MyToolBox - Gestión inteligente e integrada de micotoxinas
¿Y si existiera una herramienta para ayudar a los gestores de silos a predecir la aparición de micotoxinas en sus instalaciones de almacenamiento, analizar los datos meteorológicos relevantes, reutilizar las cosechas contaminadas y comprender mejor la normativa? Resulta que existe una herramienta de este tipo actualmente en desarrollo: el proyecto MyToolBox. Los autores invitados Birgit Poschmaier y Rudolf Krska nos lo explican.
La Unión Europea ha calculado que entre el 5 y el 10% de la producción mundial de cultivos se pierde a causa de la contaminación por micotoxinas.1 Estas pérdidas se transforman en elevadas cargas financieras no sólo por las pérdidas de rendimiento y totales de los cultivos, sino también por los costes de inspección y análisis. Los fenómenos meteorológicos extremos complican aún más el panorama mundial de las micotoxinas, lo que exige que los métodos de previsión y detección se adapten a esta nueva y cambiante realidad. Aunque las soluciones innovadoras son esenciales para hacer frente a estos nuevos retos, la integración de los conocimientos y la experiencia existentes es un paso clave para que las partes interesadas a lo largo de la cadena alimentaria humana y animal aborden de forma sostenible el problema de las micotoxinas. Esta es la esencia misma de un proyecto a gran escala financiado ahora por la Comisión Europea: el proyecto MyToolBox (www.mytoolbox.eu) (Acuerdo de subvención nº 678012).
Integrar las necesidades de los usuarios en una plataforma de apoyo a la toma de decisiones en línea
Décadas de investigación han demostrado un enorme progreso en la detección de micotoxinas a lo largo de toda la cadena de producción, desde las materias primas hasta los alimentos que consumimos. Naturalmente, se han desarrollado y puesto en práctica métodos para reducir el riesgo de contaminación por micotoxinas. Éstos abarcan desde la gestión de los cultivos hasta la toma de muestras, el almacenamiento y el procesado. Con el tiempo, las normativas han llegado a reflejar gran parte de estos conocimientos, aunque en un lenguaje y un formato difíciles de entender y por los que resulta difícil navegar.
MyToolBox transforma estos conocimientos en textos fácilmente comprensibles que reflejan las técnicas más avanzadas de recopilación de datos: En lugar de navegar por listas de micotoxinas y cómo gestionarlas en diversos cultivos, los usuarios de MyToolBox pueden seleccionar primero el cultivo y explorar después cómo limitar la contaminación por micotoxinas en las distintas fases de producción. Por ejemplo, los límites máximos de la UE de deoxinivalenol (DON) en la harina de trigo utilizada para su transformación posterior son diferentes del límite máximo de DON en el trigo crudo utilizado para su transformación posterior.
Además, la concentración permitida de DON en el trigo destinado al consumo humano es inferior a la del trigo destinado a la alimentación animal. La plataforma electrónica MyToolBox invierte este enfoque al poner el cultivo en primer lugar, permitiendo al usuario seguir cada paso del procesado y las contaminaciones máximas de micotoxinas permitidas asociadas, con la ayuda de nuevos conocimientos resultantes de experimentos dedicados. Además de transformar la información existente en formatos fácilmente comprensibles, MyToolBox se esfuerza por apoyar a los usuarios finales en su toma de decisiones. Así, ha desarrollado herramientas de ayuda a la toma de decisiones en tiempo real para agricultores y gestores de silos, que les permiten reaccionar rápidamente ante posibles amenazas de micotoxinas.
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Micotoxinas
Este artículo fue publicado en Spot On #11
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Gestión de micotoxinas fácil de usar para los agricultores
En Europa, las micotoxinas más frecuentes para el trigo son el DON y la zearalenona (ZEN), producidas generalmente por hongos del género Fusarium. Para el maíz, las micotoxinas más frecuentes son las fumonisinas (FUM) y las aflatoxinas (AF), producidas generalmente por los hongos Fusarium y Aspergillus, respectivamente. Independientemente de la disponibilidad de huéspedes o cultivos vulnerables, el desarrollo de los hongos y la producción de toxinas dependen en gran medida de parámetros meteorológicos como la temperatura y la humedad. Por ejemplo, es bien sabido que las temperaturas cálidas y la lluvia durante la floración del maíz aumentan el riesgo de contaminación por aflatoxinas en el cultivo. MyToolBox ofrece una serie de recomendaciones a los agricultores que cultivan trigo, maíz, cebada y avena, que van desde la gestión de los restos y la rotación de cultivos hasta el uso de biopesticidas y cultivares resistentes, pasando por el apoyo en tiempo real durante la temporada de cultivo.
La herramienta de apoyo en tiempo real se basa en modelos de previsión conectados a estaciones meteorológicas de toda Europa. En MyToolBox, un agricultor, por ejemplo, puede identificar un campo, seleccionar la estación meteorológica más cercana e introducir datos básicos del cultivo, como la fecha de siembra. Al proporcionar actualizaciones mínimas, como el uso de pesticidas o el deshierbe, el agricultor recibirá entonces un mapa de riesgo del campo, que indica un riesgo bajo (verde), medio (ámbar) o alto (rojo) de contaminación por micotoxinas en el cultivo. Las contramedidas para reducir este riesgo, o las opciones sobre cómo manipular el material contaminado, pueden encontrarse entonces en MyToolBox; la herramienta proporciona tanto advertencias como recomendaciones.
Como parte del proyecto, MyToolBox probó la eficacia de nuevos biopesticidas que mitigan la contaminación por DON en el trigo (Reino Unido) y la avena (Noruega) y de cepas de Aspergillus atoxigénicas que reducen las aflatoxinas en el maíz en Serbia. Este último método resultó especialmente exitoso en los ensayos iniciales. Se obtuvieron resultados similares con el uso de cepas de Aspergillus atoxigénicas de origen local en algunos estados de África. Aunque la eficiencia económica está sujeta a nuevas mejoras, la eficacia del uso de cepas atoxigénicas demostró ser un método valioso para atajar la contaminación por aflatoxinas en el maíz en Europa.
Aprovechamiento de cultivos altamente contaminados
Si los niveles de contaminación superan todos los niveles máximos, incluso el destinado a piensos, se probaron opciones de uso alternativas para reutilizar lo que de otro modo serían cultivos inutilizables. Los experimentos a escala piloto demostraron que las enzimas recombinantes podían degradar simultáneamente hasta el 100% y el 90% de FB1 y ZEN, respectivamente. La biotransformación se confirmó mediante la formación de los productos de degradación no tóxicos FB1 hidrolizado y ZEN hidrolizado. Por otro lado, la producción de biogás demostró ser una forma sensata de utilizar el trigo y el maíz altamente contaminados: aunque la producción de metano se retrasó ligeramente, no se encontraron diferencias significativas en el rendimiento de metano entre el sustrato altamente contaminado y el mínimamente contaminado; la contaminación por micotoxinas del digestato se situó por debajo del LD. Estos resultados se han integrado en la plataforma electrónica MyToolBox para informar a los responsables de la planta, a los responsables de la producción de piensos y a los responsables de las plantas de bioetanol/biogás.
Sistema de alarma para la supervisión de silos
Además de los agricultores, los gestores de silos también tienen que velar por la seguridad de sus cultivos, ya que los hongos de almacenamiento pueden propagarse rápidamente y contaminar el grano almacenado con micotoxinas. La práctica actual en la gestión de silos consiste en medir la temperatura y la humedad relativa, de forma periódica o a distancia. Como parte del proyecto MyToolBox, se han desarrollado sensores que utilizan el CO2 como parámetro de alerta temprana. Al incluir el CO2 en el modelo de predicción, se puede prever una posible contaminación entre tres y cinco días antes que utilizando únicamente sensores sensibles a la temperatura; esto permite reaccionar más rápidamente ante la amenaza de contaminación. Los sensores de MyToolBox alertarán al usuario sobre el aumento potencial de ZEN (en el caso del trigo almacenado) y de aflatoxina (en el caso del maíz almacenado) más cercano a los nodos sensores del silo, lo que permitirá al usuario localizar la amenaza de contaminación en un lugar concreto del silo.
Hacer que el usuario cuente
Más allá de la previsión en tiempo real de micotoxinas en campos y silos, se pidió a un grupo de usuarios finales potenciales de los Países Bajos, Serbia, Italia, Reino Unido, Turquía y Noruega su opinión sobre una plataforma integrada de gestión de micotoxinas. Para lograr la máxima respuesta, se siguió un sólido plan de difusión que incluía la divulgación de los resultados en las comunidades científicas y programas para llegar a las industrias y los usuarios finales a través de talleres dirigidos a las partes interesadas. También aprovechamos las presentaciones en ferias y conferencias y las conexiones con otras redes y proyectos (como MycoKey e ISM) en Europa y China. Esto nos ayudó no sólo a producir una plataforma de fácil uso repleta de información procesable para las partes interesadas, sino también a ayudar en la evaluación de riesgos.
A diferencia de proyectos y normas anteriores, el proyecto MyToolBox aprovecha un enfoque totalmente integrado de múltiples actores con un alto grado de implicación del usuario final para abordar los problemas derivados de las micotoxinas a lo largo de la cadena alimentaria humana y animal. La reducción de los riesgos de micotoxinas en los cultivos se traducirá en una reducción de las pérdidas a lo largo de la cadena alimentaria. Al proporcionar información trazable a lo largo de la cadena de suministro utilizando la tecnología TIC dominante, MyToolBox puede contribuir de forma sustancial a la salud, la seguridad y el bienestar de los consumidores.