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Trigo e suas micotoxinas: 2021

Publicado: 09/02/2021
Autor/s. : Prof. Dr. Sergio Paulo Severo de Souza Diniz, professor Associado Aposentado do Departamento de Bioquímica da Universidade Estadual de Maringá – Paraná - Brasil
O interesse em espécies de Fusarium tem aumentado mundialmente devido à descoberta de um número crescente de micotoxinas isoladas de Fusarium, que representam efetiva ameaça à saúde animal e humana. Asmicotoxinas produzidas por Fusarium podem lixiviar-se no solo, causando dano às plantas e animais por lixiviar-se até mesmo depois que o fungo não for mais ativo. Realmente, um risco que também pode ser extrapolado para humanos.
No trigo, o principal fungo associado às micotoxinas é o Fusarium, que pode infectar planta no florescimento e no enchimento de grãos, com riscos de intoxicação para seres humanos e animais.
Enquanto no armazenamento, os fungos Aspergillus e Penicillium são os responsáveis. Estes fungos são considerados toxigênicos, portanto, é preciso se atentar a presença deles de modo a garantir qualidade e segurança alimentar aos produtos finais.
Assim como o Deoxinivalenol (DON), a micotoxina Zearalenona (ZEA)também é produzido por fungos do gênero Fusarium, em especial F. graminearum e F. culmorum, as quais ocorrem ainda com a cultura no campo e sob condições de boa precipitação pluviométrica e temperaturas amenas.
A micotoxina Ocratoxina (OCRA), é produzida pelos fungos Aspergillus carbonarius, A. ochraceus, A. selerotiorum e A. sulphureus, e sua ocorrência se dá em fase de pós-colheita, principalmente quando o produto conservado estiver com umidade acima de 13%.
Assim como a OCRA, a micotoxina Aflatoxina (AFLA) em suas diferentes formas de expressão, é também produzida por fungos do gênero Aspergillus, sendo eles: Aspergillus flavus, A. parasiticus e A. nomius. Sua ocorrência também se dá em fase de pós colheita.
Este artigo relaciona as principais micotoxinas produzidas por fungos que afetam diretamente a cultura do trigo.
Micotoxina é o termo usado para descrever as substâncias tóxicas formadas durante o crescimento de fungos, o que está associado às alterações na natureza física dos alimentos, no sabor, odor e aparência. O termo micotoxina é derivado da palavra grega mikes, que significa fungo e da palavra latina toxicum, que significa veneno.
A terminologia micotoxinas reúne uma série diversificada de compostos, originários de diferentes precursores e vias metabólicas, reunidos segundo o grau e tipos de toxicidade ao homem e aos animais.
O envenenamento causado por micotoxinas é denominado de micotoxicose. Sendo os órgãos mais afetados, o fígado, rins, cérebro, músculos e sistema nervoso. Os sintomas vão desde náuseas e vômitos até a falta de coordenação dos movimentos (ataxia) e morte.
A intoxicação pode proceder-se de forma direta ou indireta. A forma direta ocorre quando o produto é diretamente utilizado na alimentação humana ou de animais. Enquanto a forma indireta resulta, quando subprodutos e derivados contaminados são empregados. Os cereais e as sementes oleaginosas são freqüentemente afetados por estes metabólitos secundários de fungos, durante a colheita, armazenamento e industrialização.
A produção dessas toxinas acontece diante de várias situações:
Estresse nas plantas: baixa fertilidade do solo, lesão causada por insetos, alta/baixa temperatura e umidade;
Colheita: colheita tardia, enchimento do silo lento e contaminação com solo;
Armazenamento: grãos com alta umidade, falhas no fechamento do silo, fermentações indesejadas nos alimentos ensilados;
Alimentos fornecidos: exposição à umidade, baixa higiene dos cochos e dos equipamentos (misturadores e vagões misturadores).
A presença de vários tipos de fungos e micotoxinas significa que os sintomas podem resultar em múltiplas e confusas características, o que dificultam o diagnóstico mais correto do problema.
Os produtos que geralmente podem veicular micotoxinas para o homem ou animais são os seguintes:
  1. Produtos agrícolas: cereais, sementes oleaginosas, frutos, vegetais.
  2. Rações industrializados;
  3. Produtos de origem animal: leite e derivados, carnes, embutidos;
  4. Queijos curados por fungos;
  5. Alimentos orientais fermentados;
  6. Produtos obtidos por fermentação: cerveja, aditivos alimentares e vitaminas.
A contaminação de alimentos por fungos pode ocasionar, além de problemas de saúde, perdas econômicas irreparáveis que englobam:
Perdas diretas de produtos agrícolas;
Perda de animais por morte;
Doenças humanas e diminuição da produtividade de animais;
Custos de desintoxicação, para tornar o produto aceitável;
Rejeição do produto pelo mercado importador.
Principais micotoxinas que afetam a cultura do trigo
No trigo as principais micotoxinas são: Desoxinivalenol (DON), Nivelenol (NIV), Zearalenona (ZEA), Ácido Fusárico (FUS), Ocratoxina (OCRA).
De acordo com a Food and Agriculture Organization (FAO), estima-se que 25% dos alimentos no mundo esteja contaminado com micotoxinas. De forma geral, o beneficiamento dos grãos após a colheita exclui os grãos giberelados, que tendem a apresentar deformações e menor tamanho, caindo na peneira de limpeza. Porém, a presença de contaminação é visualmente imperceptível no produto final e as micotoxinas podemsobreviver a longos períodos de armazenamento, continuando intactas mesmo após o processamento dos alimentos sob altas temperaturas.
1- Desoxinivalenol (DON)
Os tricotecenos formam um grupo de aproximadamente 40 micotoxinas, dentre as quais o deoxinivalenol e o nivalenol desempenham papel de importância. Tem sido comprovada a produção do deoxinivalenol por várias espécies de Fusarium que colonizam espigas de cereais acarretando a podridão das mesmas.
Também outras espécies de fungos como Cephalosporium, Myrothecium, Trichoderma, Sachybotrys, Microdochium nivale secretam esta toxina em meio de cultura.
A micotoxina Desoxinivalenol (DON) é a principal toxina que afeta a cultura do trigo e sua ocorrência está associada a espécies de fungos do complexo Fusarium graminearum, encontrado geralmente em cereais e responsável pela doença  giberela ou fusariose, frequente nas lavouras de cereais de inverno no Sul do Brasil em anos de primavera chuvosa.
A presença de DON durante o cultivo de trigo é favorecida por condições de umidade elevada e temperaturas amenas.
O deoxinivalenol mostra-se bastante estável até 120ºC, e apenas uma parcial destruição é verificada a 170ºC após 60 minutos de exposição.
Tem sido identificados como fungos produtores de deoxinivalenol os seguintes: Fusarium roseum, F. tricinctum, F. equiseti, F. toxicum, F.verticillioides; Cephalosporium, Myrothecium, Trichoderma, Sachybotrys, Microdochium nivale.
Quanto aos alimentos mais susceptíveis encontramos o trigo,centeio, o centeio, feijão milho e outros cereais, e os derivados destes.
As espécies animais mais sensíveis a esta contaminação são os suínos e outros animais de criação. A intoxicação por deoxinivalenol pode acarretar diarréias, perda de peso, necrose da epiderme, hemorragia, e problemas respiratórios.
Características Químicas
Fórmula Química: C15H20O6;
Peso molecular: 296,33 g /mol
DL50: 70 – 76,7 mg/Kg em ratas
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2 – Nivalenol (NIV)
O nivalenol (Niv) é uma micotoxina pertencente ao grupo dos tricotecenos, que em conjunto com deoxinivalenol (Don), a fusarenona X e a toxina T-2, são perigosos aos animais e humanos.  As espécies produtoras de nivalenol são mais comuns na Austrália e Japão, sendo menos expressivas nas Américas.
Os níveis de nivalenol foram relacionados com a presença de Fusariumchlamydosporum e Fusarium equiseti, em cultivares de “pearl millet”. A ocorrência de diferentes espécies de Fusarium em grãos de cereais é mundialmente reconhecida. Sendo, o grupo dos tricotecenos, o principal, e, portanto, o nivalenol está incluído. Tem sido registrado o isolamento de fungos produtores de nivalenol em grãos de aveia em pós-colheita, infectados com diversos tipos de Fusarium, bem como em culturas de centeio. Estando entre os alimentos mais susceptíveis o Trigo, farinha, pão, farinha de milho, milho pipoca, milho, cevada, centeio.
Os principais fungos produtores de nivalenol são Fusarium nivale, F. chlamydosporum, F. equiseti, F. poae e F. culmorum.
Os principais sintomas apresentados pela intoxicação por nivalenol são diarréias, perda de peso, necrose da epiderme, hemorragia, respiração problemática.
Características Químicas
Fórmula Química: C15H20O7;
Peso molecular: 312,32 g/mol;
DL50: 40mg/10g em ratos
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3 - Zearalenona (ZEA)
A zearalenona é uma das micotoxinas produzida pelo gênero Fusarium, principalmente Fusarium roseum, em condições caracterizadas por alta umidade e baixas temperaturas. Possui efeito estrogênico (hiperestrogenismo) principalmente em suínos, resultando em edema, prolapso de vulva, aborto e crescimento de mamas nos machos.
A zearalenona é uma substância derivada do ácido resorcílico. Sendo um estrogênio fúngico, produzido juntamente com o deoxinivalenol, e demais tricotecenos, além da moniliformina e o butenolideno secretado por espécies de Fusarium.  Dentre os principais fungos produtores dessa toxina, podemos destacar o Fusarium róseo e F. graminearum.
A zearalenona é encontrada principalmente em grãos de milho armazenado sob condições inadequadas; trigo, sorgo, aveia, cevada, centeio, feno e em rações animais e fermentados de milho e sorgo.
 Os sintomas apresentados pelos mamíferos contaminado são: prolapso vaginal e retal, hipertrofia vulvar, destruição ocasional da vagina, aumento das glândulas mamárias, inibição da fecundação e abortos, presença de natimortos, desenvolvimento de mamas em leitões, falso cio. Em aves, ocorre hipertrofia hepática, renal, cardíaca, fibrose intersticial do testículo, efeito ao nível do estrogênio, atrofia do testículo e crista. No homem afetam primeiramente o trato gastrointestinal e a cavidade bucal, dando sensação de queimadura nas mucosas; na segunda fase aparecem a leucopenia seguida de fadiga, hemorragia petequial da pele, aumento da fragilidade capilar, aparecimento de necrose da garganta, mucosa bucal, etc.
Características Químicas
Fórmula Química: C18H22O5
Peso molecular: 318,36 g/mol
DL50: 3,7 mg/ Kg em camundongos
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4 -  Ácido Fusárico
O ácido fusárico é considerado o metabólito secundário tóxico mais importante produzido pelo fungo Fusarium oxysporum. O baixo peso molecular (179,22) apresentado por esta micotoxina, favorece o deslocamento da mesma, através da corrente de transpiração da planta, chegando às folhas do hospedeiro, onde atuam rompendo a permeabilidade das membranas celulares e a capacidade destas em controlar a perda de água pela transpiração.
O mecanismo pelo qual o ácido fusárico causa doenças em plantas e animais ainda não está completamente esclarecido. Tem sido verificado que esta toxina reduz a permeabilidade dos protoplastos à água. Por outro lado, existe alguns relatos de que o ácido fusárico inibe a respiração global de algumas plantas.  Atuando ainda sobre a inibição da atividade de enzimas como a succinato-oxidase em mitocôndrias e ainda também da citocromo-oxidase e da fosforilação oxidativa.
Muitas culturas economicamente importantes como trigo, milho, arroz, sorgo e cevadas são afetados por Fusarium. A incidência destes fungos ocorre, normalmente, pela infecção natural da espiga no campo, favorecida pelo clima úmido e quente na fase de polinização, e danos causados por insetos nas espigas.
Características Químicas
Fórmula Química: C10H13N02;
Peso molecular: 179,22 g/mol;
DL50: 230 mg/Kg - Dose oral por dia em rato (peso vivo).
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5 - Ocratoxina (OCRA)
Esta toxina é um metabólito do Aspergillus ochraceus, e Penicillium viridicatum, fungos que se desenvolvem no trigo armazenado com umidade superior a 16% e em preparações de pescado fermentado. O microrganismo Penicillium verrucosum é um dos principais produtores ocratoxina em produtos agrícolas. As ocratoxinas são classificadas com as letras A,B e C.
A ocratoxina A é a mais tóxica, sendo uma potente neurotoxina para muitas espécies animais. Embora isoladas as ocratoxinas B e C não apresentam toxidez. A ocratoxina A, em sua ação contaminadora via dieta, passa para o sangue tanto em animais e humanos, e acumula-se em diversos órgãos, tais como rim, cérebro, atingindo principalmente o cerebelo. Esta toxina ainda produz uma inibição da síntese de proteína e DNA.
Tem sido relatado o uso de ocratoxina A no controle do crescimento bacteriano de E. coli, Streptococcus agalactiae, Streptococcus aureus, Yersinia enterocolitica, Salmonella infantis, Lactobacillus plantarum e Lactobacillus casei
Os alimentos mais susceptíveis à ocratoxina são cerais, como feijão, sorgo, soja, trigo, café, cevada, cacau, frutas secas e derivados de origem animal como ovos, leite; derivados de trigo: farinha, pão, derivados de milho, amendoim, pecã, tortas de carne, queijo, salame, lingüiça, presunto, curados, pimenta do reino, pimenta vermelha, doces refrigerados e congelados. Os animais sensíveis enquadram os mamíferos e aves em geral.
Características químicas
Fórmula Química: C20H18ClNO6
Peso molecular: 403,818 g/mol
DL50: 20 a 22 mg/Kg em ratos
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Outras quatro micotoxinas que ainda aparecem em culturas e grãos de trigo são: citrinina, ácido penicílico, aflatoxinas, esterigmatocistina.
6 - Citrinina   
Em países de clima quente, a citrinina representa um sério problema de envenenamento por alimentos. Esta toxina afeta o sistema renal no homem, promovendo alterações ao nível da membrana mitocondrial. Paralelamente, a citrinina apresenta propriedades antifúngicas, inibindo também o crescimento de leveduras, tais como Saccharomyces cerevisae.
Os efeitos da citrinina sobre mitocôndrias do córtex renal e do fígado foram estudados e se constatou que a toxina influi na fluidez da membrana mitocondrial. Além disso, afeta o sistema ATP sintase, embora não afete a membrana interna mitocondrial. Há registros que esta toxina ao lado da ocratoxina A, interferem no metabolismo do ferro (Fe) no organismo.
Tem sido relatada a presença desta toxina em grãos de trigo, aveia, milho e cevada. Dentre os fungos produtores de citrinina, podemos elencar o Penicillium canascens, P. citreaviride, P. fallatanum, P. implicatum, P. jenseni, P. velutinem, P. viridicatum, P. steckii, Aspergillus nivens e Monascus ruber.
Os principais sintomas provocados pela ingestão desta toxina são em mamíferos, nefrotoxicose com polidipsia e poliúria, e um ligeiro dano hepático, em forma de inflitração gordurosa. A ação tóxica sobre os rins consiste em glomerulonefrite, deformação e aumento dos túbulos renais.          
Características Químicas:
Fórmula Química: C13H14O5.
Peso molecular: 250,24 g/mol.
DL50: 33 a 67 mg/Kg para ratos adultos
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7 - Ácido Penicílico
O ácido penicílico foi isolado a partir do milho infectado com Penicillium puberulum em 1913. Posteriormente, esta toxina foi também verificada em outros membros do gênero Penicillium e Aspergillus. O ácido penicíclico é menos tóxico que a patulina, embora guarde semelhanças estruturais com esta. Pois, ambas são δ-lactonas, o que justifica sua acentuada atividade carcinogênica.
Os alimentos susceptíveis são o trigo, pão, farinha de milho, milho pipoca, feijão, soja, sorgo, cevada, tortas de carne, pó de cacau, queijo, salame, lingüiça, maturados, presunto, e doces refrigerados. Os animais sensíveis em geral, principalmente os que se alimentam de ração de milho e afins, e os homens.
O ácido penicílico além ação carcinogênica apresenta também, ação citotóxica, hepatotóxica, promovendo também a dilatação das artérias coronárias e pulmonares, tremores e convulsões. Porém, é considerado um potente agente antimicrobiano.
Características Químicas:
Fórmula Química: C8H1004;
Peso molecular: 170,16 g/mol;.
DL50: 100 mg/Kg para ratos
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8 – Aflatoxinas
Seguramente, dentre as micotoxinas mais estudas estão as aflatoxinas, possivelmente devido a sua ação hepatocarcinogênica e altamente toxigênica se comparadas com outros compostos químicos do mesmo grupo.
Os fungos do gênero Aspergillus, mais propriamente as espécies Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus, são susceptíveis de elaborar essas substâncias extraordinariamente tóxicas durante o crescimento quando as condições são favoráveis. A presença de hifas levou ao isolamento do Aspergillus flavus sendo o fator tóxico denominado aflatoxina.
Dentre os alimentos susceptíveis a presença de aflatoxinas temos: o amendoim, milho armazenado, canjica gritz, quireras e resíduos, semente de algodão, centeio, sorgo, trigo, cevada, nozes, ervilha, semente de girassol, sementes oleaginosas, aveia, arroz, painço, castanha do Pará, pistache, avelãs, soja, leite e produtos lácteos, ovos, produtos cárneos curados, algumas frutas secas e chás. Em quantidades diminutas foram encontradas no fígado de ovinos, suínos e de aves de corte.
Quanto à susceptibilidade dos animais à aflatoxina pode ser classificada em três níveis, a saber: a) Muito susceptíveis: (DL menor que 1mg/kg peso vivo) trutas, marrequinhos, cobaias, coelhos, cães, gatos e peruzinhos. b) Susceptíveis: (DL até 10 mg/kg) porcos, bezerros, pintinhos, frangos, codornas, faisões, vacas, marta, ratos e macacos. c) Pouco susceptíveis: carneiros e camundongos
Os sintomas de intoxicação pelas aflatoxinas, depende da dose e frequência da ingestão da mesma. O efeito agudo é de manifestação e percepção rápidas, podendo levar o animal à morte, porque causa alterações irreversíveis, e é resultante da ingestão de doses geralmente elevadas. O efeito subagudo é o resultado da ingestão de doses não elevadas que provoca distúrbios e alterações nos órgãos do homem e dos animais, especialmente no fígado. Ambos os casos dependem da espécie animal (umas são mais susceptíveis que outras), da idade (os mais jovens são mais afetados), do estado nutricional e, também, do sexo. Sabe-se, também, que ela pode provocar cirrose, necrose do fígado, proliferação dos canais biliares, síndrome de Reye (encefalopatia com degeneração gordurosa do cérebro), hemorragias nos rins e lesões sérias na pele, pelo contato direto. Além disso, os produtos do seu metabolismo, no organismo (principalmente o 2,3 epóxi-aflatoxina), reagem com DNA e RNA, a nível celular, interferindo com o sistema imunológico da pessoa ou do animal. Isto faz com que a resistência às doenças diminua. Quanto aos efeitos no homem citamos a Imunossupressão. Síndrome de Reye torna mais susceptível à hepatite B, câncer primário no fígado, hemorragias. Morte.
Características Químicas
Aflatoxina B1
Fórmula Química: C17H12O6
Peso Molecular: 312,2782 g/mol;
DL50: 0,364 mg/Kg - Dose oral por dia em pato adulto (peso vivo);
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9 - Esterigmatocistina
É uma micotoxina caracterizada pelo sistema de anel dehidrofenobenzofurano acoplado a uma xantona. Entre os fungos produtores de esterigmatocistina, temos: Aspergillus rugulosus, Aspergillus versicolor, Aspergillus nidulans, Chaetomium thielariodeum, Chaetomium udagawe, Aspergillus chevaler, Aspergillus ruber e Aspergillus amstelodami.
Os alimentos mais susceptíveis englobam: nozes, amendoim, pecã, queijo, feijão, soja, sorgo, trigo, cevada e outros cereais; farinha, pão, farinha de milho, milho pipoca, salame, lingüiça e doces.
As espécies animais mais susceptíveis são os ratos, camundongos, patinhos, e os mamíferos em geral. Os efeitos dessa toxina se assemelham aos apresentados pela aflatoxina B-1, afetando a proliferação dos ductos biliares, pleomorfismo nuclear, necrose renal, hemorragia e necrose hepática. É também considerada hepatocarcinogênica.
Características Químicas:
Fórmula Química: C18H12O5
Peso Molecular:  312,32 g/mol                    
DL50: 166 mg/Kg em ratos
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Conclusão
O estudo das condições higiênico-sanitárias em grãos de trigo armazenado e no processamento de farinhas de trigo comum e especial, torna-se relevante com o intuito de aplacar os danos causados pelas micotoxinas. Considerando que as mesmas costumam ser termoestáveis, a abordagem preventiva em relação a elas é relevante. Evitar a contaminação pelos fungos é praticamente impossível, visto que os principais bolores toxigênicos são de fácil disseminação pelo ambiente. Portanto, restam estratégias ligadas à utilização de linhagens de plantas resistentes à colonização fúngica, colheita apropriada, estocagem adequada, controle de insetos e roedores, controle de temperatura e umidade, tempo de estocagem dentro dos limites de vitalidade dos grãos, eventualmente irradiação dos mesmos.

Referências bibliográficas

 
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