HONGOS ASOCIADOS A GRANO DE CEBADA Y SU IMPACTO EN LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA

María Cristina Julia Pérez-Reyes
Unidad de Investigación en Granos y Semillas, FESC, UNAM
crisp28@yahoo.com.mx

Resumen

La cebada se encuentra expuesta a la contaminación por una gran diversidad de microorganismos, entre ellos los hongos, desde su cultivo en campo, hasta su industrialización para consumo humano o animal, los cuales reducen su calidad sanitaria, fisiológica y valor económico. Por lo que el objetivo de este trabajo fue determinar la micobiota endógena y exógena asociada a granos de cebada destinados a la industria cervecera, maltera, alimentación humana y animal. La micobiota se determinó en 15 muestras de cebada: cuatro forrajeras, tres de grano malteado importado, cuatro de cebada maltera y cuatro de cebada perlada, por el método de placa agar; 100 granos fueron desinfectados con hipoclorito de sodio al 3% por un minuto y otros 100 sin desinfectar. Se sembraron e incubaron a 25 °C por 6 días. Los resultados mostraron en tres muestras de cebada forrajera procedentes de Puebla e Hidalgo, una mayor incidencia endógena de hongos de campo, correspondientes a Fusarium y Alternaria. La presencia de hongos de almacén como Aspergillus flavus, Penicillium spp. y deterioro avanzado principalmente Mucor, Rhizopus y Aspergillus niger, fue más evidente en la micobiota exógena como se encontró en la muestra forrajera de Tlaxcala (Penicillium 94 UFC), en los granos malteados importados de EU (35 UFC Penicillium, 3 UFC A. flavus y 14 de deterioro avanzado), en la cebada maltera (Penicillium 94 UFC y menor presencia de A. flavus) de Tlaxcala, así como, en una muestra de cebada perlada envasada (104 UFC la mayoría de Penicillium y menor frecuencia de A. flavus). La identificación de estos hongos en el grano de cebada es relevante, ya que permite conocer el manejo que se le ha dado a este grano desde su cosecha, transporte, almacenamiento y distribución. Con ello se puede inferir si el grano es de reciente cosecha o si ha sido almacenado en condiciones inadecuadas lo cual reducirá su calidad sanitaria.

Palabras clave: cebada, calidad, micobiota, micotoxinas.

Introducción

La cebada en México tiene gran importancia socioeconómica, es un producto estratégico y materia prima indispensable para la industria maltera (69%), forrajera (31%) y en menor proporción para la industria alimentaria como harina, semolina, malta de cebada, jarabes, edulcorante y la forma más popular en cebada perlada. Las principales zonas productoras de cebada en México se encuentran en el Altiplano Central, principalmente en los estados de Hidalgo, Tlaxcala, Estado de México y Puebla, en donde se siembra cebada principalmente de temporal y en el Bajío es de riego. El deterioro ocasionado por hongos en granos de cebada durante su formación en el campo y almacenamiento, es una de las principales causas de reducción de su calidad sanitaria y fisiológica provocando severas pérdidas económicas cualitativas y cuantitativas al reducir su germinación, tamaño, endurecimiento, pérdida de peso, manchado del grano, calentamiento, cambios bioquímicos importantes y el fenómeno de gushing en la industria cervecera (Shiju et al., 2010; Prakash et al., 2013). Además, de inducir problemas de salud humana y animal, ya que estos microorganismos son capaces de producir potentes toxinas, bajo ciertas condiciones de humedad, temperatura y nutrientes, con efectos inmunosupresores, teratógenos, carcinogénicos, mutagénicos y hepatotóxicos (Magan et al., 2011; Beccari et al., 2016). Entre los hongos productores de micotoxinas en el grano de cebada se encuentran los géneros Fusarium, Alternaria, Aspergillus y Penicillium (Beccari et al., 2016), generalmente ubicuos, con especies que producen en los cultivos de cereales y materias primas, micotoxinas en los granos antes o después de ser cosechados; algunas especies de Aspergillus y Penicillium son más frecuentes en condiciones de sequía o durante el almacenamiento y secado de los cereales o materias primas (Pitt, 2010). La identificación de estas especies de hongos es una necesidad prioritaria en el estudio de los problemas de este cultivo durante su desarrollo en el campo, cosecha, transporte, almacenamiento del grano e industrialización, que incluye los aspectos de contaminación con micotoxinas.

Objetivo

Determinar la micobiota endógena y exógena asociada a granos de cebada destinados a la industria cervecera, alimentación humana y animal.

Metodología

Origen de las muestras. En el presente estudio se utilizaron 15 muestras: cuatro de cebada maltera procedentes de zonas productoras en México (Puebla, Tlaxcala Hidalgo y el Bajío); cuatro de cebada forrajera recolectada de distribuidores comerciales (Puebla, Tlaxcala e Hidalgo); también tres muestras de grano de cebada malteado importado para la producción artesanal de cerveza, y cuatro de cebada perla, tres envasadas y una a granel empleada para la alimentación humana.

Determinación de la micobiota. Para el análisis de la micobiota de las muestras de cebada se utilizó el método de placa agar (Mathur & Kongsdal, 2003); 200 granos fueron seleccionados al azar de cada una de las muestras, de los cuales 100 fueron desinfectados superficialmente con hipoclorito de sodio al 3% por un minuto y lavados con agua destilada estéril por un minuto; y otros 100 sin desinfectar. Posteriormente fueron sembrados por triplicado en las placas con medio de cultivo de papa dextrosa agar adicionado con tergitol e incubadas a 25 °C durante 5-7 días, después de los cuales se cuantificaron e identificaron los hongos presentes a nivel de género y/o especie con claves morfológicas especializadas. Con los resultados obtenidos se hizo un análisis de varianza (ANOVA) y una comparación de medias (LSD, p=0.05) utilizando el paquete estadístico Statistical Analysis System (SAS versión 9).

Resultados

Los resultados obtenidos del análisis de la micobiota endógena mostraron una mayor frecuencia de hongos de campo y en la micobiota exógena de hongos de almacén. De las muestras analizadas tres de cebada forrajera (F) procedentes de Puebla e Hidalgo presentaron una alta incidencia de hongos de campo (71, 78 y 98 UFC) principalmente del género Alternaria seguido por Fusarium y la cebada forrajera de Tlaxcala presentó mayor número de aislados de Pencillium (100 UFC) común en almacén (Figura 1). En los granos importados de grano malteado (GM) destinado a la elaboración de cerveza artesanal se aislaron mayor número de hongos de almacén en una de las muestras importadas de EU (35 UFC) también del género Penicillium y con menor frecuencia de A. flavus (3 UFC), así como de deterioro avanzado (14 UFC) principalmente del género Mucor, lo cual indica que no es un grano de recién cosecha. En el caso de la cebada maltera (CM) empleada para la industria cervecera y maltera se encontró en general mayor incidencia de hongos de almacén en las muestras de Puebla (21 UFC) y Tlaxcala (94 UFC) y en la del Bajío además de almacén (Emericella nidulans 25 UFC y A. flavus 9 UFC), también de deterioro avanzado (Mucor 34 UFC y A. niger 7 UFC), mientras que en la muestra procedente del estado de Hidalgo la incidencia fue mayor de hongos de campo (95 UFC) correspondiendo a Alternaria y Fusarium. En la cebada perlada (CP) fue mayor la presencia de hongos de campo en tres de las muestras, sin embargo, en una de las envasadas se aislaron hongos de almacén (104 UFC) la mayoría correspondieron a Penicillium y sólo 4 aislados a A. flavus (Figura 1).

Discusión

La determinación de la micobiota presente en las 15 muestras analizadas permitió conocer la calidad sanitaria de la cebada, empleada para la industria maltera, cervecera y como alimento humano y animal. Los hongos de campo más frecuentes aislados fueron del género Alternaria seguido por Fusarium, en el caso de los de almacén principalmente correspondieron a Aspergillus y Penicillium y con menor presencia los hongos de deterioro avanzado como Mucor, Rhizopus y A. niger, los cuales reducen la calidad sanitaria y fisiológica del grano de cebada. Los aislados determinados en este trabajo son similares a lo reportado en muestras de grano de cebada maltera recolectadas en Italia donde encontraron una mayor incidencia de hongos de campo principalmente del género Alternaria seguido de Fusarium (Beccari et al., 2016), y en otro trabajo realizado por Medina et al. (2005) encontraron una alta incidencia de Alternaria (93%), seguido de Aspergillus (82.3%), Penicillium (57.8%) y Fusarium (27.8%). Es importante señalar que la presencia de Alternaria en el grano de cebada causa la punta negra que reduce su rendimiento y calidad, además, algunas especies producen micotoxinas como el altenueno, alternariol, monometil-éter de alternariol y ácido tenuazónico consideradas fetotóxicas y teratogénicas (Logrieco et al., 2009), mientras que algunas especies de Fusarium son el agente causal de la fusariosis de la espiga y se han asociado a la producción diversas micotoxinas como tricotecenos causantes de síntomas gastrointestinales, zeralenona con efecto estrogénico, fumonisinas asociadas a cáncer de esófago. Las cepas de A. flavus son productoras de aflatoxinas consideradas hepatotóxicas y cancerígenas y A. niger es productor de ocratoxinas con efecto nefrotóxico (Logrieco et al., 2003). La presencia de estos hongos toxígenos puede poner en riesgo la salud humana y animal. Algunos de estos hongos además son causantes de gushing durante la producción de cerveza provocando pérdidas económicas. Asimismo, pueden conferir olores y sabores desagradables durante los procesos de industrialización.

Conclusión

La presencia de hongos en las muestras de grano de cebada analizadas indica, que si no se manejan adecuadamente durante el almacenamiento e industrialización, puede conllevar a importantes pérdidas económicas y un riesgo sanitario para los consumidores ya sean humanos o animales, debido al potencial de algunas de las especies de hongos identificados para producir micotoxinas. La presencia de estos hongos puede afectar la producción de cerveza al provocar olores y sabores desagradables y el fenómeno conocido como gushing. Asimismo, es importante señalar que el grano requerido por la industria maltera y alimentaria debe de cumplir con una serie de características importantes para su comercialización, entre ellos, una buena calidad sanitaria, condición que muchas veces no son logrados por muchos productores como se encontró en este trabajo. Es importante seguir analizado periódicamente la calidad del grano de cebada destinado para la alimentación humana y animal.

Agradecimiento

La autora agradece el apoyo brindado al Proyecto UNAM-DGAPA-PAPIME PE-204217.

Referencias

• Beccari, G., Caproni, L., Tini, F., Uhlig, S. & Covarelli, L. (2016). Presence of Fusarium species and other toxigenic fungi in malting barley and multi-mycotoxin analysis by liquid chromatography− high-resolution mass spectrometry. Journal of Agricultural of Food Chemistry, DOI: 10.1021/acs.jafc.6b00702.
• Logrieco, A., Bottalico, A., Mulé, G., Moretti, A. & Perrone, G. (2003). Epidemiology of toxigenic fungi and their associated mycotoxins for some Mediterranean crops. European Journal of Plant Pathology, 109: 645-667.
• Logrieco, A., Moretti, A. & Solfrizzo, M. (2009). Alternaria toxins and plant diseases: an overview of origin, occurrence and risks. World Mycotoxin Journal, 2: 129-140.
• Magan, N., Medina, A. & Alfred, D. (2011). Possible climate-change effects on mycotoxin contamination of food crops pre-and postharvest. Plant Pathology, 60: 150-163.
• Mathur, S.B. & Kongsdal, O. (2003). Common Laboratory seed health testing methods for detecting fungi. First edition. International Seed Testing Association. Copenhagen, Denamark. p. 425.
• Medina, A., Valle, A.M.F., Mateo, R., Gimeno, A.V.J., Mateo, F. & Jiménez, M. (2005). Survey of the mycobiota of Spanish malting barley and evaluation on the mycotoxin producing potential of species Alternaria, Aspergillus and Fusarium. International Journal of Food Microbiology, 108(2): 196-203.
• Pitt, J.I. (2000). Toxigenic fungi and micotoxins. British Medical Bulletin, 56(1): 184-192.
• Prakash, S.L. & Sandhya, M.S. (2013). Isolation and identification of pathogenic fungi from post-harvested stored grains in Jalgaon district of Maharashtra. Biosci. Biotech. Res. Comm, 6(2): 178-181.
• Shiju, M., Thomas, G. & Ahmad, T. (2010). An evaluation on the impact of fungi on the post-harvested stored wheat grains. International Journal of Biotechnology & Biochemistry, 6(6): 995-1003.

Primer Congreso Nacional de Tecnología 18 y 19 de octubre de 2018,
celebrado en la Unidad de Seminarios de la facultad de Estudios Superiores Cuautitlán - UNAM

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FORMA SUGERIDA DE CITAR:

Pérez-Reyes, M. C. J. (2018). Hongos asociados a grano de cebada y su impacto en la industria agroalimentaria. MEMORIAS DEL CONGRESO NACIONAL DE TECNOLOGÍA (CONATEC), Año 1, No. 1, septiembre 2018 - agosto 2019. Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán. UNAM. https://tecnicosacademicos.cuautitlan.unam.mx/CongresoTA/memorias2018/mem2018_paper19.html