Hongos en los Granos de Maíz: Amenazas, Detección y Estrategias de Control

El maíz (Zea mays L.) constituye un pilar fundamental en la alimentación de millones de personas, especialmente en regiones como México y Centroamérica, donde el consumo per cápita es muy elevado. Sin embargo, este cereal vital es susceptible a diversas amenazas, entre las que destacan los hongos y las micotoxinas que producen. La presencia de estos contaminantes no solo genera pérdidas económicas significativas al reducir el potencial de producción y calidad del grano, sino que también representa un serio riesgo para la salud humana y animal.

Desde la fase de cultivo en el campo hasta el almacenamiento y procesamiento, los granos de maíz pueden ser invadidos por diversos microorganismos, siendo los hongos los más abundantes. Una investigación liderada por la Dra. Juliana Moura en Paraguay identificó cepas fúngicas productoras de micotoxinas en maíz comercializado en la región metropolitana de Asunción, destacando la vulnerabilidad de la cadena de producción.

¿Qué son los Hongos Toxígenos y las Micotoxinas?

Las micotoxinas son metabolitos secundarios tóxicos producidos por ciertos hongos. Estos compuestos pueden ser perjudiciales e incluso mortales, dependiendo del tipo de micotoxina, la cantidad y el tiempo de exposición. Los géneros de hongos predominantes asociados con la contaminación del maíz son Aspergillus, Fusarium y Penicillium. Mientras que los hongos de campo como Fusarium son más frecuentes durante el crecimiento, los hongos de almacén como Aspergillus y Penicillium dominan en granos almacenados, incluso con bajos contenidos de humedad.

Hongos de Campo y sus Efectos (Enfermedades Foliar y de Tallo)

Muchas enfermedades de la parte aérea del maíz son producidas por patógenos cuya supervivencia depende del rastrojo, en la etapa que ocurre entre el cultivo y la próxima campaña. A continuación, se detallan algunas de las enfermedades foliares y de tallo más importantes:

• Roya común: Afecta el cultivo hacia el estado de floración, con mayores incrementos en incidencia en trabajos regionales. El agente causal es Puccinia sorghi, que necesita tejidos vivos de la planta para desarrollarse y puede presentar múltiples ciclos. Las condiciones predisponentes son temperaturas moderadas (16-23ºC) y alta humedad.
• Manchas y Tizones de la hoja por Helminthosporium: Son hongos necrotróficos, diseminados por el viento a través de conidios. El clima moderado (18ºC) y húmedo, con rocío, favorece su desarrollo. Las medidas de manejo incluyen la rotación de cultivos, uso de híbridos resistentes y aplicación de fungicidas.

• Mancha gris: También conocida como mancha lineal. El hongo (Cercospora zeae-maydis - Cercospora sorghi var. maydis) sobrevive en el rastrojo del cultivo y sus esporas son dispersadas por el viento o las salpicaduras de lluvia. Los fungicidas foliares deben aplicarse a los primeros síntomas para ser efectivos.
• Mancha en ojo: El agente causal, Aureobasidium zeae, sobrevive en el rastrojo. Favorecido por el monocultivo, los síntomas se visualizan primero en las hojas viejas como manchas pequeñas, redondeadas y translúcidas, que coalescen generando áreas necróticas.
• Antracnosis: Es un hongo necrotrófico (Colletotrichum graminícola) que sobrevive en restos de cultivo enfermos. Las esporas son transportadas por el viento o el agua, introduciéndose por los estomas o la epidermis. También puede transmitirse por semilla, y su intensidad aumenta con el monocultivo.

• Podredumbres de raíz y tallo: Se presentan después de floración. Los organismos causales persisten en el suelo y rastrojos, siendo la siembra directa bajo monocultivo un factor que asegura su supervivencia. Sin embargo, la siembra directa también permite mayor humedad en el suelo, lo que puede disminuir la susceptibilidad.

Hongos de Almacén: Aspergillus y Penicillium

Los hongos de almacén, a diferencia de los de campo, tienen la habilidad de invadir granos con contenidos de humedad relativamente bajos (13.0% en cereales). Pueden crecer en un amplio rango de temperaturas. Algunas especies de Penicillium crecen de 5 a 40 °C, y las de Aspergillus de 0 a 55 °C.

Diversos cambios bioquímicos, pérdida de peso y producción de micotoxinas son consecuencias de su desarrollo. Las micotoxinas pueden ser dañinas, ocasionando trastornos severos en animales y humanos que consumen granos contaminados.

Dentro del género Aspergillus, se clasifican en subgéneros y secciones:

• Grupo Aspergillus restrictus: Requieren alta presión osmótica y humedad relativa entre 70-75%, con crecimiento lento. No producen micotoxinas.
• Grupo Aspergillus glaucus: Requieren humedad relativa del 75%. Reducen el poder germinativo y decoloran el embrión. Se ha dicho que A. chevalieri produce la toxina xantocilina.
• Grupo Aspergillus candidus: Requieren humedades relativas del 80%. Su presencia indica deterioro severo, reduce la germinación y contribuye al calentamiento de los granos. No se considera toxígeno.
• Grupo Aspergillus ochraceus: Requieren humedades relativas del 80%. Producen la toxina ocratoxina.
• Grupo Aspergillus flavus: Considerados principalmente hongos de almacén, pero también invaden el maíz en campo bajo condiciones favorables. Requieren humedades relativas de 80-85%. Algunas especies producen aflatoxinas.

Las especies del género Penicillium requieren humedades relativas altas (85-90%) y pueden crecer a temperaturas muy bajas. Causan reducción de la germinación, decoloración del embrión y apelmazamiento.

Incidencia y Prevalencia de Hongos Toxígenos en Maíz

La ocurrencia de hongos y micotoxinas es un problema global. La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) estima que el 25% de los cultivos alimentarios del mundo están afectados por hongos productores de micotoxinas.

Estudios de Incidencia en Latinoamérica

En **Paraguay**, un estudio identificó cepas fúngicas productoras de micotoxinas en maíz comercializado en la región metropolitana de Asunción. Los géneros predominantes fueron Aspergillus, Fusarium y Penicillium. Se destacó que los niveles de micotoxinas pueden variar según factores como las condiciones climáticas, el almacenamiento y el procesamiento del maíz.

En el norte de **Tamaulipas, México**, se realizó un estudio sobre la incidencia de hongos potencialmente toxígenos en maíz cultivado y almacenado. Los hallazgos principales fueron:

• En grano almacenado, el maíz amarillo mostró mayor incidencia de Aspergillus (50.3%), Fusarium (5.5%) y Penicillium (15.9%). En maíz blanco, la incidencia fue de 44.6%, 6% y 10.4%, respectivamente.
• En campo, los maíces amarillos presentaron mayor incidencia de Aspergillus (3.1%), Fusarium (76.9%) y Penicillium (11.6%) en comparación con los maíces blancos.
• Los maíces amarillos DK-697, DK-1060, Garst 8222, 8285, 8288 y Golden Acres 8112, 8311, 8460 mostraron mayor incidencia de los tres géneros de hongos toxígenos.
• Los maíces blancos Tigre, H-437, H-436 y Asgrow 7573W presentaron la menor incidencia.
• Se observó que Aspergillus fue el más frecuente en maíz almacenado (más del 40%), mientras que Fusarium fue el más frecuente en campo (más del 60%).
• El manejo inadecuado del grano durante la cosecha, transporte y almacenaje, así como temperaturas inadecuadas en el almacén (superiores a 20°C), favorecen el incremento de Aspergillus y Penicillium.

Un estudio en el Valle del Cauca, **Colombia**, analizó 125 mazorcas de maíz, aislando 155 hongos. Los resultados revelaron que el 79% de los aislamientos de Fusarium contenían altas concentraciones de fumonisinas (FUM). Además, el 16.6% (correspondientes a F. graminearum y F. sororula) contenían altos niveles de deoxinivalenol (DON) y zearalenona (ZEA), y el 8.3% de los aislamientos de Aspergillus contenían altos niveles de aflatoxinas (AFL). Estos porcentajes excedieron los niveles máximos establecidos por agencias reguladoras internacionales.

Esta investigación también fue el primer reporte mundial en confirmar la presencia y producción de DON y ZEA por la especie Fusarium sororula, y de AFL por Aspergillus sydowii en el maíz.

Impacto en la Salud Humana y Animal

Las micotoxinas, al ser ingeridas, pueden causar una variedad de problemas de salud. Las consecuencias para la salud humana y animal son diversas y dependen del tipo de micotoxina, la cantidad y el tiempo de exposición. Pueden causar intoxicaciones agudas o crónicas, afectando el hígado, los riñones, el sistema nervioso y el sistema inmune.

• Efectos agudos: Náuseas, diarrea, hepatitis aguda, disfunción renal e incluso la muerte.
• Efectos crónicos: Desórdenes fisiológicos, citotóxicos e inmunosupresivos. Muchas micotoxinas son teratogénicas, mutagénicas y carcinogénicas.

Las aflatoxinas son las micotoxinas más estudiadas debido a su potente potencial carcinogénico, se han asociado con padecimientos como el cáncer de hígado, cirrosis hepática no alcohólica y cáncer de colon, especialmente si la exposición es continuada durante un período prolongado. Son producidas por mohos como Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus, reconocibles por su color verde olivo o gris verdoso.

En el ganado, las aflatoxinas reducen la eficiencia en la conversión alimenticia y la reproducción, además de suprimir el sistema inmune, lo que aumenta la frecuencia de enfermedades infecciosas. Se han registrado muertes de ganado y mascotas por la ingesta de alimentos contaminados.

Detección y Cuantificación de Micotoxinas

La detección temprana de hongos y micotoxinas es crucial para prevenir grandes pérdidas. Es importante destacar que la producción de aflatoxinas es desuniforme, por lo que la precisión del muestreo es fundamental.

Muestreo Adecuado

El procedimiento recomendado consiste en tomar varias sub-muestras de diferentes partes de la carga o unidad de maíz para formar una muestra compuesta de al menos 5 kg. Una alternativa en grano almacenado es usar una sonda de profundidad, tomando 5 muestras del perímetro y una del centro por cada 2 metros de altura del contenedor. En campo, se recomienda tomar de 10 a 30 muestras por terreno (2.5 a 5 kg por cada 2 hectáreas) debido a la variabilidad de las condiciones de cultivo.

Las muestras deben secarse hasta alcanzar un 12-14% de humedad para evitar el desarrollo de aflatoxinas durante el transporte o almacenamiento. Las muestras con alta humedad deben congelarse y enviarse al laboratorio en ese estado.

Métodos de Detección

• Prueba de luz oscura (UV): Es una prueba preliminar rápida que consiste en una inspección visual para detectar fluorescencia oro-verdosas bajo luz UV (365 nm), indicando crecimiento activo de A. flavus. Sin embargo, esta prueba detecta la presencia del hongo, no de la toxina, y los resultados deben ser verificados por un análisis de laboratorio.
• Kits de pruebas comerciales: Emplean técnicas de inmunoensayo o ELISA para la detección in situ. Se basan en la detección de proteínas específicas de las aflatoxinas utilizando anticuerpos. Algunos kits solo determinan presencia/ausencia, otros cuantifican un rango. Las muestras con resultados positivos deben ser confirmadas en un laboratorio. Para reducir el error de muestreo, es crucial macerar la totalidad de la muestra (2.5 a 5 kg) antes de tomar una sub-muestra para el kit.

Regulaciones y Niveles Aceptables

Para proteger la salud pública, diversos países han establecido normativas sobre los niveles máximos de micotoxinas en alimentos. En **México**, la NOM-188-SSA1-2002 regula el contenido de aflatoxinas totales en cereales para consumo humano y animal, aunque esta norma no considera la diferente toxicidad de las aflatoxinas ni otras micotoxinas.

En **Estados Unidos**, la FDA (Food and Drug Administration) ha establecido un "nivel de acción" de 0.02 ppm de aflatoxinas en maíz para el comercio interestatal, a partir del cual se pueden incautar granos o prohibir su venta.

Estrategias de Prevención y Control de Hongos y Micotoxinas

La clave para prevenir la pudrición de mazorcas y problemas de moho en el almacenamiento es la detección temprana y la implementación de un manejo integrado desde el campo hasta la mesa.

Prevención en el Campo

• Control de plagas: Las plagas pueden dañar el grano y facilitar la entrada de hongos.
• Riego y humedad adecuados: Minimizar el estrés hídrico de la planta, ya que la sequía y altas temperaturas (26.5 a 40.5 °C) durante el llenado del grano son factores comunes asociados a la producción de aflatoxinas antes de la cosecha. Noches cálidas (>21°C) también incrementan el riesgo.
• Uso de híbridos resistentes: Elegir variedades de maíz con mayor resistencia a enfermedades fúngicas.
• Rotación de cultivos: Reduce la acumulación de patógenos en el suelo.
• Monitoreo: Inspeccionar mazorcas de maíz desde la formación del grano hasta la cosecha en 5 a 10 lugares del campo, especialmente en plantas estresadas, buscando moho polvoriento verde olivo.

Manejo Durante la Cosecha y Secado

• Cosecha oportuna: Evitar cosechas prematuras o tardías.
• Ajuste de la cosechadora: Minimizar el daño mecánico al grano.
• Secado inmediato: Todo el grano de maíz que proviene de campos con pudrición por Aspergillus debe ser secado y enfriado inmediatamente para evitar mayor producción de toxinas. El maíz con moho debe secarse a 15% de humedad o menos.

Buenas Prácticas de Almacenamiento

Los principales factores para el desarrollo de hongos en granos almacenados son la humedad relativa y la temperatura. Para evitar el deterioro es fundamental mantener el contenido de humedad inferior al mínimo requerido por los hongos de almacén (13.5% en cereales).

• Limpieza: Mantener limpios los contenedores y equipos de manipulación antes del almacenamiento.
• Humedad: Después de la cosecha, el maíz limpio debe mantenerse a 16 o 17% de humedad durante el invierno. Para almacenamiento prolongado en verano, los granos deben secarse hasta 14% de humedad. Conservar el grano húmedo, incluso por un corto período, puede permitir un desarrollo significativo de moho y micotoxinas.
• Temperatura: Enfriar todos los granos después del secado y mantener la temperatura de 1.5 a 4.5°C durante el invierno. Utilizar aireación para el control de la temperatura.
• Control de plagas: Implementar medidas para evitar la infestación de plagas durante el almacenamiento.
• Verificación periódica: Inspeccionar el grano cada dos semanas (o con mayor frecuencia si se sospecha de su calidad) para detectar cambios de temperatura, formación de costras, puntos calientes, humedad y presencia de moho.
• Agentes fungicidas: Pueden aplicarse agentes como el ácido propanóico para reducir el crecimiento de moho, aunque no eliminan toxinas ya formadas y pueden restringir el uso del maíz.

Manejo de Granos Contaminados

Cuando el maíz está contaminado, existen varias opciones para su manejo, siempre bajo estricta normativa:

• Limpieza del grano: Mediante cribado o mesa de gravedad puede reducir las concentraciones de aflatoxinas al eliminar partículas más contaminadas. Sin embargo, este proceso puede ser costoso, su eficacia varía y el grano descartado no debe utilizarse como alimento.
• Alimentación de ganado: El grano contaminado puede usarse para alimento animal bajo la normativa de la FDA, aunque es probable que se venda con descuento. Agentes aglutinantes como la bentonita de sodio y los aluminosilicatos pueden reducir los efectos de las aflatoxinas en el ganado. Es importante señalar que mezclar granos contaminados con grano limpio no es legal para la venta general.
• Etanol/Molienda húmeda: El maíz con aflatoxinas puede utilizarse para la producción de etanol, ya que las aflatoxinas no se acumulan en el producto final. Sin embargo, se concentran en los co-productos (por ejemplo, gluten), lo que puede afectar su comercialización en mercados sensibles.
• Amonificación: El amoniaco anhidro reacciona con las aflatoxinas, reduciendo su concentración. Esta práctica no está aprobada para el comercio general, por lo que el grano tratado solo puede usarse en las explotaciones agropecuarias. Es un proceso difícil y peligroso, que debe ser realizado por operadores entrenados.

El Papel de la Nixtamalización

La nixtamalización es una técnica milenaria mesoamericana que consiste en cocinar el maíz en una solución alcalina (agua con cal de grado alimenticio) para luego molerlo y transformarlo en masa. Este proceso es un aliado fundamental en la reducción de micotoxinas:

• La temperatura y el ambiente alcalino generados por la cal, junto con el tiempo de cocción, contribuyen a reducir la presencia de aflatoxinas.
• Facilita el desprendimiento del pericarpio (cáscara) del grano, donde se concentran algunas toxinas.
• Las toxinas se diluyen en el agua residual (nejayote), por lo que el enjuague del nixtamal es crucial.

Algunas pruebas sugieren que la nixtamalización puede eliminar hasta el 80% de las micotoxinas presentes en el maíz y reducir su toxicidad potencial.

La cal micronizada, al mezclarse con los granos de maíz, genera un ambiente alcalino que limita la proliferación de hongos y actúa como una barrera protectora que repele plagas.

En síntesis, para garantizar la inocuidad del maíz y proteger la salud pública, es indispensable adoptar un enfoque integral que abarque desde prácticas agrícolas adecuadas, un manejo post-cosecha riguroso, hasta el uso de métodos tradicionales como la nixtamalización.

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