reducir la concentración de micotoxinas a niveles que no signifiquen un riesgo. En ensayos realizados en el Virginia Polytechnic Institute (Harper et al. 2006) el zarandeado mecánico del maíz redujo la concentración en aflatoxinas del maíz contaminado. Las muestras de una tolva fueron recogidas con caladores a profundidades de 3, 9, y 15 pies. Las muestras se sacudieron mecánicamente para separar todo lo que no fuera grano entero. La concentración de aflatoxinas en la fracción de grano entero fue 86–89% más baja que en el polvillo. La concentración total y la concentración el polvillo fueron mayores en las muestras recogidas a 3 pies que aquellas recogidas a mayor profundidad. La diferencia en la concentración de aflatoxinas en distintos sectores dentro de una tolva subraya la importancia de tomar muestras representativas al analizar las concentraciones en micotoxinas.

Tabla 1. Productos anti-apelmazado y su efecto sobre la concentración de micotoxinas en la dieta de vacas lecheras

Nombre comercial Ingrediente activo % de la MS % de adsorción
1. Flow Guard® Bentonita (Na) 1 65
1. Astra-Ben-20® Bentonita (na) 0.05 61
1. MTB-100® Glucomanano esterificado 1 59
1. Mycosorb® Bentonita (Na) 1 50
1. RedCrown® Bentonita (Ca) 0.25 31
1. SA-20® Carbón activado - NS
2. Solis® Silicato de alumbre (Ca y Na) 0.5 45
2. NovasilPlus® Silicato de alumbre (Ca y Na) 0.5 46
Efectos reportados sólo para aflatoxinas. 1. Diaz et al 2004. 2. Kurtz et al.2009

 

 

PARA TRABAJAR CON ALIMENTOS CONTAMINADOS CON MICOTOXINAS

  1. Prevención es clave. Agregar conservantes o inoculantes cuando sea necesario.
  2. Limpiar el polvo de las tolvas antes de agregar el grano de una nueva cosecha.
  3. Prácticas óptimas de manejo a la cosecha, almacenamiento y suministro del alimento.
  4. Analizar el grano para determinar micotoxinas presentes y su concentración.
  5. Zarandear el grano para reducir contaminantes o mezclar con grano limpio.
  6. Reducir el estrés animal con un manejo y confort adecuados.
  7. Incluir antioxidantes como vitamina E y selenio en la dieta
  8. "Dilución puede ser la solución": mezclar grano afectado con grano "limpio"
  9. Considerar el uso de agentes anti-apelmazado durante el suministro del alimento.
  10. Siempre recordar que más de un alimento puede contribuir micotoxinas.

Literatura citada:

  • Dairy One Analytical Services. Ithaca, NY.
  • Diaz, D. E., W. M. Hagler Jr., J. T. Blackwelder, J.A. Eve, B. A. Hopkins, K. L. Anderson, F. T. Jones, and L. W. Whitlow. 2004. Aflatoxin Binders II: Reduction of aflatoxin M1 in milk by sequestering agents of cows consuming aflatoxin in feed. Mycopathologia. Vol. 157, Number 2 pp. 233-241.
  • Kutz, R. E., J. D. Sampson, L. B. Pompeu, D. R. Ledoux, J. N. Spain, M. Vázquez-Añón and G. E. Rottinghaus. 2009. Efficacy of Solis, NovasilPlus, and MTB-100 to reduce aflatoxin M1 levels in milk of early to mid lactation dairy cows fed aflatoxin B1 J. Dairy Sci. 2009. 92:3959-3963.
  • Galvano F., A. Piva, A. Ritieni, and G. Galvano. 2001. Dietary Strategies to Counteract the Effects of Mycotoxins: A Review. Journal of Food Protection®, Volume 64, Number 1 pp. 120-131(12) Publisher: International Association for Food Protection.
  • Garcia, A., Kalscheur, K., Hippen, A., Schingoethe, D., and K, Rosentratr. 2008. Mycotoxins in Corn Distillers Grains: A concern in ruminants? SDSU Extension Extra 4038.
  • Harper, A., J. Zhao, J. B. Meldrum, and M. J. Estienne. 2006. Impact of sample collection location and grain fraction when assessing corn for aflatoxin contamination Journal of Swine Health and Production: pp. 152.
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