Granos y cereales bajo vigilancia: los riesgos de inocuidad que pueden llegar del campo al consumidor

Los granos y cereales pueden incorporar peligros físicos, químicos y biológicos desde el campo hasta las últimas etapas de procesamiento. Algunos son visibles, como piedras, fragmentos metálicos o insectos; otros requieren análisis especializados para detectarse, como las micotoxinas, los metales pesados y determinados microorganismos.

¿Cuál es la magnitud del riesgo químico? Una revisión publicada en la revista académica Food Chemistry: X apunta a una prevalencia de contaminación de 19.20% de micotoxinas en una muestra analizada de maíz, trigo y arroz en América. Específicamente el deoxinivalenol (DON) alcanzó hasta una tasa promedio de 49.6%.

Partiendo de este contexto, el reto para los fabricantes está en que cada peligro tiene un origen, un comportamiento y una estrategia de control diferente.

Además, algunos contaminantes pueden permanecer en el producto aunque este pase por procesos posteriores de limpieza, cocción o transformación.

Por eso, la gestión de inocuidad debe comenzar antes de que la materia prima llegue a la planta y continuar durante la recepción, limpieza, almacenamiento, procesamiento y distribución. Precisamente este enfoque fue abordado durante un webinar organizado por ILSI Mesoamérica (International Life Sciences Institute), dedicado a los principales riesgos de inocuidad asociados con granos y cereales.

Key takeaways

• Los riesgos físicos pueden incorporarse en casi cualquier etapa, desde la cosecha hasta el empaque, por lo que la limpieza, clasificación, mantenimiento y control de plagas son puntos relevantes.

• Las micotoxinas pueden llegar desde el campo y desarrollarse también durante el almacenamiento cuando existen condiciones favorables de humedad y temperatura.

• Los metales pesados requieren atención desde la producción agrícola, ya que elementos como arsénico, cadmio y plomo pueden llegar a los cultivos a través del suelo y el agua.

• Las esporas de Bacillus cereus pueden sobrevivir a la cocción, por lo que el manejo del alimento después del tratamiento térmico resulta determinante para evitar su crecimiento y la producción de toxinas.

• El control de inocuidad debe construirse por etapas, con variables, criterios de aceptación y métodos de verificación acordes con el peligro identificado.

Los riesgos físicos pueden incorporarse desde la cosecha hasta el empaque

Como lo mencionamos anteriormente, los riesgos físicos pueden aparecer en diferentes momentos de la cadena y no siempre tienen su origen en la planta.

Piedras, tierra, restos vegetales, insectos, fragmentos de materiales o partes de equipos pueden incorporarse o llegar al producto durante la producción, cosecha, transporte, almacenamiento y procesamiento.

En este sentido, Catalina Acuña Gutiérrez, coordinadora del Laboratorio de Granos del Centro de Investigación en Granos y Semillas de la Universidad de Costa Rica, explicó durante el webinar que las fuentes pueden ser tan diversas como las propias operaciones de la cadena.

Entre los materiales y situaciones que deben considerarse están:

• Campo y cosecha: piedras, tierra, rastrojos y otros materiales que pueden mezclarse con el grano durante la recolección.

• Personal y operaciones: botones, piezas de ropa, joyería u objetos personales que pueden desprenderse y terminar en el producto.

• Mantenimiento y equipos: fragmentos de componentes, piezas o materiales que pueden incorporarse por desgaste o desprendimiento.

• Almacenamiento: insectos, roedores, aves, excrementos, plumas, cuerpos de animales y otros residuos que pueden contaminar los granos.

• Transporte y manipulación: materiales provenientes de superficies, recipientes, vehículos o instalaciones que no se encuentren bajo condiciones adecuadas de limpieza.

El almacenamiento requiere especial atención porque la acumulación de polvo y residuos de los propios granos puede favorecer la presencia de insectos. La limpieza periódica de silos, equipos y áreas de almacenamiento forma parte de las medidas para reducir este riesgo.

La limpieza es un punto de control

La limpieza y clasificación constituyen una de las primeras barreras para retirar materiales que no deben formar parte del producto. Su funcionamiento depende de características como el tamaño, peso y forma del grano y de los materiales que se busca separar.

Acuña explicó que los sistemas de separación pueden utilizar zarandas, vibración e inclinación para retirar materiales de diferente tamaño.

En procesos más avanzados también se emplean clasificadores ópticos que utilizan cámaras y corrientes de aire para expulsar los granos o elementos no deseados.

La industria también dispone de detectores de metales, equipos de rayos X y sistemas de inspección óptica. Algunas tecnologías incorporan imágenes hiperespectrales, aunque su aplicación depende de factores como el costo de los equipos y la capacidad para procesar los datos generados.

La selección del sistema de control debe responder al producto y al peligro que se busca detectar. No existe una barrera única para todos los contaminantes físicos pero algunos de los factores que determinan qué tecnología resulta adecuadas son:

• el tamaño del grano

• las características del material extraño

• las condiciones de operación

Hablemos de las micotoxinas como un riesgo químico relevante

Las micotoxinas son sustancias tóxicas producidas por determinados hongos. Entre los géneros asociados con su producción se encuentran Aspergillus, Fusarium y Penicillium. Estos hongos pueden desarrollarse en distintos cultivos, incluidos maíz y trigo.

El riesgo puede comenzar en el campo y continuar durante la etapa poscosecha. María Viñas Meneses explicó que, cuando un grano llega contaminado desde la producción agrícola, las posibilidades de eliminar posteriormente la micotoxina son limitadas.

Por otra parte, si el producto no presenta contaminación inicial, las condiciones de almacenamiento siguen siendo determinantes. La humedad y la temperatura deben mantenerse bajo condiciones que dificulten el crecimiento de los hongos y la producción de toxinas.

El Codex Alimentarius establece medidas específicas para reducir la contaminación por micotoxinas en cereales a lo largo de la cadena. Entre las recomendaciones se encuentran:

• Vigilar el cultivo antes de la cosecha, mediante inspección, muestreo y, cuando corresponda, análisis para detectar infección por hongos productores de micotoxinas y determinar su presencia en el grano.

• Evitar que los granos permanezcan demasiado tiempo en el campo, especialmente bajo condiciones de frío y humedad que pueden favorecer la formación de determinadas toxinas.

• Secar y limpiar el grano antes del almacenamiento, para reducir las condiciones que favorecen el desarrollo de hongos.

• Mantener condiciones adecuadas durante el almacenamiento, con controles que eviten la acumulación de humedad y el deterioro del grano.

• Controlar el transporte y el procesamiento posterior, evitando que las condiciones de manejo favorezcan una nueva contaminación o el incremento de los niveles existentes.

El compendio de normas alimentarias internacionales también recomienda utilizar herramientas de predicción del riesgo de infección por Fusarium (género de hongos filamentosos) y considerar el momento de la cosecha con base en las condiciones climáticas.

Para algunos grupos de micotoxinas, plantea además analizar muestras representativas antes de decidir el destino del grano.

Los metales pesados llegan al grano desde el ambiente

Los metales pesados representan otro grupo de contaminantes químicos porque pueden incorporarse a los cultivos a través del ambiente.

Durante el webinar, la coordinadora del Laboratorio de Granos del Centro de Investigación en Granos y Semillas de la Universidad de Costa Rica explicó que su presencia puede relacionarse con factores de producción y contaminación ambiental.

En el caso del arroz, por ejemplo, mencionó posibles vías de incorporación relacionadas con el riego, los fertilizantes y determinadas actividades o materiales utilizados durante el cultivo.

Entre los elementos que requieren atención se encuentran arsénico, cadmio y plomo. El riesgo depende del contaminante, del alimento y de las condiciones de exposición, por lo que su control no puede reducirse a una inspección visual.

Ahora, si bien el Codex funciona como referencia internacional para las normas de inocuidad, los países pueden establecer requisitos propios.

La experta explicó que las empresas que comercializan alimentos en distintos mercados deben revisar la regulación aplicable en cada destino. Esto es particularmente relevante para los límites máximos de contaminantes químicos, que pueden variar entre jurisdicciones.

La norma CXS 193-1995 del Codex establece niveles máximos para distintos contaminantes y los vincula con alimentos y presentaciones específicas. En granos y cereales, algunos valores de referencia permiten dimensionar la diferencia entre los peligros (se incluyen otros además de metales pesados):

• Deoxinivalenol (DON): el límite máximo es de 2 000 µg/kg (2 mg/kg) para granos de trigo, maíz y cebada destinados a procesamiento posterior. Para harinas, sémolas, hojuelas y productos similares derivados de estos cereales, el límite es de 1 000 µg/kg (1 mg/kg).

• Ocratoxina A: el límite máximo es de 5 µg/kg para trigo, cebada y centeno en estado crudo.

• Cadmio: para arroz pulido, el nivel máximo establecido es de 0.4 mg/kg. Para trigo, el valor es de 0.2 mg/kg.

• Aflatoxinas totales en maíz: el nivel máximo de referencia es de 15 µg/kg.

Estos valores no deben interpretarse como una dosis “segura” aplicable indistintamente a cualquier producto. Son niveles máximos establecidos para matrices y condiciones específicas, por lo que una empresa debe consultar el contaminante, el tipo de cereal, su presentación y el mercado al que se destina el alimento antes de definir sus criterios de aceptación.

Bacillus cereus agrega un riesgo biológico difícil de controlar

Los riesgos biológicos presentan una dinámica diferente. En el caso de los granos y cereales, uno de los microorganismos que requiere atención es Bacillus cereus, una bacteria capaz de formar esporas resistentes a condiciones adversas.

En la Unión Europea, durante 2024, por ejemplo, se notificaron 127 brotes asociados con toxinas de Bacillus cereus, que afectaron a 3 mil 315 personas, provocaron 49 hospitalizaciones y estuvieron relacionados con nueve muertes.

Mauricio Redondo Solano, investigador de microbiología de alimentos de la Universidad de Costa Rica, explicó que las esporas pueden estar presentes en granos y cereales desde el campo o durante etapas de distribución y almacenamiento.

El problema aparece cuando las condiciones posteriores permiten que las esporas germinen, la bacteria se multiplique y produzca toxinas.

La cocción no elimina necesariamente el peligro

Una de las particularidades de esta bacteria es que sus esporas pueden sobrevivir a tratamientos térmicos habituales. En el caso del arroz, esto significa que la cocción puede destruir otros microorganismos, pero no necesariamente eliminar las esporas presentes.

El riesgo aumenta cuando el alimento cocido permanece durante periodos prolongados a temperaturas que favorecen el crecimiento bacteriano. Redondo señaló que el manejo posterior a la cocción es, por ello, un punto crítico para controlar el peligro.

El recalentamiento tampoco debe considerarse una barrera suficiente cuando la toxina ya se produjo en el alimento. La prevención debe concentrarse en evitar las condiciones que permiten la multiplicación del microorganismo y la formación de toxinas.

Entonces ¿qué debería vigilar un fabricante a lo largo de la cadena?

La gestión de inocuidad requiere traducir cada peligro en variables concretas de operación. No todos los riesgos se controlan en el mismo punto ni mediante la misma tecnología.

Esta lógica coincide con el enfoque general del Codex, que plantea que los operadores deben conocer los peligros asociados con los alimentos que producen, transportan, almacenan o comercializan y establecer las medidas de control correspondientes a cada etapa.

¿Cómo están cambiando las tecnologías de detección?

La detección de contaminantes en granos está incorporando herramientas capaces de analizar el producto con mayor velocidad y, en algunos casos, sin destruir la muestra.

La clasificación óptica, las cámaras, la espectroscopía de infrarrojo cercano, los detectores de metales y los rayos X ya forman parte de las alternativas disponibles para diferentes puntos de la operación.

Sin embargo, la siguiente frontera está en combinar estas tecnologías con inteligencia artificial.

Los sistemas de visión pueden analizar características de los granos y utilizar modelos de aprendizaje automático para distinguir defectos, materiales no deseados o señales asociadas con contaminación.

En el caso de los cereales, investigaciones recientes también exploran la combinación de espectroscopía e imágenes hiperespectrales con modelos de aprendizaje automático para detectar hongos y micotoxinas.

La imagen hiperespectral resulta especialmente relevante porque combina información espacial y espectral. En lugar de analizar únicamente el aspecto visible de un grano, registra su respuesta en diferentes longitudes de onda, lo que permite identificar patrones que pueden estar relacionados con alteraciones internas o contaminación.

Una revisión publicada en 2022 encontró que los estudios con imagen hiperespectral habían alcanzado precisiones superiores a 90% para discriminar granos afectados por hongos y superiores a 80% para clasificar granos contaminados con micotoxinas.

Sin embargo, los propios investigadores señalaron que todavía se requiere mejorar la precisión cuando la detección debe realizarse alrededor de los límites máximos establecidos por la regulación.

Ese punto es importante para la industria. Una tecnología puede ser muy prometedora para identificar diferencias entre muestras y, aun así, no estar lista para sustituir un método analítico de referencia cuando se necesita demostrar cumplimiento regulatorio.

Las técnicas cromatográficas y de espectrometría de masas mantienen ventajas en sensibilidad y especificidad, aunque suelen requerir mayor preparación de muestra, infraestructura y tiempo de análisis.

También existen barreras para llevar estas tecnologías de laboratorio a una línea industrial. La imagen hiperespectral genera grandes volúmenes de datos y su desempeño puede verse afectado por variables como el tamaño de partícula, la humedad, las características de la muestra y las condiciones de iluminación.

A esto se suman el costo de los equipos, la necesidad de calibrar los modelos y la dificultad de mantener su desempeño cuando cambian las materias primas o las condiciones de operación.

Por eso, el avance no consiste únicamente en instalar cámaras o incorporar inteligencia artificial. El desafío está en convertir la información generada por los sensores en decisiones confiables de aceptación, rechazo o análisis adicional, con una velocidad compatible con la operación y una precisión suficiente para el riesgo que se busca controlar.

En la práctica, estas tecnologías pueden funcionar como una primera barrera de detección y clasificación, mientras que los métodos de laboratorio mantienen un papel importante para confirmar determinados contaminantes.

La combinación de ambas capacidades puede ampliar la vigilancia sin asumir que una herramienta sustituye a todas las demás.