La presencia de micotoxinas en los alimentos es un problema de seguridad alimentaria a nivel global, que afecta a la salud de los consumidores y a la economia internacional y que puede agravarse en el futuro próximo debido al cambio climático. En este contexto, las bacterias del ácido láctico (BAL) podrían ser de gran utilidad para inhibir o reducir el crecimiento de hongos y la producción de micotoxinas en cereales.

Micotoxinas en los alimentos

Las micotoxinas son un grupo amplio y diverso de metabolitos producidos por hongos filamentosos, que afectan a la seguridad alimentaria de cereales, legumbres, tubérculos o frutas, ya que algunas de ellas son tóxicas y tienen efectos adversos graves sobre la salud humana y animal.

La aparición de hongos toxigénicos y sus micotoxinas asociadas está estrechamente relacionada con factores climáticos, como la temperatura y la humedad,  por lo que se piensa que su prevalencia puede aumentar significativamente en el contexto del cambio climático. 

El estudio "Exploring the impact of lactic acid bacteria on the biocontrol of toxigenic Fusarium spp. and their main mycotoxins", realizado en la Universidad de Valencia por Eva M. Mateo, Andrea Tarazona, Rosa Aznar y Fernando Mateo, analiza las posibilidades de utilizar bacterias del ácido láctico (BAL) para inhibir el crecimiento de hongos y la producción de micotoxinas en alimentos. 

Aunque los hongos filamentosos pueden producir colectivamente cientos de micotoxinas, solo unas pocas están reguladas en la UE, la mayoría de ellas producidas por Fusarium spp. Por lo que el estudio se centra en hongos Fusarium spp. y sus toxinas más relevantes en términos de frecuencia, toxicidad aguda y/o crónica: los tricotecenos, las fumonisinas y la zearalenona.

Control biológico de las micotoxinas

Entre las estrategias para reducir los riesgos para la salud derivados de las micotoxinas se incluyen la prevención de la contaminación, mediante buenas prácticas agrícolas y de almacenamiento de la cosecha, y la descontaminación de los alimentos y piensos mediante enfoques físicos, químicos o biológicos. 

Las técnicas físicas incluyen entre otras el lavado, la extracción por solvente, la irradiación o la adsorción, mientras que entre los métodos químicos, se han probado agentes hidrolíticos (p. ej., ácidos, bases y aldehídos), agentes oxidantes (p. ej., ozono y peróxido de hidrógeno) y varios tipos de gases.

Sin embargo, según las autoras del estudio, los métodos de descontaminación basados en la biología ofrecen más ventajas que los métodos físicos y químicos, ya que son específicos, eficientes y más respetuosos con el medio ambiente.

Así, los métodos de biocontrol capaces de prevenir y controlar el crecimiento de hongos toxigénicos y la producción de micotoxinas en diferentes etapas de la cadena alimentaria están atrayendo una fuerte atención y, dentro de este enfoque, las bacterias del ácido láctico (LAB) podrían ser de gran utilidad. 

Bacterias ácido lácticas contra hongos

El objetivo de su estudio fue evaluar la actividad antifúngica de once cepas seleccionadas de bacterias ácido lácticas contra nueve de las especies toxigénicas más relevantes de Fusarium spp aisladas de cereales, y paralelamente evaluar su capacidad para eliminar o reducir las micotoxinas en medios contaminados.

Para ello, se realizaron bioensayos de cultivo dual, utilizando diferentes medios de cultivo a base de cereales, para promover la producción de micotoxinas por parte de los diferentes Fusarium spp. Los ensayos se realizaron a diferentes temperaturas, 20ºC, 25ºC y 30 °C, ya que la temperatura es un parámetro fundamental que afecta al crecimiento fúngico y a la producción de micotoxinas de diversas maneras. Estas temperaturas se seleccionaron teniendo en cuenta la temperatura media de las principales regiones productoras de cereales de España, y otros países, en la etapa de maduración de la cosecha.

La mayor susceptibilidad de Fusarium spp .frente a las cepas BAL se dio en F. oxysporum, seguido de F. culmorum y F. poae; F. sporotrichioides; F. langsethiae; F. proliferatum y F. graminearum; F. subglutinans y F. verticillioides.

Por otra parte, la eficacia general de las cepas BAL frente a Fusarium spp. fueron, de más a menos: L. mesenteroides ssp. mesenteroides (T3Y6b); P. pentosaceus (S11sMM1) y L. mesenteroides ssp. dextranico (T2MM3); L. paracasei ssp. paracasei (3T3R1); L. mesenteroides ssp. mesenteroides (M8MG2); P. pentosaceus (S1M4); P. pentosaceus (M9MM5b); L.brevis; C. farciminis y L. sakei ssp. carnoso (T3MM1 y T3Y2).

A pesar del uso de diferentes cepas y diferentes condiciones experimentales, los resultados obtenidos en el estudio colocan a las cepas de BAL probadas en una posición muy destacada y prometedora como agentes antifúngicos para el control de Fusarium spp toxigénicas, en comparación con estudios previos realizados con otras especies/cepas de LAB y otras especies/cepas de hongos. Por ejemplo, el crecimiento de F. oxysporum, un hongo con importante repercusión económica en la industria agroalimentaria, fue completamente inhibido en todos los tratamientos ensayados.

Control de micotoxinas

Para todas las cepas de BAL y bajo las condiciones de cultivo utilizadas, se asoció una disminución en el crecimiento fúngico con una reducción en la acumulación de micotoxinas en cultivos de Fusarium spp toxigénicas.

Cuando en los ensayos disminuyó el crecimiento de hongos, también disminuyó la producción de micotoxinas. Sin embargo, la reducción de las micotoxinas no se produjo siempre en la misma proporción. Esto sugiere que en el medio agar MRS las cepas de BAL ensayadas no solo producen metabolitos antifúngicos, sino que también podrían producir algunos metabolitos “antimicotoxinas”, o provocar modificaciones en el medio, que reducen la producción y/o la estabilidad de las toxinas de Fusarium spp. 

En conclusión, el estudio proporciona nuevos conocimientos sobre el potencial de las especies y cepas de BAL seleccionadas como agentes para el control biológico del crecimiento de nueve Fusarium spp toxigénicas, contaminantes relevantes de los cereales, y al mismo tiempo para reducir o inhibir totalmente la producción de las principales micotoxinas asociadas a estas especies. Se están realizando más estudios para identificar y cuantificar los posibles compuestos activos de las cepas de BAL utilizadas, así como los mecanismos involucrados en la inhibición del crecimiento fúngico y de la producción de micotoxinas, cuyo objetivo es diseñar una formulación adecuada para la gestión de este problema global de seguridad alimentaria.

Eva M. Mateo, Andrea Tarazona, Rosa Aznar, Fernando Mateo, Exploring the impact of lactic acid bacteria on the biocontrol of toxigenic Fusarium spp. and their main mycotoxins, International Journal of Food Microbiology, Volume 387, 2023