USO DE SILICATOS ESTRATIFICADOS ACTIVADOS PARA LA ADSORCIÓN DE MICOTOXINAS DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION La invención se refiere al uso de silicatos laminares activados con ácido para la adsorción de toxinas, en particular micotoxinas en forrajes, a un método para mejorar la capacidad de aprovechamiento de forrajes contaminados con micotoxinas así como a una preparación de forraje que contiene adsorbente de micotoxinas. Con el concepto de micotoxinas se comprende un grupo de sustancias tóxicas formadas por diversos hongos de origen natural. A la fecha se conocen aproximadamente 300 a 400 micotoxinas. Como espacio vital para estos hongos se consideran en general las especies de trigo y frutos de grano. En tanto que algunas especies de hongos se desarrollan ya en la espiga del grano de trigo que todavía está madurando, otras especies atacan ante todo las existencias de forraje de trigo almacenadas cuando existen una determinada temperatura ambiente y humedad mínima. Todas las que se conocen como micotoxinas tienen un efecto nocivo a la salud, en primer lugar sobre los animales útiles del campo agrícola alimentados con especies de trigo contaminadas, pero en segundo lugar también sobre el ser humano a través de la cadena alimenticia. A nivel mundial tienen un significado que se
manifiesta regionalmente en forma diversa ante todo las siguientes micotoxinas en la alimentación de los animales pero también del ser humano: aflatoxina, ocratoxina, fumonisina, zeralenona, dioxinivalenol, toxina T2 y ergotamina. Para una discusión mas detallada de estas y otras micotoxinas se puede remitir al documento WO 00/41806 de la misma solicitante así como a los lugares de hallazgo que allí se mencionan. Mediante el desarrollo de métodos de análisis mas sensibles se pudieron determinar en diversos forrajes varias toxinas diferentes que se reconocieron como causantes de problemas de salud en el ser humano y el animal. Una serie de estudios pudo demostrar que es posible que existan varias toxinas simultáneamente, por ejemplo, en forrajes. Esta aparición simultánea puede influir considerablemente en la toxicidad de las micotoxinas. Además de los daños agudos a los animales útiles que obtienen forrajes contaminados con micotoxina se discuten en la literatura también daños a la salud del ser humano que se producen por la ingestión continuada de alimentos contaminados levemente con micotoxinas. En una investigación mas reciente de pruebas de forraje sospechosas se encontraron aflatoxina, deoxinivalenol o fumonisina en mas del 70% de las pruebas examinadas (compárese "Understandin and coping with effeets
of mycotoxins in life dog feed and forage", North Carolina Cooperative Extensión Service, North Carolina State Univ.; http: /www. ces . ncsu. edu/drought/dro-29.html) . En muchos casos son mayores los efectos económicos relacionados con una disminución de la productividad de los animales, la mayor aparición de enfermedades mediante una inmunosupresión, las lesiones a órganos vitales y el menoscabo de la capacidad de reproducción que los efectos ocasionados por la muerte de animales debido a envenenamiento con micotoxinas. El grupo de las aflatoxinas se fija en virtud de su estructura molecular específica con alto índice específico a algunos adsorbentes minerales como, por ejemplo, zeolita, bentonita, silicato de aluminio y otros (compárese A.—J. Ramos, J. Fink-Gremmels, E. Hernández, "Prevention of Toxic Effeets of Mycotoxins by Means of Nonnutritive Adsorbent Compounds, J. of Food Protection, Vol. 59(6), 1986, página 631-641). Así, por ejemplo, el documento US 5,149,549 describe y reivindica el uso de la bentonita como adsorbente de micotoxina - sin embargo, en particular, aflatoxina - para ser usada en forrajes. Sin embargo, una liga de las otras micotoxinas precedentemente enumeradas sólo tiene lugar con muy baja efectividad a los adsorbentes naturales de origen mineral.
Para mejorar la capacidad de adsorción de los adsorbentes minerales para estas no-aflatoxinas se propusieron diversos tipos de modificaciones superficiales a los silicatos laminares naturales. En el documento WO 91/13555 se describe un suplemento de forraje seco en forma de partículas que contiene partículas de filosilicatos que están recubiertas con un medio formador de complejo ( sequestering agent = agente secuestrador según se conoce en inglés), por ejemplo, EDTA. S.L. Lemke, P.G. Grant y T.D. Phillips describen en "Adsorption of Zearalenone by Organophilic Montmorillonite Clay", J. Agrie. Food Chem. (1998), página 3789-3796 una arcilla de montmorilonita (organófila) orgánicamente modificada que tiene la capacidad de adsorber zearalenona . En el documento WO 00/41806 de la misma solicitante se revela y reivindica asimismo una capacidad de adsorción de micotoxinas mejorada mediante silicatos laminares (organófilos) orgánicamente modificados. Sin embargo, los adsorbentes (organófilos) orgánicamente modificados tienen en común que sólo ligan con elevado grado de eficiencia una selección de determinadas toxinas, en tanto que mediante una modificación superficial organófila no es posible ligar con
eficiencia otras toxinas como, por ejemplo, fumonisma. El documento EP 0 721 741 Al revela y reivindica un método y una composición para mejorar el valor nutrimental de forraje contaminado con micotoxinas . La arcilla de montmorilonita activada con ácido que se usa para esto se produce mediante la adición de ácido a una suspensión de arcilla, siendo que se debe obtener un material arcilloso activado de la manera mas uniforme posible. En esto se hacen reaccionar a temperaturas de 80 a 100°C a lo largo de varias horas, aproximadamente 10 a 35% en peso de ácido con el silicato laminar. Es cierto que mediante esta forma de modificación acida aumenta la capacidad de adsorción para las toxinas que se pueden enlazar en particular a superficies acidas (como, por ejemplo, fumonisina), pero sin embargo se reduce la capacidad de ligar otras toxinas. Además, la activación acida clásica precedente es un proceso complejo y por consiguiente costoso. Por lo tanto es el objeto de la invención proporcionar un adsorbente de micotoxinas que evita las desventajas del estado de la técnica y permite una adsorción eficiente de un espectro lo mas amplio posible de diversas micotoxmas, en particular la adsorción eficiente de aquellas toxinas que se pueden ligar en primer lugar a superficies acidas (por ejemplo, fumonisina) sin que
disminuya simultáneamente la capacidad de enlace para otras toxinas . Este problema se resuelve mediante el uso de un silicato laminar activado con ácido según la reivindicación 1. Así, se descubrió sorprendentemente que se obtiene un adsorbente de micotoxinas particularmente bueno si, con relación al peso seco del silicato laminar (silicato laminar absolutamente seco), se usan menos de 10% en peso de un ácido mineral, preferiblemente menos de 8% en peso, en particular menos de 6% en peso de un ácido para la activación del silicato laminar y se mantiene una temperatura de activación inferior a 80°C. También se descubrió que se obtienen adsorbentes especialmente buenos si la activación se lleva a cabo mediante la aspersión de ácido sobre el material de partida. Este por decir proceso de activación en seco se caracteriza en comparación con la activación acida clásica mediante la reacción con ácido en una suspensión a temperatura elevada entre otras cosas por el hecho de que no se producen aguas de desecho líquidas. Lo mismo es aplicable para la incorporación por amasado de las pequeñas cantidades de ácido de conformidad con la invención. De acuerdo a una forma de realización preferida el proceso de activación en seco se puede llevar a cabo a la temperatura
ambiente . De conformidad con una forma de realización preferida el silicato laminar se activa con aproximadamente sólo 0.5% en peso a 8% en peso, en particular 1 a 6% en peso, de manera particularmente preferida aproximadamente
1.5 a 4% en peso de un ácido. El tiempo de influencia del ácido depende de la cantidad de ácido utilizada así como de la temperatura de activación, siendo que por regla general, sin embargo, serán suficientes tiempos de activación inferiores a dos horas, en particular inferiores a 1 hora. Como silicato laminar se puede usar de conformidad con la invención cualquier filosilicato capaz de ser activado con ácido. Preferiblemente se usa un silicato laminar del grupo esméctico, del grupo serpentina-caolín, del grupo talco-pirofilita, del grupo de las atapulguitas/paligorsquitas, vermiculitas, ilitas, sepiolitas y/o de los silicatos laminares del tipo de las micas . A los silicatos laminares del grupo esméctico pertenecen las esmectitas trioctaedras, como saponita y hectorita, y las esmectitas dioctaedras como montmorilonita, beidelita y nontronita. Al grupo serpentina-caolín pertenecen, por ejemplo, crisótilo, antigorita, caolinita y haloisita. Al grupo talco-
pirofilita pertenecen el talco y la pirofilita. Al grupo de las cloritas pertenecen las cloritas trioctaedras y dioctaedras . Se prefieren particularmente como silicatos laminares las arcillas de montmorilonita como las esmécticas, en particular bentonitas como atapulguita y haloisita, así como sus mezclas de origen natural. De conformidad con una forma de realización particularmente preferida el silicato laminar es una mezcla de atapulguita y bentonita, siendo que la proporción de atapulguita mas preferiblemente se encuentra aproximadamente entre 10 y 90% en peso, en particular en aproximadamente entre 20 y 60% en peso. Se prefiere además que el silicato laminar tenga un volumen de poros en el rango de 0.1 a 0.5 cm3/g. Entre los silicatos laminares mencionados se usa preferiblemente como material de partida un silicato laminar que en la forma de una suspensión acuosa tiene un valor pH inferior a 9, preferiblemente de aproximadamente 4.0 a 8.0. De conformidad con una forma de realización particularmente preferida se usa un silicato laminar con una capacidad de cambio de iones (IUF según sus siglas en alemán) de al menos 25 mVal/100 g. Preferiblemente la activación se lleva a cabo
mediante la aspersión uniforme de un mineral de partida en forma de polvo previamente secado (humedad residual aproximadamente 5 a 10%, preferiblemente aproximadamente 6 a 8%), o bien mediante el amasado intensivo del mineral de partida con la humedad según sale de la mina con el ácido (mineral) . Se comprobó que mediante esta forma de activación, en particular mediante la aspersión con un ácido se obtienen adsorbentes particularmente favorables y eficientes. Sin embargo, en principio la activación acida también se puede efectuar de manera que el, ácido de activación se adiciona a una suspensión del silicato laminar. Sin embargo, en este caso es necesario evaporar el agua después de la activación con ácido, debido a lo cual se incrementa el requerimiento de energía del proceso. Para por una parte obtener una buena mezcla del ácido de activación con el silicato laminar y por otra parte mantener lo mas bajo posible el requisito de energía al evaporar el agua se usa preferiblemente una suspensión con un contenido lo mas alto posible de sólidos que todavía se pueda agitar bien. Preferiblemente el silicato laminar activado con ácido se seca antes del uso, y opcionalmente se tritura adicionalmente . De conformidad con una forma de realización el silicato laminar activado con ácido se calcina antes del
uso, por ejemplo, a una temperatura de aproximadamente 200 a 400°C, y opcionalmente se tritura. Para la activación con ácido es posible en general usar todos los ácidos fuertes, en particular ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido clorhídrico, ácido fórmico y ácido cítrico. Preferiblemente se usa un ácido mineral como ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido nítrico o ácido fosfórico. Se prefiere particularmente el ácido sulfúrico ya que este no se evapora durante la activación con ácido, de manera que la activación se puede llevar a cabo con una cantidad reducida de ácido. Además se prefieren también el ácido fosfórico y el ácido clorhídrico, en particular en mezclas con ácido sulfúrico. Las características físicas que se usan para caracterizar los productos de conformidad con la invención se determinan como sigue: 1. Capacidad de cambio de iones (IUF) El silicato laminar a ser examinado se seca por un período de tiempo de 2 horas a 150°C. A continuación el material seco se hace reaccionar 1 hora al reflujo con un gran excedente de solución acuosa de NH4CI. Después de un tiempo de reposo de 16 horas a la temperatura ambiente se filtran, tras lo cual la torta del filtrado se lava, se seca y se muele y el contenido de NH4 en el silicato
laminar se determina según Kjeldahl. 2. Valor pH del material de partida 10 g de un silicato laminar seco se suspenden 30 minutos con agitación en 100 ml de agua destilada. Después del asentamiento del silicato laminar se determina el valor pH de la solución sobre-nadante con el auxilio de un electrodo pH . 3. Volumen de poros El volumen de poros se determina de acuerdo al método CC14 (H.A. Benesi, R.V. Bonnar, C.F. Lee, Anal. Chem. 27 (1955), página 1963. Para determinar los volúmenes de poros para diversas gamas de diámetros de poros se ajustan presiones de vapor parciales definidas de CC14 mediante la mezcla de CCI4 con parafina. 4. Superficie específica Esta se determina de acuerdo al método BET (método de un punto con nitrógeno según DIN 66131) . Se comprobó sorprendentemente que con adsorbentes de micotoxinas activados con cantidades relativamente pequeñas de ácido es posible adsorber de manera rápida y estable tanto las toxinas que se adsorben en superficies acidas, como fumonisina, como también otras toxinas, como, en particular, aflatoxinas. Los adsorbentes de micotoxinas usados de
conformidad con la invención son particularmente adecuados para la adsorción de micotoxinas del grupo de las aflatoxinas, ocratoxina, fumonisina, zearalenona, deoxinivalenona y toxina T2. Es particularmente ventajosa la simultánea adsorción efectiva de aflatoxinas y no-aflatoxinas, en particular fumonismas y toxinas del grupo de las tricotecenas (deoxinivalenol, toxina T-2 y toxina HT-2) . Se supone, sin limitar la invención a este mecanismo de actividad teórico, que mediante la activación con cantidades de ácido relativamente reducidas se proporcionan superficies diferentes sobre las partículas de silicato laminar, las cuales ofrecen en cada caso condiciones de adsorción óptimas para diferentes micotoxinas, Inesperadamente se comprobó en la comparación con los sindicatos laminares clásicos, es decir, activados con mayores cantidades de ácido y sus mezclas con los silicatos laminares no activados una mayor capacidad de adsorción, tanto para las aflatoxmas como también para las no-aflatoxmas . Se supone que durante la adsorción de las micotoxinas existe una acción combinada de las superficies
(externas) de las partículas de silicato laminar con diferente espesor de deposición del ácido, mediante lo cual resulta un efecto sinérgico. Se supone además, sin por esto limitar a esto la invención, que al menos partículas
individuales de los silicatos laminares activados de conformidad con la invención tienen un gradiente en lo referente a la deposición del ácido, siendo que en primer lugar se intercambian por H+ los cationes polivalentes que se encuentran cerca de la superficie de las partículas. Al interior de las partículas se encuentran, sin embargo, todavía suficientes cationes polivalentes, como Ca2+- y Al1+, para permitir también una adsorción eficiente de otras micotoxinas, por ejemplo, aflatoxinas a través de la formación de quelato. En comparación con esto parece que esto no es posible con una activación acida demasiado fuerte de los silicatos laminares en virtud de la modificación demasiado grande de la estructura y composición de la retícula cristalina. De acuerdo con una forma de realización particularmente preferida se usan, por consiguiente, en primer lugar silicatos laminares activados con ácido en la superficie de las partículas. Es decir, el silicato laminar se activa de manera que en primer lugar se intercambian los cationes polivalentes próximos a la superficie de las partículas del silicato laminar y no aquellos en la zona del núcleo de las partículas. Se descubrió que debido a las reducidas cantidades de ácido se obtiene un alto grado de acidez superficial, siendo que en cambio con la adición de mayores cantidades de ácido ya no aumenta considerablemente
la acidez superficial sino solamente la acidez total, medida como acidez de la suspensión de arcilla. De conformidad con otro aspecto el silicato laminar tiene una capacidad de intercambio de iones (IUF) de al menos 25 mVal/g, preferiblemente de al menos 35 mVal/g, de manera particularmente preferida de al menos 45 mVal/g . Se supone, sin limitar la invención a este mecanismo teórico, que la capacidad de intercambio de iones (IUF) que existe (en gran medida) todavía incluso después de la activación acida contribuye asimismo a la adsorción eficiente de las micotoxinas. Al suceder esto se protonizan en la superficie acida de los adsorbentes que se usan de conformidad con la invención diversas toxinas y se fijan como compuestos de carga positiva en los sitios de intercambio de iones disponibles. De conformidad con otro aspecto la contaminación de micotoxinas comprende dos o mas micotoxinas, en particular alfatoxma ( s ) y al menos una micotoxina adicional como fumonisina, ocratoxma, deoxinivalenol y/o toxina T2, en particular fumonisina. De conformidad con otra forma de realización preferida, con relación a la cantidad del material contaminado con micotoxina se usan al menos 0.01% en peso, preferiblemente al menos 0.05% en peso, en particular al
menos 0.1% en peso del silicato laminar activado con ácido. De conformidad con otra forma de realización preferida adicional se usa además del silicato laminar un adsorbente de micotoxina adicional. En este aspecto es posible emplear en principio cualquier adsorbente de icotoxma conocido por el estado de la técnica. Preferiblemente se trata de un silicato laminar organófilo y/o un silicato laminar no activado con ácido, en particular bentonita. De conformidad con una forma de realización particularmente preferida el silicato laminar activado con ácido y el o los otro(s) absorbente (s ) de micotoxina (adsorbentes) existen en una mezcla. De conformidad con otro aspecto la invención se refiere a un adsorbente de micotoxina que contiene una mezcla de un silicato laminar activado con ácido de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 6 y al menos otro adsorbente de micotoxma seleccionado del grupo de los silicatos laminares no activados con ácido y de los silicatos laminares organofilos. A esta mezcla mineral se le pueden entremezclar opcionalmente otros componentes, la mayoría de las veces orgánicos, los cuales de acuerdo al estado de la técnica están en condiciones de mejorar el aprovechamiento del forraje contaminado, de estabilizar la salud de los animales, en particular su sistema inmune o de
influir en forma positiva en los procesos metabólicos. Estos pueden ser, entre otros, vitaminas, enzimas, componentes o extractos de origen vegetal así como otras sustancias que se conocen por el nombre de probióticos. De conformidad con otro aspecto la invención se refiere a una preparación de forraje que contiene forraje contaminado con micotoxina y un silicato laminar activado con ácido como se describió en lo precedente en una cantidad de al menos 0.01% en peso, preferiblemente de al menos 0.05% en peso, particularmente de al menos 0.1% en peso del forraje contaminado. Finalmente la invención se refiere de acuerdo a otro aspecto a un método para el mejor aprovechamiento o bien mejoramiento de la tolerancia para el animal y el ser humano de un forraje o bien alimento contaminado con micotoxina. Para esto se adiciona al forraje un silicato laminar activado con ácido como se describió en lo precedente antes de o simultáneamente con la ingestión por parte de un animal. De acuerdo a este método de conformidad con la invención es posible obtener un mejor aumento de peso al alimentar el forraje o bien alimento contaminado con micotoxina (adicionado) con silicato laminar activado con ácido. La invención se explica ahora de manera no limitativa en base al ejemplo subsiguiente:
EJEMPLOS Ejemplo 1: 1. Activación acida de una bentonita de Ca 500 g (absolutamente secos) de una bentonita sudafricana (bentonita de Ca natural) con un contenido de agua de 38% en peso, una superficie BET de 63.4 m2/g, una capacidad de intercambio de iones (IUF) de 80.0 mVal/100 g, un valor pH de 7.9 y un volumen de poros total (0-80 nm) de 0.120 ml/g se amasó durante 10 minutos a aproximadamente 30°C en una mezcladora marca Werner-Pfleiderer con la adición de 150 ml de agua destilada y 19.38 g de H2S04 al 96%. El material se secó a 120°C (hasta contenido residual de humedad de 9.5%) y se molió en una desintegradora con cruz de batidores marca Retsch (ancho de malla 0.12 mm) . El producto molido tenía los siguientes datos característicos: Superficie BET: 58.5 m2/g,
Volumen de poros: 0.10 ml/g
Residuo de tamiz de 63 µm: 28% Capacidad de intercambio de iones (IUF) : 77 mVal/lOOg El material de conformidad con la invención que se obtiene de esta manera se denomina a continuación con C. Como comparativo A se utilizó la bentonita cruda no activada con ácido pero por lo demás procesada de manera análoga . Como comparativo B se activó una bentonita cruda
como en lo precedente, siendo que sin embargo se usaron 88.4 g de H2?04 al 96% y se amasó durante 10 minutos a aproximadamente 30°C. La molienda y el tamizado se llevó a cabo como se especificó en lo precedente. Como comparativo E se utilizó una bentonita activada con ácido en una lechada de la manera clásica, Tonsil Optimum (Süd-Chemie AG) . 2. Activación acida de una haloisita A 500 g (absolutamente secos) de una haloisita mexicana presecada a aproximadamente 9% de humedad residual, molida en una desintegradora con cruz de batidores marca Retsch (anchura de malla 0.12 mm) se les aplicaron por aspersión sobre un plato de granulado, durante 15 minutos, de manera uniforme, 3.5% (con relación al mineral absolutamente seco) de ácido sulfúrico al 96%. El producto elaborado de esta manera tenía los siguientes datos característicos: Superficie BET: 134 m2/g Volumen de poros: 0.31 m2/g Capacidad de intercambio de iones (IUF) 53 mVal/100 g El material de conformidad con la invención obtenido de esta manera se denomina a continuación con D. 3. Verificación de la efectividad de adsorción A) Adsorción Para llevar a cabo las pruebas de adsorción se
prepararon soluciones acuosas con respectivamente 2000 ppb de las toxinas aflatoxina Bl y fumonisina Bl. Las soluciones se ajustaron a pH 4.5 mediante regulador de citrato . En respectivamente 50 ml de estas soluciones se suspendieron 0.25 g de los adsorbentes/productos precedentemente descritos y se agitaron durante 2 horas a una temperatura de 37°C. A continuación las suspensiones se centrifugaron durante 5 minutos a 1500 rpm y el sobre-nadante transparente se analizó mediante análisis de cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) con respecto al contenido residual de micotoxina no adsorbida. La diferencia entre la cantidad de toxina incorporada en la preparación y la cantidad de toxina todavía remanente en la solución después de la fase de adsorción descrita corresponde a la cantidad adsorbida y se indica en % de la cantidad de toxina incorporada al principio. B) Desorción En una prueba efectuada a continuación se examina la desorción micóica de las toxinas adsorbidas en la primera etapa. Para este efecto el sólido que se obtiene después del centrifugado de la suspensión descrita en A se resuspende en 50 ml de agua destilada y se ajusta a pH 7. La suspensión cuyo pH ahora es neutral se agita nuevamente 2 horas a 37°C y a continuación se centrifuga. En el sobre-
nadante transparente se determina la cantidad de toxina desorbida mediante análisis de cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) . La cantidad de toxina que se encuentra en la suspensión se relaciona con respecto a la cantidad de toxina incorporada originalmente en la prueba de adsorción y se indica en % de toxina desorbida. Los valores indicados respectivamente en la tabla para la adsorción efectiva corresponden a la diferencia de % de cantidad adsorbida menos % de cantidad desorbida. La determinación mediante cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) se llevó a cabo en las condiciones siguientes:
Los valores de adsorción efectivos obtenidos de esta manera (% de adsorción - % de desorción) se recopilan en la tabla I. Algunas de las propiedades de los materiales utilizados se recopilan en la tabla II Tabla I
Tabla II
Por la tabla I se puede apreciar que los adsorbentes de micotoxina C y D de conformidad con la invención adsorben tanto la aflatoxina como también la fumonisina que no es aflatoxina. Sorprendentemente el volumen efectivo de adsorción del adsorbente de micotoxina C de conformidad con la invención se encontró incluso por encima de aquel de la bentonita A natural (no activada con ácido) y el de adsorción para fumonisina por encima de aquel de la bentonita B activada con cantidades de ácido mayores. Esto fue tanto mas inesperado en virtud de que de acuerdo al estado de la técnica las aflatoxinas se adsorben particularmente bien a silicatos laminares no activados con ácido y, por ejemplo, la fumonisina se adsorbe particularmente bien a silicatos laminares activados con ácido (de manera homogénea) clásicos.