Micotoxinas

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Fungos e Micotoxinas em alimentos
Profa. Edirsana Carvalho
Micologia:	Mykes-cogumelo + logos-estudo;
Eucariotos;
Ubíquos;
Unicelulares e/ou pluricelulares;
Heterotróficos – nutrição absortiva
Quimiorganotróficos
Fungos
Características Gerais
Reprodução: sexuada e assexuada;
Dispersão: disseminação dos propágulos água, animais, homem, sementes, insetos e pelo ar.;
Aeróbios ou anaeróbios facultativos;
Crescem bem à temperatura ambiente e em meios ácidos.
Fungos
Características Gerais
-	Não sintetizam clorofila
-	Não têm celulose (exceto alguns aquáticos)
-	Não armazenam amido (subst. de reserva)
≠ Plantas
= Animais
-	Presença de quitina
-	Armazenam glicogênio
A partir de 1969 – Reino Fungi
Fungos
Importância dos fungos
Penicilina  Penicillium chrysogenum (ou P. notatum). Ela foi descoberta pelo médico e bacteriologista escocês Alexander Fleming e está disponível como fármaco desde 1941, sendo o primeiro antibiótico a ser utilizado com sucesso
Cefalosporina Cephalosporium acremonium (Acremonium chrysogenum). Isolada por Giuseppe Brotzu, em 1948.
Relações Ecológicas
Saprófitas
Parasitas
Simbiontes
Saprófitas
Decompõem resíduos em formas mais simples (ciclagem);
Fungos utilizados em processos fermentativos, decomposição de poluentes (pesticidas), produção de alimentos;
Degradação de materiais (couro, madeira, tintas, combustíveis, alimentos);
Importância das enzimas extracelulares
Simbiontes
Micorrizas
Líquens
Fungo entomopatogênico
Parasitas
Candida albicans : Candidíase
Fungos endofíticos
Micologia Clínica
Membros da microbiota normal (comensais)
Agentes de infecções: micoses (relação de parasitismo)
Agentes de intoxicações: micetismo e micotoxicose
 Responsáveis por reações de hipersensibilidade: Alergia
Micologia Clínica - Fungos
Patógenos primários: possuem fatores de virulência que lhes permitem romper ativamente as defesas do hospedeiro.
Blastomyces dermatitidis (América do Norte), Coccidioides immitis (Estados Unidos e México), Histoplasma capsulatum (Estados Unidos) e Paracoccidioides brasiliensis (Brasil e América do Sul)
Patógenos oportunistas: somente causam infecção quando ocorrem quebras nas barreias protetoras da pele e membranas mucosas ou quando existe falhas no sistema imune do hospedeiro.
Candida, Cryptococcus spp. e Aspergillus spp.
Micologia Clínica Micoses
Candida albicans : Candidíase
Candidíase gastrointestinal (GI)
Candidíase vulvovaginal
Micologia Clínica Micoses
Tinea corporis: Dermatofitose
Malassezia spp: Pitiríase
Tinea unguinum: Onicomicose
Micologia Clínica Micotoxicoses
Aspergillus flavus : Aflatoxina
Penicillium e Aspergillus : Ocratoxina A
contaminados	com
Intoxicação	causada	pela	ingestão	de	alimentos
micotoxinas produzidas por fungos filamentosos.
Exposição humana às micotoxinas
Direta
Ingestão de alimentos contaminados Aflatoxina – amendoim/milho Patulina – suco de maçã
Ocratoxina – café
Indireta
Consumo de alimentos originados de animais previamente expostos às micotoxinas presentes em rações
Micologia Clínica - Micetismo
Micetismo	ou	envenenamento	por	cogumelos	é	a	intoxicação	causada	pela ingestão de fungos macroscópicos toxígenos;
Cogumelos com efeitos alucinógenos;
A toxicidade pode se manifestar quando se ingere as toxinas no fungo in natura
(toxinas termolábeis) ou quando submetidos à ebulição (termorresistentes)“Chá”.
Amanita gemmata
Amanita muscaria
Lepiota helveola
Fungos de importância clínica Alergênicos
Aproximadamente	300	espécies	de
fungos	já	foram	descritas alérgenos.		A	alergia	a
como fungos
manifesta-se, principalmente, com sintomas clínicos de asma brônquica e rinite.
Fungos
Leveduras
Filamentosos
Leveduras
Unicelulares
Esféricas, ovais ou elipsóides
Algumas formam pseudo-micélio
Morfologia dos Fungos
Macromorfologia: características macroscópicas (coloniais)
Micromorfologia: características microscópicas
Fungos Filamentosos - Bolores
Colônias de aspecto seco, aveludadas, algodonosas, pulverulentas.
Macromorfologia
Fungos Filamentosos - Micromorfologia
Características microscópicas:
. Multicelulares e filamentosos;
. Hifas: Estruturas tubulares e ramificadas;
. Conjunto de hifas	massas filamentosas enoveladas.
MICÉLIO
Fungos Filamentosos - Micromorfologia
Hifa
Micélio
Fungos Filamentosos - Micromorfologia
Tipos morfológicos de hifas
Apocítica (Septada)
Cenocítica ( Asseptada)
Apocítica (Septada)
Cenocítica ( Asseptada)
Micélio Reprodutivo
Fungos unicelulares - leveduras
Colônias de aspecto úmido, cremosa ou pastosa.
Macromorfologia
Fungos – Aspectos coloniais
Leveduras - Micromorfologia
Unicelulares
Esféricas, ovais ou elipsóides
 Algumas formam pseudo-hifa
Leveduras
Fungos e alimentos 
Muitos fungos são comestíveis e utilizados na alimentação humana.
Cogumelos, como o champignon e o shitake. 
Outros fungos são utilizados na produção de alimentos, como o pão, e em bebidas alcoólicas, como o vinho e a cerveja.
MICOTOXINAS	
“A presença da aflatoxina nos alimentos contribui sobremaneira para mais de um terço dos casos de neoplasias que tenha relação com a dieta” (CIB, 2004)
Fungo Aspergillus se desenvolve principalmente no milho
“O índice de câncer hepático na África – grande consumidor de amendoim, um grão altamente contaminável – é 13 vezes
maior que em outros países” (SANTURIO, 2004)
Micotoxinas → metabólitos secundários tóxicos produzidos por uma variedade de fungos, especialmente por espécies dos gêneros:
Aspergillus sp
Fusarium sp
Alternaria sp Penicillium sp
Fungos de	campo e fungos de armazenamento:
As micotoxinas que se formam antes das colheitas
Depois da colheita - desaparecem associações entre fungos e plantas - fatores físicos determinam se fungos de armazenamento se desenvolverão.
As condições ótimas não são idênticas para fungos e micotoxinas e dependem de diferentes fatores:
As condições ótimas não são idênticas para fungos e micotoxinas e dependem de diferentes fatores:
Fatores físicos:
umidade e água disponível;
Temperatura → 25ºC e 30ºC e o limite máximo entre 40 e 45ºC;
Integridade física dos grãos → os tegumentos intactos do grão dificultam o acesso do fungo ao amido endospérmico.
Tabela
Mofos
Aspergillus flavus
Aspergillus clavatus
1. Temperatura mínima necessária para o desenvolvimento de alguns fungos e para a produção de micotoxinas.
ºC	Micotoxinas	ºC
10º	Aflatoxinas	10º
10º	Patulina	12º
Aspergillus ochraceus	10 - 12º	Ocratoxina	12º
Penicillium expansum	0º	Patulina	0 - 24º
Penicillium cyclopium	0º	Ocratoxina	0 - 24º
Penicillium cyclopium	0º	Acido penicílico	4º
Fusarium roseum	15º	Zearalenona	10º
.		Previsão	dos	períodos	de	armazenagem	sem bolores		para	a	cevada	a	diferentes
temperaturas e conteúdos de umidade
Micotoxinas e o clima no Brasil
Fatores químicos:
pH – na faixa 2,5 - 7,5 (são capazes de alterar o
Composição do substrato e nutrientes minerais → produção de micotoxina – Fe e Zn são os elementos mais importantes;
–	Potencial	de
oxi-redução	(O2/CO2)	→	A	maior
parte	é	aeróbia	–	excesso	de	CO2	pode	impedir desenvolvimento fúngico.
Fatores biológicos:
–	Presença	de	invertebrados	→	o	metabolismo	do
substrato	e	a	ruptura	do	pericarpo	permite
inseto	eleva	a	quantidade	de	umidade	do
a
infecção do interior do grão;
menos
–	Linhagens	específicas	→	mais	ou susceptível
Tabela 2. Produção de aflatoxina (ppm) por diferentes linhagens de Aspergillus parasiticus em diversos grãos
Semente
NRRL3000
NRRL2999
NRRL3145
Amendoim
107
104,0
8,50
Soja
19
2,8
0,06
Milho
53
47,0
5,50
Trigo
72
19,0
7,10
Arroz
107
185,0
10,60
Sorgo
72
88,0
57,60
Por que elas preocupam?
Substâncias	estáveis	e	resistentes	-
atividade
tóxica persiste por um longo tempo nos alimentos, mesmo após o desaparecimento dos fungos que as originaram;
Não alteram aparência dos alimentos;
peso pelos
São compostos químicos de baixo molecular, que não sãodetectados antígenos.
Por que elas preocupam?
Contaminação	aguda	é	mais	freqüente	em
animais domésticos - altos teores encontrados em
rações;
Efeitos crônicos no homem, danos:
Nos rins;
No fígado;
Nos sistemas nervoso e imunológico;
Trato gastrointestinal;
Alterações estrogênicas, carcinogênicas, mutagênicas e teratogênicas.
Em	quase	todas	as	matérias-primas	destinadas	a gêneros alimentícios, tais como:
Arroz;
Milho;
Café;
Sorgo;
Semente de algodão;
Frutas;
Presunto;
Feijão;
Trigo;
Cevada;
Soja;
Castanha-do-pará;
Nozes;
Queijo;
Leite;
Vinho
Cerveja.
UM OU MAIS TIPOS DE MICOTOXINAS
25% da safra mundial de grãos é perdida em função de fungos e micotoxinas
Perda na produção de
amendoim já foi de 50%
por causa da aflatoxina
Mais de 500 micotoxinas conhecidas e produzidas por cerca de 100 espécies de fungos pertencentes, principalmente, aos gêneros Aspergillus, Alternaria, Fusarium e Penicillium.
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Quando, onde e como são produzidas?
Produtos agrícolas estão sempre predispostos e susceptíveis à contaminação por micotoxinas durante:
a colheita;
a estocagem;
o transporte;
o processamento;
a armazenagem.
Ausência de fungos não implica na ausência de micotoxinas
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A ocorrência de micotoxinas depende de
fatores extrínsecos e intrínsecos
Extrínsecos
Estação do ano;
Condições de cultivo e colheita;
Armazenagem;
Região e Clima.
Intrínsecos
Produto vegetal;
Microbiota natural e contaminante;
Umidade relativa e atividade de água;
Temperatura;
Infestação por insetos;
% de integridade dos grãos.
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Histórico
Desde	há	muito	tempo	-
Cogumelos (macrofungos) → sérios riscos à saúde humana;
Recentemente	-	metabólitos	produzidos	por fungos filamentosos	(microfungos),ao	entrarem na cadeia alimentar → epidemias em humanos e animais;
•10 pragas do Egito (Êxodo e Jó) - evidências da presença de micotoxinas nos alimentos
Ergotismo - Fogo de Santo Antônio
morte de milhares de pessoas na Idade Média, séculos XI e XVI, na Europa;
provocava a sensação de queimação na pele na população que consumia cereais contaminados por Claviceps purpúrea;
vasoconstritoras da ergotamina.
(MATOSSIAN, 1981)
Doença do arroz amarelo (séculos XIX e XX) no Japão:
– morte por consumo de arroz mofado. A doença foi atribuída a citreoviridina, toxina cardiotóxica (beribéri cardíaco) produzida por fungos do genêro
A staquibotriotoxicose → causou a morte de dezenas de milhares de eqüinos na antiga URSS, 1930-1940.
(MOREAU, 1979)
Aleucia Tóxica Alimentar (ATA) (1941-1945):
– 100.000 russos enfermos levando a óbito, causado por tricotecenos, micotoxinas produzidas por Fusarium;
•A aflatoxicose → matou 100.000 perus jovens - Reino Unido, em 1960, sendo também responsabilizada pela morte de outros animais e até, provavelmente, de humanos.
(RODRICKS et al., 1977; PITT e HOCKING,1986)
dos	Bálcãs(1957-1958),
leste
A	nefropatia europeu:
– ingestão de alimentos contaminados com ocratoxina A produzida por Aspergillus ochraceus Penicillium;
Noroeste da Índia (1974) → surto de aflatoxina B1 em 397 pessoas, após a ingestão de milho contaminado. Cerca de 108 pessoas morreram;
Quênia (1982) → surto devido à ingestão de alimento contaminado com aflatoxina B1 - 20 pessoas adoeceram e 12 delas morreram.
Micotoxinas
Toxinas	produzidas	por	fungos	filamentosos	→ micotoxinas
Micotoxinas (do grego, mykes = fungo) → compostos policetônicos resultantes das reações de condensação que ocorrem quando se interrompe a redução dos grupos cetônicos na biossíntese dos ácidos graxos realizada pelos fungos.
Cerca de 400 diferentes micotoxinas
(BETINA, 1984)
A definição de micotoxina é difícil:
Diversidade de sua estrutura química
Origens de sua biossíntese;
Amplos efeitos biológicos;
Produzidas por uma enorme variedade de espécies
Definição	correlacionada
ao	grupo	de
especialista	envolvido	no	seu	estudo	(médicos	,
celular,	bioquímico	e
especialista	em	biologia micologistas).
Todos os pesquisadores concordam → micotoxinas estão amplamente incorporadas aos alimentos e seus derivados - problema de saúde pública;
(BENNETT e KLICH, 2003)
Micotoxinas em alimentos e derivados não é um problema apenas de países em desenvolvimento.
Micotoxinas - afetam o agronegócio:
Interferindo	ou	até	mesmo	impedindo	a exportação;
Reduzindo a produção animal e agrícola;
(JELINEK et al., 1989; MILLER, 1995; LEUNG et al., 2006)
Países em desenvolvimento – o problema é sério:
Produtos de boa qualidade → exportados
Produtos de qualidade inferior (níveis de micotoxinas superiores aos permitidos nos países importadores) → consumidas no mercado interno, com riscos evidentes para a saúde da população
(DAWSON, 1991)
Micotoxinas	→	entram	nas	cadeias	alimentares humana e animal por meio de duas maneiras:
Contaminação indireta de alimentos e rações
-	um	ingrediente	qualquer	foi	previamente contaminado	por	um		fungo	toxigênico,	e	mesmo
que	o
fungo
tenha
sido
eliminado
durante	o
ainda
processamento,	as	micotoxinas permanecerão no produto final.
 Contaminação direta de alimentos e rações.
- ocorre quando o produto, o alimento ou a ração, se torna contaminado por um fungo toxigênico, com posterior formação de micotoxinas.
Alimentos e rações podem permitir o crescimento e o desenvolvimento de fungos toxigênicos, tanto durante a produção, quanto durante o processamento, o transporte e o armazenamento.
Toxicidade
AGUDA → resultando em danos aos rins ou fígado;
CRÔNICA → resultando em câncer de fígado; MUTAGÊNICA → causando danos no DNA;
TERATOGÊNICA → causando câncer em crianças por nascer.
Mecanismos de ação das micotoxinas : efeitos biológicos
Interrompem o metabolismo celular →	potentes inibidores da síntese protéica em eucariotas;
Bloqueio	das	vias	metabólicas	–	lesões	→	inibe as atividades mitocondriais;
Interagem com o DNA e RNA – Síntese protéica.
Alteram a estrutura e a função da membrana celular → interrompem o transporte da membrana celular;
Reagem com enzimas → inativa certas enzimas com grupos Tiol e inibe a síntese lipídica;
Reagem com co-fatores como as vitaminas.
Principais micotoxinas
AFLATOXINAS
São micotoxinas produzidas por Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus
Aspergillus flavus
Regiões tropicais e subtropicais → ótimas condições de temperatura e umidade
Principais = AFB1, AFB2, AFG1, AFG2 e AFM1
Principais micotoxinas
Aspergillus flavus
São encontradas como contaminantes em:
Amendoim, Nozes, Castanhas;
Amêndoas;
Milho;
Algodão, Centeio, Cevada, Sorgo;
Trigo, Aveia, Arroz;
Feijão;
Frutas secas;
Leite.
Causas:
Capacidade de se ligarem ao DNA das células - afetam a síntese protéica;
Contribuem → aplasia tímica (ausência congênita do timo e das paratireóides - deficiência da imunidade celular; também conhecida como síndrome de Di George)
(RAISUDDIN, 1993)
Propriedades	oncogênicas	e	imunosupressivas	- infecções em pessoas contaminadas;
Contribuem → patologias em viciados em heroína, bem como em recém-nascidos de mães viciadas.
–	Perus,	frangos		e	suínos	alimentados	com	rações contaminadas	com	aflatoxinas	apresentam	uma
nítida redução de imunidade, ocasionando sérios problemas econômicos aos produtores;
(SMITH et al., 1995)
–	Diminuição da produção de leite e ovos.
. Peito de frango congesto - aflotoxina
OCRATOXINA A
São micotoxinas produzidas
Aspergillus ochraceus
e Penicillium sp.
Penicillium sp.
Fator desencadeante → Deficiências no Armazenamento.
Penicillium sp.
São encontradas como contaminantes em:
Milho, Cevada, Centeio;
Trigo, Aveia, Sorgo;
Café, Feijões, Arroz;
Cacau;
Uvas, Suco de uvas e Vinhos;
Cerveja;
Frutas secas;
Carne suína e derivados.
Causas:
Nefropatias, Hepatóxica, Imunossupressora;
Teratogênica, Cancerígena;
Nefropatia suína - doença é endêmica em suínos da Dinamarca, onde também está associada à morte de aves;
(KROGH, 1987; BURNS e DWIVEDI, 1986; HAMILTONet al., 1982)
50% das amostras de arroz, feijão, milho e trigo (Brasil) →
níveis de ocratoxina A;
(CALDAS et al., 2002)
•Presença também confirmada em café torrado e moído, e em café solúvel.
(PRADO et al., 2000)
FUMONISINAS
São micotoxinas produzidas por Fusarium verticillioides e F.
proliferatum
Fusarium verticillioides
Ocorrência mundial no milho e produtos derivados, no Brasil especialmente no milho para ração animal.
São bastante estáveis durante o processamento de alimentos.
Fusarium verticillioides
Causas:
–	Câncer de esôfago (Transkei, Sul da África; China e nordeste da Itália;
(PERAICA et al., 1999)
Leucoencefalomácia em equinos e coelhos;
(MARASAS et al., 1988; BUCCI et al., 1996; FANDOHAN et al., 2003);
Edema pulmonar e hidrotórax em suínos;
(HARRISON et al., 1990)
–	Efeitos	hepatotóxicos,
carcinogênicos	e	apoptose
(morte celular programada) em fígado de ratos;
(GELDERBLOM et al., 1988; 1991; 1996; POZZI et al., 2000)
–	Estas toxinas inibem a síntese de esfingolipídios;
(SHIER, 1992)
Edema pulmonar em suínos.
TRICOTECENOS
São micotoxinas produzidas por Fusarium sp., Myrothecium, Phomopsis, Stachybotrys, Trichoderma, Trichotecium, Verticimonosporium
Fatores desencadeantes → temperatura baixa, alta umidade e problemas de armazenamentos
Presentes em milho, trigo, cevada, aveia, arroz e outros cereais de inverno.
Tricotecenos mais importantes:
Desoxinivalenol (DON);
Nivalenol (NIV);
Toxina T2;
Toxina HT2;
Diacetoxiscirpenol (DAS)
O DON é uma das micotoxinas mais comumente encontradas em grãos. Quando ingerido em doses elevadas por animais, ela causa náuseas, vômitos, diarréia e recusa de alimentos.
Causas:
inibição da síntese protéica eucariótica, interferindo nos estágios inicial, de alongamento e do terminal da síntese protéica;
Os tricotecenos foram os primeiros compostos comprovadamente envolvidos na inibição da atividade da transferase peptídica
(STAFFORD e McLAUGHLIN, 1973; WEI et al., 1974).
O T-2 → lesões na pele e nos olhos de gado e humanos; alergia	alimentar tóxica em humanos; e é 10x mais tóxica
que DON.
ZEARALENONA
São micotoxinas produzidas por
F. graminearum e F. culmorum
F. graminearum
Fatores desencadeantes → temperatura baixa e problemas de armazenamentos
São encontradas como contaminantes em:
Milho, cevada/malte, sorgo;
Centeio;
Aveia, arroz;
Banana, nozes, soja;
Cerveja;
Resíduos em ovos, leite e carne.
Causas:
hiperestrogenismo em suínos – causa feminidade em animais a 1 ppm;
Em suínos → pode provocar distúrbios na concepção, aborto e outros problemas;
(KURTZ e MIROCHA, 1978)
–	Em	vacas	e	ovinos	têm	sido	observados	problemas reprodutivos
(EL-NEZAMI et al., 2002)
No Brasil, essa toxina já foi encontrada em cereais e em aveia em flocos.
(OLIVEIRA et al., 2002)
Causas:
Suíno afetado pela micotoxina zearalenona.
CITRININA
São micotoxinas produzidas por
Aspergillus e Penicillium
Síndrome do “arroz amarelo” no Japão, em 1971, em virtude da constante presença de Penicillium citrinum nesse alimento.
(SAITO et al., 1971)
São encontradas como contaminantes em:
Arroz;
Trigo, farinha;
Cevada, milho;
Centeio, aveia;
Amendoin.
Causas:
–	Nefropatia	suína	e	de	outros	animais	-	toxicicidade aguda varia com a espécie de animal;
(CARLTON e TUITE, 1977)
No Brasil - nefropatia suína, após ingestão de grãos de cevada mofada.
(ROSA et al., 1985)
PATULINA
São micotoxinas produzidas por
Penicillium
Era utilizada como spray para nariz e garganta no tratamento do resfriado comum, e como pomada para o tratamento de infecções da pele
(CIEGLER, 1977; CIEGLER et al., 1971)
Micotoxina
(BENNETT e KLICH, 2003)
São encontradas como contaminantes em:
Maçã;
Pera;
Cereja;
Outros frutos.
Suco não fermentado de maçã.
(MOSS e LONG, 2002)
Os estudos sobre sua toxicidade à saúde humana
Saúde - dose provisória diária de 0,4 mg/kg de peso corporal como limite máximo de absorção para essa micotoxina.
(TRUCKSESS e TANG, 2001)
-
Aspectos científicos → disponibilidade de informações toxicológicas; conhecimento acerca da distribuição das micotoxinas nos alimentos; metodologia analítica;
Aspectos políticos e econômicos → interesses comerciais; impactos na disponibilidade da oferta de alimentos;
(VAN EGMOND e DEKKER, 1995;VERARDI e FROIDMONT-GORTZ, 1995; VAN
EGMOND e JONKER, 2004).
As legislações mais conhecidas são aquelas que regulamentam os níveis de aflatoxinas.
Regulamentação de micotoxinas
2003
regulamentar
→	100	países
os	limites
-		legislação	para de	micotoxinas		em
alimentos, rações e commodities;
30% a mais que 1995;
90% da população mundial;
(FAO, 2003)
Europa - mais completa e detalhada legislação sobre micotoxinas em alimentos.
América Latina - 19 países dispõem de legislação para micotoxinas (91% da população continental); Para aflatoxinas encontra-se harmonizada no Mercosul.
Considerações finais
A	contaminação
de	alimentos
e	rações	por
micotoxinas → sério problema de saúde para humanos e animais - obstáculo à economia de países da África, Ásia e da América Latina, nos quais a balança comercial se baseia nas exportações de commodities.
No Brasil
Alimentos	para	consumo	animal	(matérias- primas e rações):
–	Aflatoxinas (B1+B2+G1+G2) de 50 μg/kg.
Portaria MA/SNAD/SFA nº 183, do Ministério da Agricultura (Diário Oficial da
União, de 09/11/1988)
Nossa legislação contemple apenas as aflatoxinas - pesquisas com outras importantes micotoxinas, como a citrinina, as fumonisinas, a ocratoxina A, a patulina, os tricotecenos e outras menos frequentes.
O reconhecimento dos problemas causados pelas micotoxinas nos alimentos e rações → primeiro passo para a implementação de programas - para a prevenção e a redução do problema;
Também o uso de métodos para sua remoção ou descontaminação;
Rotina de inspeção, legislação para controlar o fluxo de commodities contaminadas com micotoxinas no comércio nacional e internacional;
Desenvolver atividades de informação, comunicação e, principalmente, de educação.