Alternativas para a descontaminação de micotoxinas na indústria avícola

Resíduos Agrícolas como alternativa para a descontaminação de micotoxinas na indústria avícola.

Uma deficiência na área de alimentação animal, como a presença de micotoxinas na ração, pode causar perdas econômicas significativas no sistema de produção animal e, portanto, considerando que a avicultura está dentro deste sistema, ela pode ser igualmente afetada por estas toxinas.

Por esta razão, nos últimos anos, tem sido demonstrado grande interesse no estudo dos adsorventes orgânicos que sejam seguros, rentáveis e eficazes.

Existem inúmeros adsorventes orgânicos (fibras vegetais, leveduras e extratos de parede celular bacteriana) que se mostram promissores em sua eficácia de adsorção de micotoxinas (in vitro e in vivo), embora poucos tenham sido investigados em modelos in vivo.

A tecnologia de bioadsorção tem sido considerada uma alternativa ideal e sustentável, uma vez que podem ser utilizados diversos materiais, que são considerados como:

Resíduos agrícolas: palha, cascas de nozes, avelãs, amêndoas e coco, sementes e polpa de frutas, espigas de milho, ervilhas, etc.,

Fibras micronizadas que podem ser obtidas de diversos materiais vegetais como trigo, cevada, alfafa, aveia e casca de ervilha, entre outros.

Esses materiais se caracterizam pela alta eficiência na remoção de determinadas micotoxinas, baixo custo, níveis mínimos de inclusão e também evitam a redução do valor nutricional da ração.

Foi assim que Avantaggiato et al. (2014) utilizaram bagaço de uva (casca e polpa) como adsorvente de multimicotoxinas em modelo in vitro.

Nesta pesquisa foi utilizada uma mistura de micotoxinas composta por:

Aflatoxina B1 (AFB1)

Zearalenona (ZEA)

Ocratoxina A (OTA)

Fumonisina B1 (FB1)

Deoxinivalenol (DON)

*A uma concentração de 1 μg/mL de cada toxina.

Os experimentos de adsorção de micotoxinas foram realizados a uma temperatura de 37°C e vários parâmetros foram avaliados como: o efeito do tamanho das partículas, o tempo de contato entre o bioadsorvente e as micotoxinas, o pH do meio e a dose do bioadsorvente.

RESULTADOS

 

Foi relatado que a adsorção de micotoxinas aumentou gradualmente com a diminuição do tamanho das partículas (<500 um);

Entretanto, os cinco diferentes tamanhos de partículas avaliados adsorveram quantidades significativas de AFB1, ZEA, OTA e FB1, enquanto a adsorção de DON foi insignificante.

Os valores máximos de adsorção registrados para AFB1, ZEN, OTA e FB1 foram 82%, 70%, 61% e 28%, respectivamente.

O estudo do efeito do tempo de contato entre o bioadsorvente e as micotoxinas foi realizado durante um período de 2 horas.

A adsorção de AFB1, ZEA, OTA e FB1 foi rápida nos estágios iniciais de contato, posteriormente foi mais lenta ao se aproximar do equilíbrio.

50% da adsorção ocorreu durante os primeiros 3 minutos e a adsorção máxima foi alcançada aos 15 minutos.

A adsorção de micotoxinas foi altamente dependente do pH; Quanto à adsorção de AFB1 e ZEA, observou-se que o potencial de adsorção do bioadsorvente foi estável apesar da variação do pH (de 3 a 9);

Porém, a mudança de pH afetou a adsorção em termos de OTA e FB1.

ESTUDO DE SUBPRODUTOS AGRÍCOLAS COMO BIOADSORVENTES

 

Greco et al. (2019) realizaram um estudo in vitro com 51 subprodutos agrícolas, a fim de testá-los como bioadsorventes de micotoxinas (AFB1, ZEA, OTA e FB1), na concentração de 1 μg/mL de cada toxina.

Alguns dos subprodutos testados foram:

• Lentilhas,
• Grão de bico,
• Favas,
• Folhas de cebola e couve-flor
• Caules de brócolis,
• Aspargos e aipo,
• Bulbos de cebola e erva-doce
• Casca de feijão, batata e tomate,
• Casca de amêndoa,
• Resíduos de alcachofra.

RESULTADOS DOS 51 SUBPRODUTOS

Desses 51 subprodutos, três foram selecionados como promissores bioadsorventes de micotoxinas (bagaço de uva, resíduos de alcachofra e cascas de amêndoa), pois os bioadsorventes registravam altos teores de lignina e polifenóis.

Destes três, destacou-se a eficácia de adsorção para as seguintes micotoxinas:

AFB1, ZEA e OTA, sem serem afetados pelo pH do meio (7 e 3); Porém, a adsorção foi afetada pelo pH do meio para FB1, que foi absorvido em menor extensão.

A micotoxina que não foi adsorvida pelos subprodutos testados foi o DON.

A maior porcentagem de adsorção foi em pH 7 e para:

• O bagaço de uva foi:AFB1 (94%), ZEA (84%), OTA (80%) y FB1 (35%);
• Os resíduos de alcachofra foram: AFB1 (55%), ZEA (89%), OTA (3%) y FB1 (1%) y;
• A casca da amêndoa foi: AFB1 (87%), ZEA (76%), OTA (18%) y FB1 (20%).

ESTUDO DE CAROÇO DE AZEITONA E CAULE DE UVA

 

Fernandes et al. (2019), realizaram um estudo in vitro com bagaço de azeitona e caule de uva (20 mg/mL) como bioadsorventes de AFB1, OTA e ZEA.

RESULTADOS

Em todos os pHs testados (2, 5, 7 e 8), foram alcançadas altas porcentagens de adsorção para:

AFB1 (bagaço de azeitona, 74%; engaços de uva, 96%)

ZEA (bagaço de azeitona, 93%; engaços de uva, 99%)

Porém, a OTA foi a micotoxina que apresentou menor percentual de adsorção em pH elevado, embora tenha adsorvido bem em pH 2.

PESQUISA DA CASCA DE BANANA COMO BIOABSORBENTE

 

Shar et al. (2016), utilizaram casca de banana (60 mg/mL) como novo bioadsorvente para micotoxinas: aflatoxinas (AFB1, AFB2, AFG1 e AFG2) e OTA na concentração de 0,5 μg/mL de cada toxina.

A capacidade de adsorção da casca de banana aumentou em aumentar o pH do meio.

A menor porcentagem de adsorção de aflatoxina foi em pH 3 com 24,9% e a máxima foi em pH 9 com 74,6% para AFB1.

A OTA não foi adsorvida em nenhum valor de pH.

AVALIAÇÃO DE ADSORÇÃO DA CASCA DE DURIÃO

 

Adunphatcharaphon et al. (2020), avaliaram a capacidade de adsorção da casca de durião (Durio zibthinus) a 0,5% (p/v).

EXPERIMENTO

A casca de durião foi tratada com ácido para aumentar a adsorção contra as micotoxinas AFB1, OTA, ZEA, DON e FB1.

Que estavam em solução com 1 μg/mL de cada toxina.

Utilizando um modelo in vitro que simulou determinadas condições do TGI.

RESULTADOS

Os autores relataram que a casca tratada com ácido apresentou a maior capacidade de adsorção de micotoxinas: AFB1 (98,4%), ZEA (98,4%), OTA (97,3%), FB1 (86,1%) e ; DON (2%).

DIETA CONTAMINADA COM AFB1: DESEMPENHO DE 3 BIOADSORVENTES

 

Nosso grupo de pesquisa realizou um estudo utilizando uma dieta contaminada com AFB1 (100 μg de AFB1/kg), à qual foram adicionados três bioadsorventes diferentes a 1,5% (m/m):

• Casca de banana
• As folhas de piracanta (Pyracantha koidzumii)
• Aloe vera em pó

*Para adsorver AFB1 em um modelo in vitro, o que simula as condições do TGI das aves.

RESULTADOS

Zavala-Franco et al. (2018) relataram que o maior valor de adsorção de AFB1 foi em pH 7 com 69%, 46% e 28% para babosa, folhas de Pyracantha e casca de banana, respectivamente.

Atribui-se que a adsorção de AFB1 foi realizada devido à presença de numerosos grupos funcionais como hidroxila, carboxila, amida, fosfato e cetona.

ESTUDO SOBRE O POTENCIAL DE ADSORÇÃO DE PIRACANTA

 

Outro trabalho realizado pela nossa equipe de pesquisa focou no estudo do potencial de adsorção de piracanta (Pyracantha koidzumii) contra aflatoxinas (AFB1 e AFB2) na concentração de 100 ng/mL.

Ramales-Valderrama et al. (2016), utilizaram as folhas e frutos desta planta a 0,5% (p/v) e os resultados foram:

As maiores porcentagens de adsorção foram de 86% e 82% utilizando folhas e folhas + frutos, respectivamente.

Quando foram utilizadas bagas, a adsorção de AFB1 foi significativamente menor (46%).

TRABALHO DE ADSORÇÃO COM FOLHAS DE ALFACE, CAVALINHA E FOLHAS DE PIRACANTA

 

Recentemente, o grupo de trabalho conduziu outros estudos in vitro utilizando folhas de alface (Lactuca sativa L.), cavalinha (Equisetum arvense L.) e piracanta (Pyracantha koidzumii) em baixos níveis de inclusão (0,1%) e 0,5% p/v) , contra a adsorção de AFB1 (190 ng/mL), em modelo que simulou determinadas condições do trato gastrointestinal, TGI, de aves.

RESULTADOS

Nava-Ramírez et al. (2021), , relataram que o bioadsorvente à base de alface no nível de inclusão de 0,1%, em pH 7 apresentou o melhor percentual de adsorção de AFB1 (95%), em comparação com cavalinha (71%) e espinheiro (63%).

Atribui-se que a adsorção de AFB1 pela alface é baseada em um conjunto de interações entre a molécula de AFB1 e;

O bioadsorvente por meio de interações físico-químicas como eletrostática, interações π-π, ligações de hidrogênio e formação de complexos AFB1-clorofila.

TRABALHO SOBRE BIOADSORVENTES PREPARADOS ECOLOGICAMENTE

 

O trabalho mais recente realizado pelo nosso grupo de pesquisa baseou-se na utilização de dois bioadsorventes preparados ecologicamente a partir de resíduos de couve (Brassica oleracea L.) e alface (Lactuca sativa L.).

Vázquez-Durán et al. (2021), utilizaram um modelo dinâmico in vitro que simulou as condições do TGI das aves;

Os bioadsorventes foram utilizados a 0,5% (m/m) em dieta contaminada com AFB1 (100 μg de AFB1/kg).

RESULTADOS

O bioadsorvente preparado a partir de couve teve percentual de adsorção de 93,6% e o de alface foi de 83,7%.

Foi elucidado que, se os bioadsorventes contiverem um elevado número de grupos hidrofóbicos (metílicos e aromáticos), como é o caso da couve, a eliminação de AFB1 é mais eficiente.

Além disso, foi demonstrado que a clorofila tem a capacidade de formar complexos AFB1-clorofila, portanto, um elevado teor de clorofila nos bioadsorventes melhorará significativamente a adsorção de AFB1.

CONCLUSÃO

 

Levando em consideração esses resultados, conclui-se que os subprodutos agrícolas poderiam atuar como alternativas para adsorventes de micotoxinas eficazes e de baixo custo, em comparação com adsorventes inorgânicos.

Os bioadsorventes apresentam potencial significativo de adsorção de micotoxinas em modelos in vitro que simulam as condições do TGI das aves (eficácia em uma ampla faixa de pH e temperatura).

Os bioadsorventes são constituídos principalmente por celulose, lignina, hemicelulose, pectina, lipídios, entre outros compostos ricos em diferentes grupos funcionais responsáveis pela ligação com micotoxinas.