Determinación de aflatoxinas en alimentos veganos: bioaccesibilidad y neurotoxicidad in vitro

• Autores: Iván Romero Sánchez
• Directores de la Tesis: Maria Yolanda Madrid Albarran (dir. tes.), Emma Gracia-Lor (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2025
• Idioma: español
• Número de páginas: 360
• Títulos paralelos:
  • Determination of aflatoxins in vegan foods: bioaccessibility and neurotoxicity in vitro assays
• Tribunal Calificador de la Tesis: Mª Milagros Gómez Gómez (presid.), Esther Gómez Mejía (secret.), María Luisa Marina Alegre (voc.), Ana María García Campaña (voc.), Massimo Frangiamone (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Avanzada por la Universidad Complutense de Madrid
• Menciones:
  • Internacional
• Calificación: Sobresaliente Cum Laude
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología vegetal (botánica)
      • Micología (setas)
  • Ciencias médicas
    • Toxicología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    La exposición oral a micotoxinas constituye un riesgo para la salud humana y animal debido a la elevada toxicidad de estos compuestos y a su frecuente aparición en cultivos y alimentos procesados. Entre las micotoxinas más tóxicas están las aflatoxinas, que causan diferentes toxicidades y están fuertemente involucradas en procesos carcinogénicos. Por ello, el control de su presencia en los alimentos, y el efecto del cocinado y de la digestión gastrointestinal del alimento sobre las aflatoxinas constituyen una aproximación transversal y realista para evaluar los riesgos de exposición a estas sustancias. Esta Tesis Doctoral aborda el riesgo de exposición a micotoxinas mediante el desarrollo de metodologías para el análisis de las aflatoxinas B1, B2, G1 y G2 (AFs) en distintas variedades de arroz y bebidas vegetales, adquiridas comercialmente; la evaluación de su bioaccesibilidad y del efecto detoxificante del cocinado; y la evaluación de la neurotoxicidad in vitro de las AFs, la ocratoxina A (OTA) y la esterigmatocistina (STG).

    La determinación de las aflatoxinas en los alimentos se efectuó mediante cromatografía liquida de alta resolución acoplada a la espectrometría de masas en tándem (HPLC-MS/MS), aplicando distintas metodologías de extracción y purificación de los extractos que fueron previamente optimizadas. Las metodologías desarrolladas se caracterizaron en términos de exactitud, linealidad y precisión. La aplicación de cada metodología detectó la presencia de la aflatoxina B1 en dos muestras de arroz comerciales y de las aflatoxinas B1, B2 y G1 en una muestra de bebida vegetal, confirmando la utilidad de los métodos desarrollados para la monitorización efectiva de aflatoxinas en este tipo de productos de elevado consumo.

    La aplicación de un proceso de digestión gastrointestinal in vitro permitió evaluar la bioaccesibilidad de las aflatoxinas en los alimentos seleccionados. Para el arroz, la bioaccesibilidad fue evaluada tras cada etapa digestiva (salivar, gástrica y duodenal) a partir de dos variedades (blanco e integral). Los resultados obtenidos confirman un comportamiento similar entre aflatoxinas, con mayor bioaccesibilidad a partir del arroz blanco, y una influencia determinante de la etapa digestiva gástrica sobre la bioaccesibilidad final de las aflatoxinas del arroz integral. Paralelamente, la capacidad detoxificante del cocinado por cocción de ambos arroces confirma la inestabilidad de las aflatoxinas G frente al tratamiento y el potencial extractivo del agua de cocción sobre las aflatoxinas (superior sobre el arroz integral). Para las bebidas vegetales, únicamente se evaluó la bioaccesibilidad final de las AFs al término de la digestión duodenal y se compararon los valores obtenidos entre las bebidas vegetales seleccionadas (arroz, avena, almendra y soja). En este caso, la bioaccesibilidad está influenciada por el tipo de aflatoxina y por la composición de la bebida vegetal, lo que evidencia la relevancia de la matriz alimentaria en el comportamiento digestivo de las aflatoxinas.

    Finalmente, la evaluación del potencial neurotóxico in vitro de las AFs, la OTA y la STG se efectuó mediante la evaluación de su capacidad agregativa sobre el péptido beta amiloide 1-42 y de su citotoxicidad sobre la línea celular neuronal SH-SY5Y. Los resultados obtenidos mediante microscopía de transmisión electrónica (TEM) evidencian la capacidad agregativa de las aflatoxinas B1 y G1, la STG y, en menor grado, la OTA sobre el péptido amiloide, mientras que los resultados de viabilidad celular empleando un ensayo MTT muestran la elevada citotoxicidad de la STG y la OTA en comparación a las aflatoxinas G1 y B1. Adicionalmente, la coadministración de la curcumina y de la cafeína con cada micotoxina pueden reducir el efecto agregativo de las aflatoxinas y la STG, así como la citotoxicidad de la aflatoxina B1, la OTA y la STG, lo que confirma su potencial efecto neuroprotector frente a estas micotoxinas.

  • English

    Oral exposure to mycotoxins poses a serious risk to human and animal health due to their high toxic potential and frequent occurrence in crops and processed foods. Among the most toxic mycotoxins are aflatoxins, which cause a wide range of acute and chronictoxicities and are strongly implicated in carcinogenic processes. Consequently,controlling their presence in food and evaluating the effect of cooking and gastrointestinal digestion on the integrity of aflatoxins constitute a transversal and realistic approach to correctly evaluate the harmful effects of aflatoxins. The Doctoral Thesis entitled "Determination of Aflatoxins in vegan foods:bioaccessibility and neurotoxicity in vitro assays", evaluates the risk of exposure to mycotoxins by applying a multi-faceted approach: 1) Development of analytical methodologies for the analysis of aflatoxins B1, B2, G1, and G2 (AFs) in rice and plantbased beverages commercially acquired; 2) Evaluation of their bioaccessibility through the application of in vitro gastro-digestion assay and the detoxifying effect of cooking 3) Evaluation of neurotoxicity of AFs, ochratoxin A (OTA), and sterigmatocystin (STG) by means of their aggregating capacity on the Aβ1-42 peptide and their cytotoxicity on theSH-SY5Y neuronal cell line..