Un brote de contaminación de cultivos en Kenia inspira a un estudiante de posgrado para mejorar el almacenamiento del arroz

Faith Ouma, estudiante de doctorado en el departamento de ciencias de la alimentación de la Universidad de Arkansas, fue la autora principal de "Investigating safe storage conditions to mitigate aflatoxin contamination in rice" ("Investigación de condiciones de almacenamiento seguras para mitigar la contaminación por aflatoxinas en el arroz"). El trabajo se publicó en Food Control, revista internacional de seguridad alimentaria.

Ouma cursó estudios universitarios de bioquímica en Kenia antes de obtener un máster y un doctorado en la Universidad de Arkansas. Su estudio se realizó a través de la Estación Experimental Agrícola de Arkansas, la rama de investigación de la División de Agricultura del Sistema de la Universidad de Arkansas. El departamento de ciencias de la alimentación forma parte del Dale Bumpers College of Agricultural, Food and Life Sciences.

Cuando se expone a malas condiciones de almacenamiento, como altas temperaturas y humedad, el arroz puede contaminarse con hongos. Los hongos pueden producir compuestos tóxicos naturales denominados micotoxinas, aunque los investigadores aún no han descubierto por qué producen estas toxinas. Las aflatoxinas, una familia de micotoxinas, son compuestos tóxicos clasificados por el Centro Internacional de Investigaciones sobre el Cáncer como carcinógenos del grupo 1, lo que significa que hay pruebas suficientes de que pueden causar cáncer en humanos. Las aflatoxinas también suponen un riesgo mayor para los niños, ya que amenazan su sistema inmunitario y su crecimiento.

"Las aflatoxinas no son un gran problema en Estados Unidos debido al desarrollo", explica Ouma. "Pero en Kenia, de donde yo vengo, es uno de los puntos críticos. Hubo un tiempo en que la gente moría por consumir maíz contaminado con aflatoxinas".

Según una investigación publicada en 2020 por la revista Journal of Young Investigators, en 2004 se produjo en Kenia el brote de aflatoxinas más extremo del mundo, con 317 casos y 125 muertes.

Griffiths Atungulu, profesor asociado de ciencias de la alimentación y director del Programa de Procesamiento del Arroz de Arkansas, es asesor y coautor de Ouma. Otros coautores son Kaushik Luthra, becario postdoctoral de ciencias de la alimentación, y Abass Oduola, antiguo estudiante de doctorado de ciencias de la alimentación.

El proyecto forma parte de un objetivo de investigación más amplio de Ouma sobre la seguridad de los productos de arroz listos para el consumo, como el arroz instantáneo, que mantendrá mientras cursa su doctorado. Por su investigación sobre la seguridad del arroz, obtuvo el primer premio de la Asociación de Arkansas para la Protección de los Alimentos por su póster en la división de Intervenciones, antes y después de la cosecha en 2022. También fue reconocida como ponente destacada en la Reunión Internacional Anual de la Sociedad Americana de Ingenieros Agrícolas y Biológicos por su presentación oral ese mismo año.

La contaminación por aflatoxinas supone un riesgo aún mayor en productos como el arroz instantáneo y las tortas de arroz. Atungulu señaló que la ventana del productor para mitigar este riesgo está en las primeras fases del procesado del arroz. En el procesamiento posterior para crear productos como el arroz instantáneo y las tortas de arroz, ni siquiera las altas temperaturas que alcanzan los 200 grados Celsius, o 392 grados Fahrenheit, eliminarán las aflatoxinas una vez producidas. Incluso si las altas temperaturas fueran eficaces para destruir la aflatoxina, probablemente degradarían la calidad nutricional.

"Una vez formada la toxina, el grano se vuelve casi inservible", afirma Atungulu.

Investigar las condiciones de crecimiento

Los investigadores se propusieron entender cómo prevenir la formación de aflatoxinas midiendo cómo influían la temperatura, la humedad, el tiempo de almacenamiento y la humedad en el crecimiento de la toxina.

Se recogió arroz de una granja de Hazen y se dividió en arroz en bruto, arroz integral y arroz elaborado. El arroz basto no está procesado y todavía tiene su cáscara, o cubierta protectora dura, mientras que el arroz integral no la tiene. Al arroz elaborado se le han retirado la cáscara y las capas de salvado. A continuación, las muestras de cada tipo de arroz se dividieron en autoclavadas, o esterilizadas por vapor, y no autoclavadas. Todas las muestras se inocularon con Aspergillus flavus, un tipo de hongo que produce aflatoxinas, y el equipo realizó un seguimiento de los niveles de aflatoxinas.

"Buscábamos cuáles eran los entornos que hacían que estos hongos se sintieran tan seguros como para empezar a producir la toxina", explicó Atungulu.

Los investigadores midieron el ergosterol, una sustancia de las paredes celulares del hongo, y la cantidad de aflatoxina B1, una potente toxina relacionada con el cáncer de hígado y la supresión del sistema inmunitario. Los investigadores descubrieron que los niveles de temperatura y humedad relativa eran los que más influían en el crecimiento de los hongos, y que su efecto era aún mayor cuando se daban a la vez. También descubrieron que el arroz integral tenía niveles notablemente altos de aflatoxina B1 debido a las grasas de su salvado, que pueden proporcionar carbono para un mayor crecimiento de hongos y producción de aflatoxinas.

El estudio de Ouma demostró que las condiciones adecuadas de almacenamiento del arroz para reducir el riesgo de aflatoxinas tras la cosecha incluyen una temperatura inferior a 20 grados Celsius, o 68 grados Fahrenheit, y una humedad relativa inferior al 75%. Aunque la investigación implicó cuidadosas mediciones de los niveles de hongos y aflatoxinas a diversas temperaturas, niveles de humedad y otros parámetros, Ouma dijo que espera que el impacto de su trabajo sea doble.

"Por mucho que quiera publicar datos, también quiero llegar a algo que pueda ayudar a resolver un problema del mundo real cuando vuelva a casa", dijo Ouma.

Para obtener más información sobre la investigación de la División de Agricultura, visite el sitio web de la Estación Experimental Agrícola de Arkansas: https://aaes.uada.edu. Siga en Twitter en @ArkAgResearch. Para obtener más información acerca de la División de Agricultura, visite https://uada.edu/. Síganos en Twitter en @AgInArk. Para obtener información sobre los programas de extensión en Arkansas, póngase en contacto con su agente local del Servicio de Extensión Cooperativa o visite www.uaex.uada.edu.

Acerca de la División de Agricultura

La misión de la División de Agricultura del Sistema de la Universidad de Arkansas es fortalecer la agricultura, las comunidades y las familias mediante la conexión de la investigación confiable con la adopción de las mejores prácticas. A través de la Estación Experimental Agrícola y el Servicio de Extensión Cooperativa, la División de Agricultura lleva a cabo trabajos de investigación y extensión dentro del histórico sistema educativo de concesión de tierras de la nación.

La División de Agricultura es una de las 20 entidades del Sistema de la Universidad de Arkansas. Tiene oficinas en los 75 condados de Arkansas y profesores en cinco campus del sistema.

La División de Agricultura del Sistema de la Universidad de Arkansas ofrece todos sus programas y servicios de extensión e investigación sin distinción de raza, color, sexo, identidad de género, orientación sexual, nacionalidad, religión, edad, discapacidad, estado civil o condición de veterano, información genética o cualquier otra condición legalmente protegida, y es un Empleador de Acción Afirmativa / Igualdad de Oportunidades.