Aluminosilicatos: la mayor clase de minerales utilizados como aditivos adsorbentes

Es importante evaluar el grado de pureza mineral y su capacidad de interacción con las micotoxinas, particularmente a través de la tecnología de capacidad de intercambio catiónico.

Las micotoxinas, metabolitos secundarios tóxicos producidos por hongos filamentosos, se detectan comúnmente como contaminantes naturales en productos agrícolas en todo el mundo. La exposición a micotoxinas puede provocar micotoxicosis en los animales de producción cuando están presentes en piensos y productos alimenticios, y en concentraciones más bajas pueden afectar a los animales interrumpiendo la digestión, adsorción, metabolismo y fisiología de los nutrientes. Por lo tanto, la contaminación por micotoxinas en los alimentos para animales representa un problema significativo para los índices zootécnicos y el rendimiento, además de constituir una amenaza para la salud animal. Dado que la prevención de la formación de micotoxinas es difícil, las estrategias de mitigación de micotoxinas son necesarias (Xu et al., 2022).

Por ello, los aditivos son importantes, ya que, al añadirse a los piensos, interactúan con las micotoxinas dentro del tracto gastrointestinal de los animales, impidiendo su adsorción en la porción final del intestino delgado. En el mercado, el uso de aluminosilicatos es común para adherir las micotoxinas dentro del organismo animal y eliminarlas del tracto gastrointestinal, es decir, adsorber las micotoxinas. Sin embargo, es esencial identificar el tipo específico de aluminosilicato utilizado, su origen geológico y su composición mineral, además de evaluar los niveles de contaminantes y las propiedades que influyen en la eficacia del adsorbente.

Este artículo investiga el origen y las propiedades físicas, químicas y geológicas de los aluminosilicatos y cómo estas características afectan el desempeño de los adsorbentes de micotoxinas.

Los aluminosilicatos se consideran la clase más grande de minerales utilizados como aditivos adsorbentes en la alimentación animal debido a su eficacia en la mitigación de micotoxinas. Su composición está basada principalmente en aluminio y silicio, con una fórmula estructural definida. Existen, principalmente, dos subclases de aluminosilicatos: de origen volcánico, formados por la deposición de cenizas volcánicas, y los sedimentarios, originados por la intemperización.

La selección de los diferentes tipos de aluminosilicatos para su uso en la alimentación animal requiere un análisis riguroso de contaminantes como metales pesados y compuestos orgánicos (dioxinas, furanos y PCB’s), reconocidos por sus efectos mutagénicos, carcinogénicos y bioacumulativos, que son intrínsecos y no removibles durante el proceso productivo.

Es importante evaluar el grado de pureza mineral y su capacidad de interacción con las micotoxinas, particularmente a través de la tecnología de capacidad de intercambio catiónico, que varía según la mineralogía. La bentonita, el aluminosilicato más utilizado, está caracterizada principalmente por la montmorillonita (esmectita) y su pureza se determina por la proporción de este mineral.

Un estudio se realizó con quince (15) muestras de bentonitas comerciales utilizadas en productos comercializados en Brasil. El Reglamento 1060/2013 de la Unión Europea establece un mínimo de 70% de esmectita para que la bentonita sea recomendada para su uso en adsorbentes. El objetivo fue identificar el grado de pureza de las bentonitas más utilizadas en el mercado como aditivo adsorbente en la producción animal. Las bentonitas crudas fueron preparadas a través de un proceso de secado en estufa analítica a 110 ± 10°C durante 12 horas. Posteriormente, se redujeron a una granulometría de 100% menor que 200# (0,075 mm) y se sometieron a análisis.

Los análisis mineralógicos se realizaron utilizando equipos de FRX (Fluorescencia de Rayos X), y los resultados fueron representados en el Gráfico 01. Para evaluar la correlación del sodio intercambiable y la adsorción de fumonisina, se realizaron análisis de capacidad de intercambio catiónico (Na intercambiable) utilizando ICP-OES y análisis de adsorción de fumonisinas (FB1) utilizando UHPLC. Los resultados de estos análisis fueron presentados en la Tabla 1 y en el Gráfico 2.

Los resultados del análisis de las 15 muestras de bentonita (Gráfico 1) mostraron que el 53% de las muestras no cumplen con el reglamento de la Unión Europea, es decir, no alcanzan el mínimo del 70% de esmectita, y el 27% presentaron resultados inferiores al 49% de esmectita, indicando bentonitas de baja pureza. En el estudio también se evaluó la correlación entre el sodio intercambiable de las bentonitas y la adsorción de fumonisina en pH 3.0.

El Gráfico 2 presenta el diagrama de dispersión, revelando una fuerte correlación (R² = 0,9186) entre la capacidad de sodio intercambiable y la capacidad de adsorción de fumonisina a pH 3.0. Esta relación indica una influencia significativa del sodio intercambiable en la adsorción de fumonisina por las bentonitas estudiadas.

Gráfico 1. Contenido de esmectita de las 15 muestras de bentonita.

Tabla 1. Resultados físico-químicos de las 15 muestras de bentonita.

 

Gráfico 2. Correlación significativa entre la capacidad de sodio intercambiable y el porcentaje de adsorción de fumonisina a pH 3.0.

Por lo tanto, el estudio reveló que no todos los aluminosilicatos comerciales a base de bentonita son adecuados para su uso en la alimentación animal, especialmente en la adsorción de micotoxinas. El origen geológico de la bentonita en los adsorbentes es esencial para su eficacia en la adsorción de micotoxinas en la nutrición animal. Dado que las bentonitas varían según su formación, es importante que la bentonita utilizada cumpla con los estándares de la Unión Europea en cuanto al porcentaje de esmectita, así como los límites máximos de contaminantes como dioxinas, furanos y PCB’s y metales pesados (cadmio, plomo, mercurio y arsénico).

A través de estos análisis, fue posible demostrar la importancia de elegir productos con materias primas que garanticen calidad y origen, permitiendo una mejor eficacia y resultados más concretos. Y, principalmente, se constató que las bentonitas más puras, en este caso de origen volcánico, con un mayor grado de sodio intercambiable, son más eficientes en la adsorción de micotoxinas.