Patulina

 
patulina
Nombre IUPAC
4-hidroxi-4H-furo[3,2-c]piran-2(6H)-ona
General
Fórmula molecular C7H6O4 
Identificadores
Número CAS 149-29-1[1]​
ChEBI 74926
ChEMBL 294018
ChemSpider 4534
DrugBank DB15586
PubChem 4696
UNII 95X2BV4W8R
KEGG C16748
O=C\1O/C2=C/COC(O)C2=C/1
InChI=1S/C7H6O4/c8-6-3-4-5(11-6)1-2-10-7(4)9/h1,3,7,9H,2H2
Key: ZRWPUFFVAOMMNM-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Apariencia Prismas compactos
Densidad 1,52 kg/m³; 0,00152 g/cm³
Masa molar 154,12 g/mol
Punto de fusión 110 K (−163 °C)
Propiedades químicas
Solubilidad en agua Soluble
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
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La patulina es una toxina producida por mohos muy diferentes. Se describió por primera vez en la década de 1940, cuando se descubrió en la especie Penicillium patulum, más tarde llamada Penicillium urticae y hoy conocida como Penicillium griseofulvum.[2]​ La patulina se ha encontrado en micromicetos de los géneros Aspergillus, Byssochlamys, Gymnoascus, Paecilomyces y Penicillium, aunque ahora se han añadido a la lista algunas cepas de Mucor y algunos deuteromicetos.[3]​ Uno de los mayores productores de patulina es Penicillium expansum, causante de múltiples pérdidas en frutas.[4]​

La patulina puede detectarse tanto en piensos para animales como en verduras, cereales y frutas destinados al consumo humano. Se encuentra con mucha frecuencia en zumos de manzana no fermentados. El grado de contaminación está relacionado con el grado de podredumbre y la patulina apenas se extiende fuera de los tejidos alterados.[5]​

Aunque no hay datos directos sobre su toxicidad natural, se han demostrado efectos adversos a la salud a altas concentraciones en laboratorio, por lo cual la OMS y la FAO han establecido conjuntamente un máximo tolerable de ingesta diaria de esta sustancia de 0,4 mg/kg de peso.[2]​[6]​

Otros nombres de la patulina

A la patulina se la conoce también por los siguientes nombres: clairformina, clavacina, clavatina, claviformina, expansina, gigantina, leucopina, micoína c, micoína c3, micosina, penatina, penicidina y tercinina-hexano.[4]​

Presencia en los alimentos

Los hongos productores de micotoxinas infectan frecuentemente especies vegetales, inutilizándolas para el consumo humano y animal. Ciertas condiciones ambientales favorecen el desarrollo de organismos que contaminan estos alimentos en los lugares de crecimiento, maduración, cosecha y almacenaje.[7]​

La capacidad toxigénica de determinadas cepas de Penicillium expansum como productor de patulina está comprobada; este hongo es el principal responsable de la presencia de patulina en las manzanas y sus productos. No puede descartarse la presencia de esta micotoxina en las frutas aparentemente sanas, ya que el moho puede infectar el interior de la fruta.[8]​

La patulina también se ha encontrado en uvas, peras, diversas verduras y cereales.[9]​

Propiedades químicas y biosíntesis

La patulina es una lactona. Su fórmula química es 4-hidroxi-4H-furo(3,2-c)piran-2(6H)-ona. Se presenta como un sólido blanco, cristalino, con un punto de fusión entre 105 y 108 °C. Es soluble en agua, etanol, acetato de etilo, cloroformo y acetona, ligeramente soluble en éter etílico y benceno, e insoluble en pentano y hexano. Es inestable en disoluciones alcalinas y pierde su actividad biológica en presencia de grupos sulfhidrilos; suele inactivarse en productos fermentados con levadura, como el pan horneado y la sidra.[10]​ Es estable en medio ácido, lo cual favorece su presencia en frutas frescas.[4]​ El carbón activado es un adsorbente de la patulina y en una concentración de 20 mg/ml puede eliminar más del 90% de la patulina en bebidas fermentadas.[11]​

La patulina posee una absorción ultravioleta máxima a 276 nm y bandas infrarrojas a longitudes de onda de 5.6, 6.0 y 6.1 μm.[12]​ Su detección se suele basar en cromatografía líquida de alta resolución en capa fina, o en métodos inmunoanalíticos.[13]​

La producción de la patulina depende de las condiciones de humedad y temperatura en las que se encuentren los hongos productores de esta micotoxina. En experimentos de laboratorio con Penicillium griseofulvum se observó que la mayor capacidad de producción de patulina se obtiene tras 20 a 30 días de cultivo y la temperatura óptima para la producción es de 28 °C.[14]​ En Penicillium expansum, la producción se incrementa durante los 12 primeras días, para disminuir a continuación. Las condiciones óptimas de producción se dan a 25 °C y pH 6, en presencia de fructosa.[15]​

Biosíntesis de la patulina

Propiedades farmacológicas

La dosis de micotoxinas requerida para causar un cierto efecto es normalmente un orden de magnitud menor si la vía de administración es por el tracto respiratorio o por vía intravenosa que si es por ingestión.[13]​ Esto es debido a que por la vía digestiva, la sustancia se absorbe en el intestino delgado y pasa por el hígado, donde tiene lugar una destoxificación (destrucción) del compuesto.

La patulina posee una intensa actividad antibiótica contra las bacterias Gram positivas y Gram negativas así como contra el bacilo de Koch (Mycobacterium tuberculosis). Posee también actividad antifúngica.[4]​ El complejo patulina-cisteína, cuando se crea bajo determinadas condiciones in vivo o in vitro (en una disolución tampón de ácido acético y acetato amónico de concentración 0.25 M y pH 5,4) es también bacteriostático hacia algunas bacterias, y retiene cierta capacidad de inactivar la enzima aldolasa del músculo de conejo.[10]​ Sin embargo su uso farmacéutico se ha abandonado debido a su toxicidad.[8]​

Diversos experimentos han puesto de manifiesto la capacidad de inhibición de la germinación de esporas de patógenos del arroz tales como Pyricularia oryzae, Drechdera oryzae y Gerlachia oryzae. Todos los extractos que se usaron en ese estudio revelaron altos niveles de patulina.[3]​

Efectos tóxicos

La patulina puede tener efectos nocivos en plantas, animales y seres humanos.

Se ha comprobado que la patulina inhibe la germinación de las semillas de varias especies de plantas, como el trigo, variedad lutescens, lechuga, variedad capitata y el rábano, en proporción a su concentración.[16]​

Se han descrito numerosos efectos tóxicos en animales vertebrados:

  • Se ha hallado un efecto inhibidor de la proliferación de linfocitos en el cerdo.[17]​
  • Provoca la muerte a los embriones de pollo. La dosis letal media antes de la incubación es de unos 68,7 μg; para aquellos de 4 días de edad es de 2,35 μg. En dosis subletales y en complejo con cisteína es teratogénica.[10]​

Otros estudios han puesto de manifiesto que la patulina produce hiperemia, congestión y lesiones hemorrágicas, especialmente en el tracto digestivo; así como náuseas y vómitos. Diversos autores han propuesto la alteración de la función de barrera de las células del epitelio intestinal, provocando daños y degeneración así como la consecuente inflamación y hemorragia; por otro lado también se ha postulado una disminución de la producción de IFN-γ por los linfocitos T, con el consiguente riesgo de alergias.[4]​

Límites legales

A partir del descubrimiento de las aflatoxinas en la década de los 60, muchos países han adoptado reglamentos para proteger al consumidor frente a los efectos nocivos de las micotoxinas y para asegurar prácticas equitativas de comercio.

Dos elementos desempeñan un papel principal en el proceso de definir los niveles máximos para las micotoxinas, a saber:

  • Factores científicos para evaluar el riesgo, como la disponibilidad de datos toxicológicos, datos de consumo de alimentos, información sobre la concentración y distribución de las micotoxinas en los productos básicos y metodologías analíticas.
  • Factores económicos, como los intereses comerciales y aspectos vinculados con la inocuidad de los alimentos.

Para analizar la patulina en zumos de fruta al nivel de 50 µg/kg se dispone de metodologías analíticas validadas. Sin embargo, el límite de la UE de 10 µg/kg en alimentos para bebés y para lactantes se fijó a proviso hasta que se cuente con un método analítico adecuado.[18]​

El Reglamento Comunitario 1425/2003 (que remite al Reglamento (CE) n.º 466/2001) regula la aceptabilidad de un lote de comida en cuanto a su contenido en patulina.[19]​ Este reglamento se ha adaptado a la legislación española en el Real Decreto 481/2004, de 26 de marzo.[20]​

Referencias

  1. ↑ Número CAS
  2. ↑ a b Bennett, J. W.; Kich, M. (2003). «Mycotoxins». Clinical Microbiology Reviews 16 (3): 497-516. 
  3. ↑ a b Okeke, B. et al (1993). «Identification of mycotoxin-producin fungal strains: a step in the isolation of compounds active against rice fungan diseases». J. Agric. Food Chem. (en inglés) 41: 1731-1735. 
  4. ↑ a b c d e Falleiros de Pádual, R.A.; Machinski Junior, M. (2005). «Toxicological aspects and occurrence of patulin in apple juice». Semina: Ciências Agrárias, Londrina 26 (4): 535-542. 
  5. ↑ Otero Fernández-Trevejo, J.A.; Arias Verdés; Sersa Espinosa, R (2001). «Validación de un método para la determinación de patulina en jugos y purés de frutas por HPLC». Rev. Cubana Aliment Nutr 15 (1): 20-25. 
  6. ↑ Herrman, J.L.; Walker, R. «Risk analysis of mycotoxins by the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA)». Food, nutrition and agriculture. FAO. Archivado desde el original el 5 de marzo de 2012. Consultado el 3 de julio de 2014. 
  7. ↑ Levinskaité; Lugauskas, A.; Valiuskaité, A. (2005). «Potential toxin-producing micromycetes on fruit and berries of horticultural plants treated with fungicides». Botanica Lithuanica Suppl.7: 47-54”.  Texto «L. » ignorado (ayuda)
  8. ↑ a b Moss, M.O. (2008). «Fungi, quality and safety issues in fresh fruits and vegetables». J. Appl. Microbiol. 104 (5): 1239-43. PMID 18217939. doi:10.1111/j.1365-2672.2007.03705.x. 
  9. ↑ a b «Patulina». Archivado desde el original el 13 de marzo de 2013. Consultado el 28 de octubre de 2011. 
  10. ↑ a b c Ciegler, A.; Beckwith, A. C.; Jackson, L. K. (1976). «Teratogenicity of Patulin and Patulin Adducts Formed with Cysteine A». Applied and environmental microbiology. American Society for Microbiology (en inglés) 31 (5): 664-667. 
  11. ↑ Sands, D. C.; McIntyre, J. L.; Walton, G. S. (1976). «Use of activated charcoal for the removal of patulin fron cider». Applied and Environmental Microbiology (en inglés) 32 (2): 388-391. 
  12. ↑ Stott, W. T.; Bullerman, L. B. (1975). «Influence of carbohydrate and nitrogen source on patulin productin by Penicillium patulum». Applied Microbiology (en inglés) 30 (5): 850-854. 
  13. ↑ a b Piecková, Z.; Jesenká (1999). «Microscopic fungi in dwellings and their health implications in humans». Ann. Agric. Environ. Med. (en inglés) 6: 1-11. 
  14. ↑ Jiménez, J.J.; Mateo, R; Mateo; Huerta, T.; Hernández, E. (1991). «Effect of the incubation conditions on the production of patulin by Penicillium griseofulvum isolated from wheat». Mycophatologia 115 (3). 
  15. ↑ Podgórska, E. (1992). «Effect of Penicillium expansum culture conditions on patulin production». Acta Microbiol Pol. 41: 89—95. 
  16. ↑ Bustinza Lachiondo, F.; Caballero López, A. «Contribución al estudio de la influencia de los antibióticos en la germinación de las semillas». Anales del Jardín Botánico de Madrid: p.189. 
  17. ↑ Bernhoft, A. et al (2004). «Combined effects of selected Penicillium mycotoxins on in vitro proliferation of porcine lymphocytes». Mycpathologia 158: 421-450. 
  18. ↑ FAO (2004). Reglamentos a nivel mundial para las micotoxinas en los alimentos y en las raciones en el año 2003. 
  19. ↑ «Contenido máximo de determinados contaminantes». EUROPA: portal de la Unión Europea. Consultado el 28 de octubre de 2011. 
  20. ↑ BOE. «Real Decreto 481/2004, de 26 de marzo, por el que se fijan los métodos de toma de muestras y de análisis para el control oficial del contenido de patulina en determinados productos alimenticios». Consultado el 28 de octubre de 2011. 

Véase también

Enlaces externos