Protocolo de producción de aflatoxinas


Aislamiento, purificación e identificación de mohos productores de aflatoxinas

Para determinar si una cepa de Aspergillus es productora de aflatoxinas, el moho axénico se inocula en algún sustrato como granos de cereales, en condiciones que favorezcan la producción de aflatoxinas, por ejemplo en arroz por sus propiedades nutrimentales. La cuantificación de las micotoxinas se lleva a cabo por métodos químicos. Sin embargo, con el paso del tiempo se incluyeron medios de cultivo selectivos para probar si las cepas son productoras de aflatoxinas, los cuales se consideran métodos cualitativos rápidos para su detección. Debido a que uno de los factores que condiciona el nivel y la síntesis de aflatoxinas es la composición del sustrato, se han propuesto estos medios con elevadas concentraciones de carbohidratos, ácidos grasos, vitaminas y otros nutrimentos, los cuales favorecen la producción de aflatoxinas y su detección directamente en la placa donde se está desarrollando el moho, además, del uso de aditivos al medio con la propiedad de incrementar la fluorescencia natural de aflatoxinas al ser observadas bajo luz UV (365 nm).


Medios de cultivo selectivos para la identificación de cepas productoras de aflatoxinas
Uno de los primeros medios diferenciales (ADM) fue el de Bothast y Fennell (1974) al sembrar cepas de Aspergillus flavus y A. parasiticus es un medio de cultivo selectivo que contiene 1.0 % de extracto de levadura, 1.5% de triptona como fuente de nitrógeno y 0.5% de cloruro férrico, incubando a 28°C por 3 días. Observaron que producen por el reverso de la colonia un color amarillo naranja, sin embargo, posteriormente se comprobó que estas especies sintetizan ácido aspergílico, el cual reacciona con el citrato de amonio férrico y produce esa coloración, no siendo indicativo de la producción de aflatoxinas. Hara et al., (1974) modificaron la formulación para la identificación de cepas aflatoxígenas, mediante el uso de Czapek sin fuente de nitrógeno, eliminando el NaNO3 y adicionándolo con licor de maíz. Asimismo, emplearon otra formulación en donde utilizaron HgCl2 y (NH4) H2PO4 como fuente inorgánica de nitrógeno, encontrando que este último fue el mejor, ya que se observó una mayor intensidad de fluorescencia bajo luz UV en las cepas productoras de aflatoxinas, estos resultados fueron confirmados por cromatografía de capa fina. Hamsa y Ayres (1977) adicionaron dicloran y estreptomicina al medio ADM y recomendaron incubar a 28°C por 5 días. Pitt et al., (1983) también reformularon el medio de cultivo ADM y adicionaron otros compuestos como dicloran y cloranfenicol para disminuir el desarrollo de la colonia fúngica e inhibir el crecimiento de bacterias, respectivamente, denominado este medio como agar de Aspergillus flavus y parasiticus (AFPA). Encontrando que cuando las colonias de A. flavus, A. parasiticus y A. nomius se incuban a 30°C durante 42-48 h, se distingue un color amarillo naranja en el reverso de la colonia. Este medio se recomienda para la detección de cepas productoras de aflatoxinas en nueces, maíz, especias entre otros sustratos. Fente et al., (2001) desarrollaron otro medios como extracto de levadura sacarosa (YES), Sabouraud (SB) (AFPA y Czapek (CZ) para la identificación de cepas aflatoxigénicas adicionados con un derivado metilado de β ciclodextrina, observando una fluorescencia azul-verde alrededor de la colonia bajo luz UV (365 nm) al tercer día de incubación a 28°C, confirmando los resultados por cromatografía de alta resolución (HPLC). En otros trabajos realizados por Ordaz et al., (2002) y Fente et al., (2006) además, adicionaron desoxicolato de sodio formándose un anillo beige alrededor de la colonia en los medios probados y el aumento de fluorescencia por la presencia de la β ciclodextrina bajo la luz UV (365 nm).

Formulación de agar de Aspergillus flavus y parasiticus (AFPA) Extracto de levadura 20.0 g Peptona (bacteriológica) 10.0 g Citrato de amonio férrico (III) 0.5 g Dicloran (2,6-dicloro4-nitroanilina) 0.002 g Cloranfenicol 0.1 g Agar 15.0 g Agua destilada 1000.0 ml
Preparación: disolver el extracto de levadura, la peptona, el citrato de amonio férrico (III) y el agar con calor. Adicionar 1.0 ml de una solución etanólica de dicloran al 0.2% (w/v) y 10 ml de una solución etanólica de cloranfenicol al 1%. Ajustar el pH a 6.2 y esterilizar en autoclave a 121 °C por 15 min. Dejar enfriar a 50°C y vaciar en cajas de Petri estériles. Dejar solidificar y en cuarentena, después se pueden utilizar inmediatamente o almacenar en oscuridad a 4°C durante un periodo de cuatro semanas hasta su uso.


Bibliografía


Producción de aflatoxinas en arroz (Shotwell et al., 1966)

Preparación del inóculo



Se utilizan cultivos axénicos de Aspergillus flavus, A. parasiticus, A. nomius, entre otros, aislados de diferentes sustratos para determinar si son cepas productoras de aflatoxinas. El inóculo se prepara en tubos de cultivo (1.5 por 15 cm) con medio de papa-dextrosa-agar (PDA) y una asada de esporas de la cepa del moho a evaluar.





Figura 1. a) Colonias de Aspergillus flavus y b) A. parasiticus


Preparación del medio de cultivo


Matraz 1 adicionar 100 ml agua destilada, 20 g dextrosa, 0.2 g CaCO3 y 0.2 g MgSO4 .7H2O.
Matraz 2 agregar 400 ml de agua destilada y 15 g de agar.
Matraz 3 añadir 200 g de papas (peladas y cortadas en rodajas) y 500 ml de agua destilada. El contenido del matraz 3 se esteriliza durante 5 min., a 121° C y 15 libras de presión en una autoclave y se filtra a través de cuatro capas de manta de cielo. La solución se lleva al volumen original. Simultáneamente, el agar en el matraz 2 se calienta en baño María y la solución en el matraz 1 se calienta a ebullición. El contenido de los tres matraces se homogeniza hasta obtener una mezcla uniforme, el medio de cultivo se vacía en los tubos (7 ml) y se esteriliza en autoclave, después los tubos se inclinan hasta que solidifique el medio de cultivo.




Figura 2. a) Preparación de tubos con medio de cultivo y 2 b) tubos inclinados con PDA.


Los tubos de cultivo con medio inclinado se inoculan con cepas de A. flavus y se incuban por 7 días a 28° C, de cada cepa se hacen tres repeticiones. Después de este periodo de incubación los cultivos presentan una gran cantidad de conidios verdes, agregar 3 ml de 0.005% Tritón X-100 por tubo. Raspar los cultivos para desprender las esporas con un asa bacteriológica. Posteriormente el tubo se agita manualmente para obtener una suspensión uniforme de fragmentos miceliares y conidios.





Figura 3. Cultivos de A. flavus en tubo




Figura 4. Cultivos de A. flavus con 3 ml de Tritón X-100.


Proceso de fermentación
La fermentación se lleva a cabo en matraces Erlenmeyer de 250 ml (1 matraz para cada tubo de cultivo) que contienen 50 g de arroz pulido (de grano largo), agregar 25 ml de agua, dejar reposar durante dos horas y después lavar varias veces, hasta eliminar la mayor cantidad de almidón. Los matraces conteniendo el arroz lavado se esterilizan en la autoclave a 15 libras de presión durante 15 min y se dejan enfriar.





Figura 5. Matraces con arroz esterilizado y listos para ser inoculados con A. flavus.


El arroz se inocula con 0.5 ml de la suspensión de esporas y se incuba en un agitador a 28° C y 188 rev/min, en agitación continua. Adicionar, si es necesario, hasta 5 ml de agua estéril a las 24 y 45 h, lo suficiente para evitar que los granos de arroz se adhieran entre sí. Si el arroz se apelmaza y forma grumos, los matraces se retiran del agitador y el material se afloja agitando de forma manual cada matraz vigorosamente. Es importante que el arroz no forme una masa compacta, para favorecer la colonización y crecimiento del hongo en los granos.





Figura 6 y 7. Matraces con arroz inoculados con A. flavus en agitación


Después de 48 h de la inoculación, los granos de arroz deben mostrar pequeñas áreas blancas que corresponden al desarrollo del micelio de estos mohos. Posteriormente, el arroz cambia a un color amarillo brillante, debido a la formación de conidios, que se oscurece a un color marrón como el color del trigo.





Figura 8 y 9. El moho empieza a crecer en el arroz y después de 6 días.


Al final de fermentación (5 a 6 días), los matraces se esterilizan en autoclave para destruir el hongo, se deja enfriar a temperatura ambiente y el arroz inoculado con las cepas de A. flavus se secan en un horno a 50° C, el arroz se muele y se guarda en bolsas de papel encerado en el congelador hasta su análisis químico.





Figura 10. El Esterilizar los matraces por 5 min.




Figura 11. Se muelen y se guardan en bolsas en congelación.



Para saber si las cepas inoculadas en el arroz son productoras de aflatoxinas, se utilizan métodos cualitativos o cuantitativos para su determinación.



Bibliografía

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Identificación morfológica de mohos productores de micotoxinas

UNAM-DGAPA-PAPIME
Proyecto PE206620

Colaboración


Dra. María Cristina Julia Pérez Reyes
Dra. Gabriela Sánchez Hernández
M. en C. Rebeca Martínez Flores
M. en C. José Luís Garza Rivera
M.C.yT.E. Juan Espinosa Rodríguez

Dra. María Cristina Julia Pérez Reyes
Responsable de proyecto

crisp28@yahoo.com.mx

Dra. Gabriela Sánchez Hernández
Corresponsable de proyecto

gasaher@yahoo.com


Agradecimientos a:

D.G. Luz Gabriela Flores Sánchez
Ilustración digital y animación

Dra. Nallely Cano Domínguez
Colaboración y revisión de protocolos de biología molecular