17 Feb 2022
Los hongos Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus se han convertido en una seria preocupación relacionada con la seguridad alimentaria debido a su capacidad para producir aflatoxinas tóxicas para humanos y animales.
Cuando los animales ingieren aflatoxinas, inducen trastornos inmunológicos, pérdida de peso y afectan su crecimiento y productividad.
Se han utilizado varios métodos para prevenir y controlar las infecciones por hongos en el maíz durante el período de manejo y almacenamiento post-cosecha. La aplicación de fungicidas es uno de los métodos más comunes para controlar los hongos en el cultivo ya que es relativamente económico.
Otro método alternativo para reducir la contaminación por hongos y al mismo tiempo controlar las aflatoxinas en el maíz es el uso de ozono gaseoso.
 Se ha informado sobre la eficacia del ozono para vencer a los microbios en productos agrícolas, incluidas bacterias, hongos, virus y esporas de hongos/bacterias. |
Muchos estudios han demostrado que el ozono gaseoso es bastante efectivo para reducir la contaminación de hongos y micotoxinas en los granos. La penetración y adsorción del ozono depende de:
Estudios previos informaron que el ozono podría inactivar el 96% de las esporas de hongos en la cebada (Allen et al., 2003) y disminuir el 100% de Aspergillus sp. y Penicillium sp. en arroz (Santos et al., 2016).
Algunas de las ventajas del ozono son que no deja residuos y no provoca cambios nutricionales en el producto. [registrados]
El mecanismo del ozono para reducir las infecciones fúngicas totales ocurre a través de la oxidación progresiva de los componentes celulares. El ozono reacciona con una capa de proteína protectora del material genético de los microorganismos para inhibir rápidamente el crecimiento y reducir la población microbiana en el producto.
Se informó que, a su vez, el ozono oxida los ácidos grasos poliinsaturados o los grupos sulfhidrilo y los aminoácidos de enzimas, péptidos y proteínas en fragmentos moleculares más cortos. Además, también podría degradar las paredes celulares de los microorganismos (El-Desouky et al., 2012).
Otro estudio afirmó que el ozono puede reducir la germinación de las conidias y causar cambios en la morfología de las hifas, lo que resulta en un deterioro del crecimiento e incluso la muerte de los hongos (Savi et al., 2015).
Este trabajo se realizó para investigar el potencial del ozono en la prevención de ataques de hongos y la formación de aflatoxinas en el maíz, asegurando que la calidad del maíz se pueda mantener durante el período de almacenamiento.
Materiales y métodos
El diseño experimental utilizado en este estudio fue un diseño completamente al azar con dos factores de tratamiento:
Los parámetros de calidad del maíz observados incluyeron:
Resultado y discusión
Los resultados mostraron que el tratamiento con ozono tuvo un efecto en la reducción de la contaminación total por hongos y aflatoxinas en el maíz, sin embargo, no tuvo ningún efecto sobre el contenido de humedad, los granos mohosos y los granos de maíz dañados.
El efecto óptimo se obtuvo cuando la ozonización se realizó a una temperatura de 20°C durante 60 minutos de exposición.
El aumento de las infecciones fúngicas totales indicó que el Aspergillus flavus que se agregó al maíz puede crecer y desarrollarse muy bien dentro de los granos durante el período de incubación de 14 días.
Mientras tanto, durante el período de incubación, Aspergillus flavus estuvo influenciado por muchos factores, como el contenido de humedad, el oxígeno, la luz, la temperatura, la humedad y la presencia de otro hongo, así como de macroelementos (carbono, nitrógeno, fósforo, potasio y magnesio) y también microelementos (hierro, zinc, cobre, manganeso y molibdeno).
Este hongo requiere una temperatura más alta, pero tiene la capacidad de adaptarse a una actividad de agua más baja (aw) con una aw mínima de 0,78 y de crecer de manera óptima con una aw de 0,99.
Eficacia de la ozonización en la calidad del maíz
Se observó la calidad física y microbiológica del maíz para descubrir los efectos de la exposición al ozono gaseoso en los cambios de calidad del maíz.
Las cualidades físicas observadas incluyeron el contenido de humedad, granos mohosos y granos dañados, mientras que la calidad microbiológica observada incluyó las infecciones fúngicas totales y las aflatoxinas.
Hongos totales: El análisis de varianza sobre el total de infecciones fúngicas mostró que la temperatura, el tiempo de exposición al ozono y su interacción tuvieron un efecto significativo sobre el total fúngico con un valor de p<0,05.
Los resultados de la prueba de Tukey mostraron que hubo diferencias significativas en todos los tratamientos. Esto demostró que las infecciones fúngicas totales disminuyeron junto con la caída de la temperatura y el aumento del tiempo de exposición.
El tratamiento con ozono a 20°C y durante 60 minutos mostró la mayor reducción de infecciones fúngicas totales (Cuadro 4). El nivel de reducción estuvo estrechamente relacionado con el efecto de la temperatura en la vida media del ozono, donde el ozono tiene una vida media más larga a bajas temperaturas que a temperaturas más altas.
El tiempo de exposición también afectó la reducción de las infecciones fúngicas totales porque estuvo relacionado con la intensidad de oxidación entre el ozono y los hongos. Cuanto mayor el tiempo de exposición del ozono, mayor el proceso de oxidación.
La exposición al ozono a una temperatura de 0-20°C registró una mayor tasa de inactivación de esporas fúngicas que a una temperatura de 20-40°C (Allen et al., 2003).
La vida media del ozono se redujo significativamente en un 38% cuando la temperatura aumentó entre 4°C y 24°C y disminuyó en un 48% cuando la temperatura del ozono aumentó entre 24°C y 40°C (McClurkin et al., 2013).
La mayor reducción de infecciones fúngicas totales en maíz ozonizado en esta investigación fue de alrededor de 36,77%. Esto fue ligeramente diferente de los estudios anteriores, la mayoría de los cuales informaron que la reducción de hongos podría alcanzar el 63% para Aspergillus parasiticus, el 70% para Aspergillus sp. e incluso el 100% para Aspergillus flavus (Spanoghe et al., 2016; Santos et al., 2016; Savi et al., 2015).
Esto se debió a la diferencia en la concentración y el tiempo de exposición del ozono.
Aflatoxinas: El análisis de varianza de las aflatoxinas mostró que la temperatura, el tiempo de exposición al ozono y su interacción tenían un efecto significativo en AFB1, AFB2, AFG1, AFG2 y aflatoxinas totales con un valor de p<0,05.
Al igual que con las infecciones fúngicas, el tratamiento con ozono a 20°C y durante 60 minutos registró la mayor reducción de aflatoxinas:
Tabla1. Eficacia de la ozonización en el recuento (%) de hongos totales y de aflatoxinas en el maíz
El mecanismo de acción del ozono en la degradación de AFB1 y AFG1 implica una reacción electrofílica en el doble enlace C8-C9 del anillo de furano que provocó la formación de compuestos de ozónido. Luego, el compuesto se reorganizó en derivados de monozónidos, como aldehídos, cetonas, ácidos y dióxido de carbono, donde los nuevos compuestos no eran tóxicos.
Además de eso, se sabe que el ozono ataca directamente los dobles enlaces de las aflatoxinas y hace que se descompongan en ácidos orgánicos, aldehídos, cetonas y dióxido de carbono (Proctor et al., 2004).
Conclusión
En conclusión, el uso de ozono en granos con tiempos de exposición más prolongados no tiene efecto sobre su calidad nutricional, composición química y propiedades funcionales, por lo que es seguro usarlo en granos como maíz, maní, soya, arroz y trigo.
El efecto en la reducción de la contaminación por hongos y aflatoxinas en el maíz quedó demostrado en este trabajo.
El tratamiento con ozono gaseoso que mostró la mayor reducción de las colonias fúngicas totales y aflatoxinas totales fue a una temperatura de 20°C y tiempo de exposición de 60 minutos♦
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