Degradación biológica de ocratoxina A en ocratoxina {al}.

La presente invención se refiere al uso de un microorganismo del género Brevibacterium para la degradación biológica de ocratoxina A,

preferiblemente el microorganismo es Brevibacterium casei, Brevibacterium linens, Brevibacterium iodinum o Brevibacterium epidermidis. Además, la presente invención se refiere a un método para la producción de ocratoxina {al}, mediante el uso de dicho microorganismo.

Degradación biológica de ocratoxina A en ocratoxina α.

Estado de la técnica anterior

Las micotoxinas son metabolitos secundarios producidos por numerosas especies de mohos, principalmente pertenecientes a los géneros Penicillium, Aspergillus y Fusarium. Actualmente se conocen más de 300 micotoxinas, entre las que se incluyen las aflatoxinas, ocratoxinas, tricotecenos, fumonisinas, zearalenona, citrinina y patulina entre otras. Aunque la toxicidad aguda y subaguda de algunas micotoxinas es bien conocida, preocupan más los efectos de su ingestión a largo plazo, puesto que las pequeñas cantidades ingeridas con los alimentos de forma continuada se acumulan en el organismo pudiendo producir, en algunos casos, efectos mutagénicos y cancerígenos (Martín et al., 1990. Revista de Agroquímica y Tecnología de los Alimentos, 30: 315-332).

Las ocratoxinas son un grupo de micotoxinas producidas sobre diferentes sustratos por algunas especies de hongos, entre las cuales destacan los géneros Aspergillus y Penicillium. Aunque existen varios tipos de ocratoxinas, la ocratoxina A (OTA) es la más tóxica. Debido a que estos mohos son capaces de crecer en una amplia variedad de alimentos, la OTA puede encontrarse en productos cárnicos y lácteos, cacao, frutas, cereales, café, aceite de oliva, frutos secos, especias, alimentos infantiles y productos fermentados como el vino y la cerveza entre otros, en condiciones de humedad, pH y temperatura muy variables (Engelhardt G. et al., 1999. Adv. Food Sci. 21, pag. 88-92; Romani S., et al., 2000. Journal of Agricultural and Food Chemistry 48, pag. 3616-3619).

La OTA es un derivado de la isocumarina que por el grupo carboxilo presenta unida una L-β-fenilalanina. Químicamente es N-[(5-cloro-3,4-dihidro-8-hidroxi-3-metil-1-oxo-1H-2-benzopirano-7-il)carbonil]-L-fenilalanina, una dihidrocumarina clorada unida a través de un grupo carboxilo por una unión amida a una molécula de L-β-fenilalanina. Otros tipos de ocratoxinas son la ocratoxina B (OTB), derivado no clorado de la OTA y menos tóxica, ocratoxina C (OTC), éster de la OTA, con un escaso potencial tóxico, ocratoxina α (OTα) y ocratoxina β (OTβ), productos de la hidrólisis de la OTA y OTB, respectivamente, que no poseen la molécula de fenilalanina y no se consideran tóxicos (Pavón et al., 2007. RCCV Vol. 1 (2)).

En los últimos años, las ocratoxinas y en particular la ocratoxina A, han recibido una especial atención, debido a su elevado poder toxicológico. La ocratoxina A, que tiene un marcado carácter nefrotóxico, se ha relacionado con enfermedades graves, como la "nefropatía endémica de los Balcanes" o tumores en el tracto urinario en personas y la "nefropatía espontánea porcina" o la "nefropatía aviar" en los animales. Además, los estudios realizados con animales y en líneas celulares humanas han puesto de manifiesto sus propiedades carcinogénicas, genotóxicas, inmunotóxicas, hepatotóxicas, neurotóxicas y teratogénicas (Kuiper-Goodman, T. 1996. Food Addit. Contam. 13, pag. 53-57) y se ha detectado en sangre humana después del consumo de alimentos contaminados con ella (Petkova-Bocharova, T. et al., 1988. Food Addit. Contam. 5, pag. 299-301).

Por ello, y para garantizar la salud de los consumidores expuestos a esta micotoxina, en la Unión Europea se han fijado límites en la concentración de OTA permitida en cereales, pasas, café tostado en grano o molido, café instantáneo, vinos y mostos de uva y especias. Los límites varían de acuerdo con la materia prima, pero se encuentran en un rango de 2-10 μg/kg. En el caso de frutos secos derivados de la vid el valor permitido es de 10 μg/kg y el límite para cereales no procesados es de 5 μg/kg, mientras que para productos de cereales procesados destinados al consumo humano directo es de 3 μg/kg. Sin embargo, se ha establecido un límite menor de 0,5 μg/kg para los alimentos procesados a base de cereales cuando éstos están destinados a lactantes y a niños (European Commission Regulation (EC) No. 1881/2006 del 19 de diciembre de 2006). Por su parte, la Organización Mundial de la Salud (OMS) ha propuesto 5 μg/kg como límite máximo de OTA en cereales.

A través del Reglamento UE 105/2010, se fija por primera vez y con carácter temporal para las especias y regaliz un contenido máximo de ocratoxina A, que entra en vigor este mes de julio y que será más estricto a partir de 2012. En el caso de las especias se establecen la concentración máxima de 30 μg/kg desde el 1.7.2010 hasta el 30.6.2012, y de 15 μg/kg a partir del 1.7.2012. Las especias consideradas son: Capsicum spp. (frutos de dicho género secos, enteros o pulverizados, con inclusión de los chiles, el chile en polvo, la cayena y el pimentón), Piper spp. (frutos, con inclusión de la pimienta blanca y negra), Myristica fragrans (nuez moscada), Zingiber officinale (jengibre), Curcuma longa (cúrcuma), y mezclas de especias que contengan una o más de las especias antes mencionadas.

Debido por tanto a que OTA representa un problema real en el sector alimentario por su toxicidad y alta presencia en una gran cantidad de alimentos y bebidas, resulta necesario reducir los niveles de esta micotoxina presente en los alimentos. En este contexto, se buscan métodos fiables capaces de degradar esta micotoxina.

En la industria del café, por ejemplo, se ha descrito que la descafeinización con solventes reduce significativamente los niveles de OTA (Heilmann W. et al., 1999. Eur. Food Res. Technol. 209, pag. 297-300), además, la aplicación de tratamientos con ozono se propone también como método de destoxificación de los granos contaminados con OTA (McKenzie K.S. et al., 1997. Food Chem. Toxicol. 35, pag. 807-820). Por otra parte, en bodegas se han realizado diversos estudios para reducir la presencia de OTA en mostos de vinos y en vinos entre los que se incluyen diferentes procedimientos de descontaminación basados en la eliminación físico-química de la toxina (Castellari M. et al., 2001. J. Agric. Food Chem. 49, pag. 3917-3921; Dumeau F., y Trionè D., 2000. Rev. Fr. Oenol. 95, pag. 37-38; García-Moruno E. et al., 2005. Am. J. Enol. Vitic. 56, pag. 73-76).

La utilización de métodos físicos o químicos para la descontaminación de micotoxinas puede eliminar, además de la micotoxina, muchas sustancias importantes desde el punto de vista organoléptico o nutricional. Por ello, los métodos de degradación biológica de toxinas constituyen una estrategia muy prometedora actualmente.

Respecto a la descontaminación biológica de OTA, en la literatura científica se han descrito enzimas con actividad carboxipeptidasa A (CPA), como la CPA de páncreas bovino (Sigma), capaces de degradar OTA. Estas enzimas hidrolizan el enlace amídico en la molécula de OTA con la producción de L-fenilalanina y ocratoxina α (OTα) (Pitout M.J. 1969. Biochem Pharmacol 18, pag. 485-491).

Posteriormente se ha descrito que algunos microorganismos poseen un mecanismo de acción en la degradación de OTA similar al que llevan a cabo las enzimas CPA, como por ejemplo Phenylobacterium immobile (Wegst W. y Lingens F. 1993. FEMS Letters 17, pag. 341-344), Acinetobacter calcoaceticus, (Hwang C.A., y Draughon F.A. 1994. J. Food Prot. 57, pag. 410-414) ó Aspergillus niger (Abrunhosa L. y Venancio A. 2007. Biotechnol. Lett. 29, pag. 1909-1914). Además es conocido que algunas cepas de Rhodococcus son capaces de degradar una amplia variedad de compuestos orgánicos, como por ejemplo Rhodococcus erythropolis que recientemente se ha visto que puede degradar aflatoxina B1, una micotoxina estructuralmente diferente a OTA. (Teniola O.D. et al., 2005. Int. J. Food Microbiol. 105, pag. 111-117).

Sin embargo, aunque los resultados obtenidos tienen importantes implicaciones en seguridad alimentaria, ninguno de los microorganismos mencionados en el párrafo anterior y con capacidad para degradar OTA se utilizan en la industria alimentaria.

Por tanto, a pesar de que se han descrito distintos tratamientos basados en métodos físicos, químicos y biológicos para reducir los niveles de ocratoxina A, por ahora ninguno de los tratamientos descritos se pueden utilizar para la destoxificación de OTA en alimentos.

Entre los procedimientos físico-químicos habitualmente utilizados se incluyen lavados físicos-químicos, tratamientos con materiales absorbentes, extracción con solventes, etc. Estos métodos... [Seguir leyendo]

1. Uso de un microorganismo perteneciente al género Brevibacterium para la degradación biológica de ocratoxina A.

2. Uso del microorganismo según la reivindicación 1, donde el microorganismo es Brevibacterium casei, Brevibacterium linens, Brevibacterium iodinum o Brevibacterium epidermidis.

3. Uso de un microorganismo según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, donde la degradación biológica de ocratoxina A tiene lugar en, al menos, un producto alimentario.

4. Uso según la reivindicación 3, donde el producto alimentario está destinado al consumo humano.

5. Uso según la reivindicación 3, donde el producto alimentario está destinado al consumo animal.

6. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, donde el producto alimentario es un cereal.

7. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, donde el producto alimentario es una especia.

8. Uso de al menos una molécula con actividad biológica producida por el microorganismo según se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, para la degradación biológica de ocratoxina A.

9. Uso según la reivindicación 7 donde la molécula con actividad biológica es una proteína.

10. Uso según la reivindicación 8, donde la proteína degrada ocratoxina A en, al menos, ocratoxina α.

11. Uso de una composición, que comprende el microorganismo según se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, para la degradación biológica de ocratoxina A.

12. Uso de una composición que comprende la molécula con actividad biológica, según se describe en cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, para la degradación biológica de ocratoxina A.

13. Uso de una composición que comprende el microorganismo según se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2 y la molécula con actividad biológica según se describe en cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, para la degradación biológica de ocratoxina A.

14. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, para la producción de ocratoxina α que procede de la degradación biológica de ocratoxina A.

15. Método para la degradación biológica de ocratoxina A, que comprende: