CADENA RESPIRATORIA- FOSFORILACIÓN OXIDATIVA TRANSPORTE ELECTRÓNICO MITOCONDRIAL.
Presentación de PowerPoint - Expo Agro Chihuahua 2017 · 05 de Mayo del 2017...
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El Reto Agrícola: La salud en en el consumo de alimentos en la población mundial. En el año 2050 habrá más de 9,000 millones de personas que demandarán alimentos sanos de calidad Incremento en la demanda de alimentos más saludables Que No representen riesgo a la salud pública. Normas y protocolos que garanticen su inocuidad Se require aumentar la producción agrícola en un 60% Hiperproducción agrológica de cultivos Sustentabilidad Uso, conservación y recuperación integral de los recursos naturales A B C 9000,000’000^e = 1.144027672E27 LN(1.144027672E27)= 62.30435259(510,072,000 km2)=3.17797057E10 km2 -62.30435259(361,132,000)H2O 62.30435259(148,940,000)= 9’279’610’275, km2
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El Reto Agrícola:La salud en en el consumo de alimentosen la población mundial.
En el año 2050 habrá más de 9,000 millones de personas que demandarán alimentos sanos de calidad
Incremento en la demandade alimentos más saludables
Que No representen riesgo a la
salud pública. Normas y
protocolos que garanticen su
inocuidad
Se require aumentar la producción agrícola en un 60%
Hiperproducción agrológica
de cultivos
Sustentabilidad
Uso, conservación y
recuperación
integral de los recursos
naturales
A B
C
9000,000’000^e = 1.144027672E27LN(1.144027672E27)= 62.30435259(510,072,000
km2)=3.17797057E10 km2
-62.30435259(361,132,000)H2O62.30435259(148,940,000)= 9’279’610’275, km2
22
05 de Mayo del 2017
Innovación,Inocuidad, Sustentabilidad y Trazabilidad Alimentaria
con Rentabilidad
http://institutolightbourn.edu.mx/
Dr. Luis Alberto Lightbourn Rojas, PhD
Instituto de Investigación Lightbourn A. C.
3
4
Introducción
Conceptos importantes sobre inocuidad y trazabilidad
5Instituto de Investigación
Producción primaria de alimentos
Agricultura
Produce el 53.5% de los alimentos
Ganadería
Produce el 43.8%de los alimentos
Pesca
Produce el 2.7%de los alimentos
6Instituto de Investigación
Importancia de la agricultura
Datos reelevantes
70% 92% 30% 37%
Agua Suelo CO2
La mayor parte del agua disponible es
utilizada en la agricultura
De las tierrasdisponibles son
utilizadas para la agricultura
Del total de las emisiones de
gases invernaderoson producidas
por la agricultura
De la fuerzalaboral es
empleada en la agricultura
Trabajo
7Instituto de Investigación
Buenas prácticas agrícolas (BPA)
Inocuidad alimentaria• Peligros microbiológicos• Peligros químicos• Peligros físicos
A
B C
BPA
Protección personal• Consumidores• Trabajadores agrícolas
Sustentabilidad• Manejo integrado de cultivo• Manejo integrado de plagas• Protección suelo, agua, fauna
y flora
8Instituto de Investigación
Importancia de las buenas prácticas agrícolas
Investigación y
Desarrollo
Manufactura
Integración con el
Plan de Manejo de
CultivosManejo de
Envases
Almacenamiento,
Transporte y
Distribución
Uso
Responsable
Disposicón de
Stoks Obsoletos
Incluyen todas las condiciones y medidas necesarias para asegurar que los alimentos sean inocuos (no afecten la
salud del consumidor), y sean saludables y aptos para el consumo humano
9Instituto de Investigación
Calidad de los alimentos
La combinación de atributos y características de un producto que determina el grado de aceptación del mismo
por un consumidor
Aceptacióncomercial
Alimento es seguro para suconsumo humano
InocuidadNecesario para realizar sus funciones vitales
NutrientesGrado de aceptaciónsensorial del producto
Organolepsis
10Instituto de Investigación
Lightbourn
Inocuidad alimentaria
Qué esCaracterísca que tiene un
alimento de no causar daño a la
salud por efecto de algún
contaminante
IncluyeTodas las condiciones y medidas
necesarias para que los alimentos
sean saludables y aptos para el
consumo humano
RequiereLa implementación de medidas a
lo largo de toda la cadena de
producción
La inocuidadDebe ser una prioridad para todos los
que intervienen en cada una de las
etapas de la cadena alimentaria
IncorporarNuevas tecnologías para fortalecer
las buenas prácticas agrícolas
Buenas prácticasSon las acciones tendientes a reducir los
riesgos microbiológicos, físicos y químicos
en la producción, cosecha y
acondicionamiento en campo
11Instituto de Investigación
Lightbourn
Inocuidad alimentaria
TrazabilidadEncontrar y seguir el rastro, a
través de todas las etapas de
producción
De esta maneraSi se detecta un peligro para la salud
del consumidor se podría actuar sin
demora
12
Los Riesgos
# Físicos# Biómicos# Químicos
13Instituto de Investigación
Tipos de peligros en los alimentos
BiómicosIncluyen virus, bacterias,
hongos, parásitos y
metabolitos tóxicos
QuímicosMedicamentos, micotoxinas,
metabolitos tóxicos, dioxinas,
esteriodes, plaguicidas,
fertilizantes, aditivos,
metales pesados
FísicosElementos como vidrios, madera, piedras o
cualquier objeto que cause daño al
consumidor
Riesgo biómico
La posible exposición a organismos, o
las sustancias derivadas de un
organismo que pueden desencadenar
procesos patológicos en los seres vivos
14
Producen más de 3 Millones de Muertes
Coffey et al., 2010
Germinados (2014)
Identificaron la presencia
de diversas cepas de E. coli O157:H7
Amézquita-López et al., 2013
Pérdidas económicas superiores
a los 6 mil millones de dólares
Coffey et al., 2010
Pepinos (2009)vvvvFresa (2012)
Espinaca (2013)
Tomate (2009)
Espinaca (2009)
Aguacate (2011)
Escherichia coli O157:H7
Patógeno emergente
y
reemergente
• Resistentes a múltiples
antibióticos
• Diversos factores de
virulencia
vvvvTomate (2009)
15Instituto de Investigación
Enfermedades transmitidas por los alimentos
Escherichia coli O157:H7
Patógeno emergente
y
reemergente
Coffey et al., 2010
Las micotoxinas pueden contaminar la cadena alimentaria a raíz de la infección de productos agrícolas
destinados al consumo humano o de animales domésticos.
Es una micotoxina
neurotóxica,
inmunosupresora,
genotóxica, carcinógena y
teratogénica
OcratoxinaToxina-T2
Provoca lesiones
gastrointestinales,
alteración de las proteínas
séricas y
afectaciones hematológicas
Zearalenona
Puede inducir efectos
estrógenicos, abortos y
esterilidad, supresión
inmunológica, es cancerígeno
16 16Instituto de Investigación
Micotoxinas
Daño renal severoOcratoxina
Toxina T-2
InmunosupresorZearalenona
Ocratoxina
Toxina T-2
NeurotoxicidadOcratoxina
Toxina T-2
EsterilidadZearalenona
CáncerOcratoxina
Citotóxicos/MutagenosZearalenona
Ocratoxina
Toxina T-2
17Instituto de Investigación
Daños ocasionados por micotoxinas
18www.institutolightbourn.edu.mx [email protected]
18
Regulación europea sobre los límites permitidos* de micotoxinas
Micotoxina Producto Límite máximo (μg/kg)
Aflatoxina B1
• Cacahuates, nueces y derivados
• Cereales y derivados
• Especies (pimienta, paprica, nuez moscada)
2
2
5
Zearalenona• Cereales y derivados
• Aceites vegetales
50
200
Ocratoxina A
• Cereales y derivados
• Granos
• Uvas/pasas
5
3
10
* East in USA and Latinoamérica
Riesgo químico
Se produce por la ingesta de alimentos
contaminados con alguna sustancia
química potencialmente nociva para la
salud
20www.institutolightbourn.edu.mx [email protected]
20FAO, 2014
Principales contaminantes químicos en los alimentos
A
B
CD
ADN Microsomal
Organofosforadoscomplejos químicos usados
como plaguicidas
Organocloradosocasionan severos daños al sistema
nervioso
Ciclopentanoperhidrofenantrenoslos principales derivados
esteroidales
Metales pesadosamenanzan severamente la
inocuidad alimentaria
Mercurio (Límites permitidos 0.001
mg/kg de alimento)
A
B
C
D
Plomo (Límites permitidos 0.01 mg/kg de
alimento)
Cadmio (Límites permitidos 0.05 mg/kg de
alimento)
Arsénico (Límites permitidos 0.05
mg/kg de alimento)
Son un grupo de elementos químicos que presentan una densidad relativamente alta y elevadatoxicidad para los seres humanos y pueden ser considerados contaminantes
21Instituto de Investigación
Metales pesados
Daño renal severo
Esterilidad
Afectaciones al sistema nervioso
Infarto agudo al miocardio
Falta de oxigenación
Carcinogénesis
22 22Instituto de Investigación
Daños ocasionados por metales pesados
23
Citosina
Timina Adenina
Guanina
Grupo
fosfato
Grupo
fosfato
Grupo
fosfato Grupo
fosfato
Enlace
fosfodiéster Enlace
fosfodiéster
Enlace
fosfodiéster
Enlace
fosfodiéster
Pentosa Pentosa
PentosaPentosa
Base
nitrogenada
Base
nitrogenada
Base
nitrogenada
Base
nitrogenada
24
Intercambio energético a través del ADP -ATP
Molécula de ATP
Adenina
Molécula de ADP
Ribosa
3 grupos fosfatosAdenina
Ribosa
2 grupos fosfatos
Hidrólisis
Los enlaces fosfodiéster son escenciales en la transferencia energética a nivel molecular
25
Características del ATP como biomolécula energética
IMPORTANCIA
Principal molécula que participa
en el intercambio molecular de
la energía
BIOESTABILIDAD
Molécula de gran estabilidad a
condiciones biológicas normales
ES REQUERIDO
Para todos los procesos celulares
que demandan energía
PROCESOS PARA SU SÍNTESIS
Glucólisis, fosforilación oxidative
y fotofosforilación
FUNCIONES
Metabolismo energético de las
células, como agente de
fosforilación, transporte
activo, plegamiento de proteínas,
etc.
26
Enlaces de alta energía presentes en la estructura del ATP
El concepto de energía de enlace, hace referencia a la energía liberada durante la ruptura de un enlace covalente
entre dos átomos
El rompimiento del enlace covalente oxígeno fosfato requiere aproximadamente 100 kcal. La ruptura del enlace
genera un potencial químico o energía libre (∆G) = −7.5 kcal/mol
27
NORMA OFICIAL NOM-117-SSA1-1994, BIENES Y
SERVICIOS. MÉTODO DE PRUEBA PARA LA
DETERMINACIÓN DE CADMIO, ARSÉNICO, PLOMO,
ESTAÑO, COBRE, FIERRO, ZINC Y MERCURIO EN
ALIMENTOS, AGUA POTABLE Y AGUA PURIFICADA
POR ESPECTROMETRÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA
28
El Control
# Metagenómica# Virómica# Espectrometría por emisión de plasma# DNA microsomal
Amplificación genética
• 16S ARN (bacterias)• ITS (hongos)
Secuenciación
• Determinación del orden nucleótidico
Clasificación
• Taxonómica y cuantificación
Se fundamenta en la identificación de regiones de material genético que son característicos decada microorganismo
29Instituto de Investigación
Análisis metagenómico
A
No requiere aislamiento de microorganismos
BRequiere muestra mínima de suelo
C Identificar cualquier microorganismo
D Determinar la actividad biológica
EIdentificar moléculas bioactivas
FCuantifica la concentración de microorganismos
30Instituto de Investigación
Análisis metagenómico
48%
18%
7%
8%
19%
Protobacteria
Actinobacteria
Bacteroidetes
Acidobacteria
Firmicutes
A
Phylum
B
Clase
C
Orden
D
Familia
E
Género
E
Especie
MetagenómicaPermite agrupar los distintos tipos de
organismos en clusters que representan
alguna categoría taxonómica
31Instituto de Investigación
Análisis metagenómico
32Instituto de Investigación
Virómica: Identificar cualquier virus patógeno
Identificación de cualquier virus potencialmente patógeno que este presente enuna muestra. Este procedimiento se basa en el mismo principio que el análisismetagenómico.
Permite la clasificación taxonómica de cualquier virus patógeno
Determinación de la concentración viral presente en una muestra
33 33Instituto de Investigación
ADN microsomal
El ADN de cloroplastos y mitocondrias es más vulnerable que el ADN nuclear a daño por causadopor agentes tóxicos, ya que el material genético de estos orgánulos no está enrollado en histonas,lo que lo vuelve más vulnerable
Cloroplasto Mitocondria
34 34Instituto de Investigación
Análisis de ADN microsomal
Entrecruzamiento de cadenas
A
Entrecruzamiento de en la misma cadena
B
Ruptura de la doble cadena
C
Alteraciones nucleotídicas
D
Mal apareamiento de bases
E
Ruptura de una sola cadena
F
Mitocondria
Cloroplasto
35Instituto de Investigación
Análisis de ADN microsomal a través de PCR tiempo real
El principal procedimiento para evaluar el daño a nivel de ADN microsomal es a través del análisis de los niveles de expresión del gen beta, gen que incrementa su actividad en un intento para reparar el daño al material genético=MARCADOR del daño alADN mitoconderial y cloroplástico
La técnica de laboratorio más utilizada para determinar su expresión es la PCR tiempo
real
36www.institutolightbourn.edu.mx [email protected]
36FAO, 2014
Espectrometría por emisión de plasma
Mediante la espectroscopia de emisión con plasma es posible determinar de forma cuantitativa lamayoría de los elementos de la tabla periódica a niveles de traza y ultratraza
A D
B C
Requiere una mínima cantidad de muestra
Capacidad de identificar
cualquier metal
Límitesde detección muy
bajos, del orden de 1 parte por trillón
Identificación de compuestos complejos
37
La Verdadera InocuidadAlimentariaHerramientas para fortalecer la inocuidad alimentaria y garantizar la trazabilidad
38
Primer
o
Segund
o
Tercer
o
Cuarto
La información registrada es un reflejo fiel de lo ocurrido a nivel productivo
Trazabilidad
De los controles en materias primas, insumos y servicios
Confiabilidad
Incrementarán la confianza de los consumidores
Credibilidad
De que un alimento no será causa de lesión o daño al consumidor
Certeza
www.institutolightbourn.edu.mx [email protected]
38FAO, 2014
La verdadera inocuidad alimentaria
A
B
C
D
A
B
C
D
EProductores
Transporte Almacenes
Industria
Comerciantes
Es un tema que implica a todos los sectores involucrados en la cadena de producción dealimentos
39Instituto de Investigación
Inocuidad alimentaria
40
Principales
factores
Prácticas agrícolas inadecuadas A
40Instituto de Investigación
Factores que afectan la inocuidad
BAusencia de controles
preventivos en las operaciones
CUso inadecuado de
productos químicos, físicos y biológicos
DContaminación de las materias primas
EAumento de la resistencia bacteriana a los antibióticos
FAparición de nuevos peligros alimentarios
41Instituto de Investigación
Objetivos de producir alimentos inocuos
PRIMERO
SEGUNDO TERCEROC
BA
ABC
Evitar la transmisión de enfermedades a través
de los alimentos
Proteger la salud de los consumidores
Estar acorde con los lineamientos internacionales
European Food Safety Authority
(https://www.efsa.europa.eu/en/topics)
Aspectos
comerciale
s
Satisfacción y lealtad de clientes
Aumento de la credibilidad
Incrementoen ventas
Reconocimiento y prestigio
Acceso a nuevos
clientes
Acceso a nuevos
mercados
Desarrollo de nuevos
productos
Posicionamiento de
marca
42Instituto de Investigación
Ventajas de garantizar la inocuidad
43
La Certificación
Herramientas para GARANTIZAR la inocuidad alimentaria y garantizar la trazabilidad
Norma de Inocuidad y Sanidad Alimentaria
como herramienta de posicionamiento estratégico y comercial
de la productividad agrícola del Estado de Chihuahua
para México y el mundo.
Chihuahua, México. Marzo 2017.
Garantía ética y científica de inocuidad alimentaria.
¿Cómo los productores agrícolasdel Estado de Chihuahua pueden enfrentareste enorme reto?
PENETRACIÓN EN MERCADOS DE ALTO VALOR
NORMATIVIDAD SANITARIA
I + I + R+ SInnovación Inocuidad Rentabilidad Sustentabilidad
¿ Sabes REALMENTE lo que
TE
estás
COMIENDO ?
· nutrición vegetal
. agua
· bioestimulantes
· herbicidas
· fungicidas
· insecticidas
· agroquímicos control
· coadyuvantes
· surfactantes
· buferizadores de pH
· floculadores de suelos
· bactericidas
· hormonales
La calidad de un vegetal o un frutono debe antagonizar con los valoressensoriales de su consumo.
· color
· forma
· tamaño
· peso
· vida post
coseha
· suficiente sanidad
· suficiente trazabilidad
Lo que el cultivo “requiere’’:
Lo que el productor espera:
Lo que el consumidor desea:
· sabor
· color
· textura
· aroma
· apetitosidad sensorial
· sin riesgo de consumo
· vida post compra
Totally Tox Free:integra y aplica de metodologías científicas y técnicas para la
hiperproducción de vegetales superiores, sinergizando con la recuperación
de suelos de cultivo, la nutrición limpia de vegetales y frutos, y la
sustentabilidad armónica
con el entorno productivo.
Huella de Carbono · Huella de Agua · Huella de
Nitrógeno
Agotamiento
Contaminación
Sequía
Gas invernadero
Exceso
Fertilizantes
Calentamiento
Emisiones Invernadero
Zearalenona:abortos, esterilidad, supresión inmunológica
Metano
Anhídrido
carbónico
Metano-Anhídrido
Nitroso
Compostas orgánicas
Desechos orgánicos
Microorganismos
Agua
Temperatura
Substancias contaminantes
Mitocoxinas
Anhídrido nitroso
Toxina-T2:lesiones gástricas,
alteración proteínas séricas,
afectaciones hematológicas
Ocratoxina:neurotóxica, inmunodepresora.
genotóxica, carcinógena,
teratogénica
Déficit de
Nitrógeno
reactivo
atmosférico
Mega temas globales que impactan negativamente la producción de alimentos y la salud mundial
Totally Tox Free:
es la aplicación de protocolos y uso de agroinsumos
que permitan potenciar correctamente el
SABERSAP SAPERE
Degustar / Percibir Inteligencia / Buen gusto
¿Sabes lo que realmenteestas comiendo?
321
InnovaciónExcogitativa
Magnituda la producción
lógica, ordenada y trazable
de alimentos vegetales
para consumo humano
a nivel mundial
Direcciónobjetiva, clara y consistente
a los agronegocios
de los productores
del Estado de Chihuahua
Sentidode trascendencia y reconocimiento
mundial a la sanidad productiva
del estado de Chihuahua
Un sistema que bajo una metodología científica logre dar:
INOCUIDADIN NOCUUS NOCERE
NEGACIÓN·PRIVACIÓN DAÑADO DAÑAR
SIN DAÑO SIN DAÑAR
Valores
Intrínsecos
Valores
Extrínsecos
Potenciar el valor productivo de Chihuahua
nutriendo las cadenas de valor correlacionadas
con la hiperproducción agrológica de alta competitividad
1 Suelos sanosSon la basede la producciónde alimentos
2 Ayuda ambientalCombaten los cambiosclimáticos al fijarel carbono
3 SostenimientoPermiten regularlos ciclos armónicosde la diversidadde vida en elplaneta
4 Almacén naturalCapturan y retienen agua para mantener las condiciones ideales de humedad
5 Bindaje productivoSu sanidad garantiza la seguridad alimentaria
6 Desarrollo integralPermiten el desarrollola producción agrícolamundial en todos los aspectos
Importancia de la inocuidaden los suelos agrícolas.
Ningún método de elaboración de bio-fertilizantes garantiza
la ausencia de agentes patógenos en sus formulaciones
APoseen grandes
cantidades de patógenos
(E. coli, Salmonella, etc.)
Importante presencia
de hongos fitopatógenos
Se encuentran
generalmente
contaminados
con metales pesados
Favorecen el surgimiento de
cepas muy resistentes
a diveros tipos de
antibióticosB
C
E
Bio-fertilizantes:el gran riesgo de la inocuidad alimentaria.
57
La Trazabilidad
Herramientas para garantizar la inocuidad alimentaria y GARANTIZAR la trazabilidad
58 58Instituto de Investigación
Trazabilidad
La trazabilidad permite dar respuesta a preguntas fundamentales acerca de los alimentosque consumimos
¿Dónde fue producido?País, estado, municipio, agrícola, parcela
¿Qué se le aplicó?Agroquímicos,composta,nanotecnología,BIONANOFEMTOTECNOLOGÍA
¿Naturaleza del producto?Natural o polinización abierta, híbrido, transgénico
¿Análisis de inocuidad?Rutinarios, clásicos, moleculares
59Instituto de Investigación
Áreas de aplicación de la trazabilidad
A
Agrícola
B
Pecuario
C
Salud
D
…
La trazabilidad está inmersa dentro en cualquier empresa, ya sea de productos o de servicios. La aplicación de la
trazabilidad no tiene límites, pues es de gran importancia hacer el seguimiento de los productos en cualquier etapa
de su proceso, a continuación se muestra su aplicación en algunos sectores económicos:
Origen de suscomponenes
Historia de los procesos aplicados
al producto
Distribución y localización después
de su entrega
60Instituto de Investigación
En qué consiste la trazabilidad
La trazabilidad consiste en la capacidad para reconstruir la historia, recorrido o aplicación de un determinado producto,
identificando:
Procesos internos
ClientesProveedores
Tipos de trazabilidad
Instituto de Investigación
Lightbourn
A la hora de tener que entender la trazabilidad de un producto que se mueve a través de su cadena de suministro o de
su cadena logística, el concepto de trazabilidad se divide en dos partes bien diferenciadas:
La Trazabilidad Ascendente (hacia
DELANTE), saber cuáles son los productos
que son recibidos en la empresa
La Trazabilidad Descendente (hacia
ATRÁS), saber cuáles son los productos
expedidos por la empresa
APieza clave para la
apertura de nuevos
mercados (exportación)
CInstrumento
fundamental para la
gestión de la
empresa
BPromueve la seguridad
comercial y confianza de
consumidores
DMejora la imagen
comercial
62Instituto de Investigación
Para qué sirve la trazabilidad
EDisminuye el tiempo de
reacción y control de
partidas defectuosas
GFacilita la localización,
inmovilización y retirada
efectiva de los productos o
lotes
FPermite demostrar con
"debida diligencia" el
origen de un problema
HMejor
ordenamiento
interno
63Instituto de Investigación
Para qué sirve la trazabilidad
64Instituto de Investigación
Porqué la trazabilidad
01
Nuevasregulaciones, exigen mayor control de los
procesos
02
Nuevas retos que requieren nuevas e integradas respuestas por los involucrados en la producción de alimentos
03Necesidad de minimizar los riesgos de los procesos dentro y fuera de los centros de producción de alimentos04
Necesidad de información confiable
y en tiempo real
¿Cómo los productores agrícolasdel Estado de Chihuahua pueden enfrentareste enorme reto?
PENETRACIÓN EN MERCADOS DE ALTO VALOR
NORMATIVIDAD SANITARIA
La herramienta en casa!
67
68
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[ ]MBL;IMLModelo Bioquímico Lightbourn®
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Dr. Luis Alberto Lightbourn Rojas
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Dr. Luis Alberto Lightbourn Rojas
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Muchas Gracias81Instituto de Investigación
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¿ Sabes REALMENTE lo que
TE
estásCOMIENDO ?
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