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Adulteración y efecto de la 

melamina en alimentos para 

pequeñas especies

Adulteration and effect of melanin in foods for small species

PALABRAS CLAVE > Melamina > Ácido cianúrico > Ácido úrico > Hidrógeno > Insuficiencia renal > Toxicidad > Aumento de proteína > Adulterantes
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KEYWORDS > Key words: Melamina > Cyanuric acid > Uric acid > Hydrogen > Renal insufficiency > Toxicity > Increased protein > Adulterants

Resumen

Garibay Gracian A.1, Malacara Rosales M.B., Benitez Ortega R.A., Correa Contreras C.P., Jiménez Torres R., Gutiérrez Vargas M.E., Medina Domenzáin R., Ruiz Castañeda G.2

Universidad Autónoma Metropolitana-Unidad Xochimilco. 

Departamento de Producción Agrícola y Animal.

garibayrozalesuam@gmail.com1, zoogenia@yahoo.com.mx2

El uso de la melamina y/o en combinación con el ácido cianúrico ha creado pro-blemas en todo el mundo, tanto en medicina veterinaria como humana. Nosotros consideramos pertinente un análisis de los documentos científicos para conocer la problemática y su impacto de la melamina en el organismo. La cual, ha sido causa de diversas patologías como problemas renales e incluso la muerte en animales y huma-nos. Según la FDA y el Codex Alimentarius la dosis máxima de melamina es de 2.5 partes por millón. Sin embargo, los datos específicos en pequeñas especies no esta del todo claro. Se sabe sobre el porcentaje (66) de nitrógeno que contiene la melami-na. Lo que la hace una molécula importante en la industria alimentaria, porque au-menta el nivel protéico de los alimentos. Los datos señalan que el uso de la melamina creó una epidemia en los EE.UU., en el año 2007, que mató a muchas mascotas. Algo sorprendente es que un estudio sobre el riesgo de nefrolitiasis inducida por melamina comienza en un nivel de ingesta más bajo que los niveles recomendados por la OMS. Actualmente, los problemas de seguridad alimentaria siguen siendo motivo de pre-ocupación que sin duda, requiere de un área de farmacovigilancia veterinaria para evitar que no se repitan estos problemas. Es posible que en un futuro el uso de molé-culas que se agregan a los alimentos y que generan alguna patología sean prohibidas en todo el mundo, bajo un análisis del JECFA y emitida al Codex Alimentarius bajo la enmienda de cada país. A nuestro entender, este es el primer artículo publicados en México sobre melamina y sus implicaciones en medicina veterinaria.  

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Abstract

The use of melamine and/or in combination with cyanuric acid has created pro-blems throughout the world, both in veterinary and human medicine. We consi-der relevant an analysis of the scientific documents to know the problem and its impact of melamine in the organism. Which has been the cause of various patho-logies such as kidney problems and even death, in animals and humans. Accor-ding to the FDA and the Codex Alimentarius the maximum melamine dose is 2.5 parts per million. However, the specific data in small species is not entirely clear. It is known about the percentage (66) of nitrogen that melamine contains. What makes it an important molecule in the food industry, as it increases the protein level of food. The data indicate that the use of melamine created an epidemic in the EE.UU., in 2007, which killed many pets. Something surprising is that a stu-dy on the risk of melamine-induced nephrolithiasis starts at a lower intake level than the levels recommended by the WHO. Currently, food safety problems are still a concern that undoubtedly requires a veterinary pharmacovigilance area to prevent these problems from recurring. It is possible that in the future the use of molecules that are added to food and that generate some pathology are banned all over the world, under an analysis of JECFA and issued to the Codex Alimentarius under the amendment of each country. To our knowledge, this is the first article published in Mexico on melamine and its implications in veterinary medicine.

1. Introducción

La exposición de la melamina en los alimentos es un adulterante y a sido considerado un problema de inocuidad de los alimentos debido a la mortalidad en animales domésticos (Ling, Lien, & Hsieh, 2016). Conviertiendose en uno de los principales adulterantes de alimentos en todo el mundo. Su alto contenido de nitrógeno lo convierte en una alternativa proteica más barata, lo que resulta en la adulteración ilegal de alimentos y piensos (Rai & Banerjee, 2017). La melamina (1,3,5-triazina–2,4,6-triamina, o C3H6N6) es un compuesto rico en nitrógeno (Pierna et al., 2016), se sintetizó en la década de 1830 y fue descubierto en la leche y premios para mascotas. Es un químico industrial que se usa en la fabricación de plástico, resinas y tintes, entre otros (Efsa, 2010). Algunos países como China y Estados Unidos producen millones de kilogramos de melamina anualmente (Ingelfinger, 2008). El alto contenido de nitrógeno, es decir, 66% de masa de melamina ha fomentado su uso ilegal para aumentar artificialmente el contenido aparente de proteínas en la comida para humanos y algunos piensos (Bandele et al., 2014). 

 

 

También, si la melamina esta presente en alimentos puede producir patologías renales como piedras en el sistema urinario e insuficiencia renal aguda, creando una epidemia. El método de cromatografía liquida y espectrometría de masas detectan la melamina y el ácido cianúrico en alimentos para mascotas y alimentos para humanos (Ingelfinger, 2008). Estudios en la toxicidad en combinación con la melamina (ver, figura 1) y el ácido cianúrico ha sido un nuevo tema, sin duda en medicina veterinaria (Chang, Yue, She, Sun, & Zhu, 2015). La finalidad considera un análisis de la información extraida de las bases de datos científicas, conocer la problemática y su impacto de la melamina en el organismo, evidenciando sus efectos nocivos.

1.1 Propiedades fisicoquímicas y síntesis de la melamina y sus derivados

La melamina tiene la fórmula química C3H6N6 y una masa molar de 126.12 g/mol. El porcentaje de masa de nitrógeno es del 66.6%, muy superior al de la mayoría de los alimentos que contienen proteínas, que son típicamente 2.8-5.5% de nitrógeno en masa (ver, figura 2). Por lo tanto, su adición puede aumentar el contenido de nitrógeno de los alimentos que los hacen parecer contener más proteína (Kimbrough & Jensen, 2010). La toxicidad de la melamina se debe principalmente a su capacidad de unirse a otras sustancias como el ácido cianúrico (ver, figura 3), mediante la formación de enlaces de hidrógeno en medio acuoso (Pacini et al., 2014). La toxicidad de la melamina es muy baja, y se ha demostró que más del 90% de esta sustancia ingerida se elimina en 24 h, en modelos animales experimentales. Sin embargo, la exposición crónica a la melamina puede causar cáncer, dañar al sistema reproductivo e irritar los ojos, la piel y el tracto respiratorio. Por si fuera poco, cuando la melamina se absorbe en el torrente sanguíneo, se combina con ácido úrico, fosfato o ácido cianúrico (Mirzajani & Tavaf, 2016). Además, la excreción en orina de la melamina es en forma inalterada (Rai & Banerjee, 2017).

 

La ciromazina y melamina pertenecen a compuestos químicos ricos en nitrógeno que contienen cianamida como la unidad básica. La ciromazina es un pesticida de triazina utilizado para el control de la mosca en la producción de cultivos y alimentos para animales mediante la inhibición del crecimiento de insectos. En los últimos años, el uso de la ciromazina ha causado problemas reales en humanos y afectado el medio ambiente. La melamina es un metabolito de la ciromazina que se forma a través de reacciones de desalquilación en plantas y animales y puede causar urolitiasis y cáncer de vejiga (Ge, Wu, Liang, Su, & Sun, 2016). 

1.2 Regulación normativa de melamina. 

En humanos, los límites actuales según la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA, Food and Drugs Administration) para la melamina en comida es 2.5 partes por millón, calculado en la base de ingestión por una persona que pese 60kg (Ingelfinger, 2008). La Comisión del Codex Alimentarius aprobó un nivel máximo de melamina de 1 mg/kg en la leche artificial en polvo para lactantes y de 2.5 mg/kg para otros alimentos y piensos. Y un límite máximo de 0.15 mg/kg de melamina en la leche líquida para lactantes (WHO, 2012). 

1.3 Métodos de detección.

En la actualidad, diversos laboratorios han desarrollado métodos para detectar residuos de melamina y ácido cianúrico en alimentos para mascotas, alimento para humanos, proteína cruda y otros piensos. Dichos métodos suelen ser: cromatografía líquida de masa (HPLC-MS/Ms), imunoensayo de antígeno anticuerpo (ELISA) y cromatografía liquida de alta eficacia (HPLCUV) (Turnipseed, Casey, Nochetto, & Heller, 2008).

1.4 Consecuencias de la adulteración 
de la melamina y del ácido cianúrico.

El gluten de trigo es un ingrediente en los alimentos para mascotas y en 2007 se adulteró con melamina. Una vez ingerido por las mascotas, se combinó con ácido cianúrico (otro compuesto con alto contenido de nitrógeno utilizado como adulterante) para producir un complejo altamente insoluble que bloquea los túbulos renales y que a provocado la muerte de cientos de mascotas por insuficiencia renal aguda en los Estados Unidos (Moyer, DeVries, & Spink, 2017; Turnipseed et al., 2008). Así mismo, la combinación de la melamina con el ácido cianúrico forma el cianúrato de melamina, también conocido como aducto ácido de melamina cianúrato o complejo de ácido de melamina cianúrico, donde la unión de estos dos compuestos ocurre a través de los enlaces de hidrógeno (ver, figura 4) (Escobar et al., 2010). 

Por otra parte, en el 2007 se adulteró el alimento para mascotas con melamina resultando en muchas muertes de gatos y perros en los Estados Unidos y en otros países (Ingelfinger, 2008). Recientemente se determinó que la combinación de melamina y las nefrotoxinas del ácido cianúrico son letales en gatos y perros. El diagnóstico fue insuficiencia renal aguda en perros y gatos en clínicas veterinarias de los Estados Unidos de América y se relacionó con los alimentos para mascotas. Se ha informado que al menos 471 casos de insuficiencia renal se presentaron en un período de 10 días, afectando a 104 animales entre perros y gatos (Cocchi et al., 2010). 

 

Un estudio incluyó tejidos de 10 gatos y 6 perros, en los cuales se demostró mediante una necropsia el daño renal asociado a la melamina. En casos agudos, los túbulos distales mostraron necrosis con inflamación e incorporación de cristales en la pared tubular. Los 16 animales dieron positivo en uremia, además de anorexia, vómito, letargo, poliuria, polidipsia y lesiones histológicas (cristales en túbulos distales o conductos colectores) en todos los animales (Brown et al., 2007). Otro estudio investigó los efectos del cianúrato de melamina en el tracto gastrointestinal y en hígado de ratones. La dosis que se empleó fue de 0, 10, 100 y 200 mg/kg peso corporal por día. Sin embargo, en el día 28 del estudió un ratón con una dosis de 1.5 mg/kg por día de cianúrato de melamina y tres ratones con una dosis de 7.5 mg/kg por día de cianúrato de melamina murieron durante el experimento. Los datos muestran que en dosis altas el cianúrato de melamina causa mortalidad y alteración en el peso corporal, peso del hígado, y parámetros de química sanguínea relacionados al tratamiento. Lo que indica efectos tóxicos en estos órganos (Chang et al., 2015). 

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Además, estudios previos en ratas utilizadas como modelos biológicos experimentales se dividieron en 4 grupos, de 9 a 10 ratas cada grupo. El primer grupo fue el control (CON), al segundo se le administró 25 mg/kg de una mezcla de melamina y ácido cianúrico (M+CA), el tercer grupo se le administró 50 mg/kg de la misma mezcla (M+CA), y al cuarto grupo se le administró 100 mg/kg con la misma mezcla (M+CA), los cuales fueron monitoreados de 5-6 meses. Se realizaron cortes histológicos en ratas a los 6 meses, (ver, Figura 5-6) y mostraron el aducto en los riñones (Kim et al., 2010). 

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1.5 Perspectivas futuras.

Conclusión

A pesar de las incidencias pasadas que muestran un riesgo, no se sabe si el control de la melamina o los limites máximos residuales, incluyendo la ingesta diaria admisible, controle el problema tan grave que sigue causando la melamina en el ambiente, animales y en la vida humana. Por lo que es importante evitar alimentos contaminados con melamina y otros metabolitos 

Referencias bibliográficas

  1. Bandele, O. J., Stine, C. B., Ferguson, M., Black, T., Olejnik, N., Keltner, Z., . . . Sprando, R. L. (2014). Use of urinary renal biomarkers to evaluate the nephrotoxic effects of melamine or cyanuric acid in non-pregnant and pregnant rats. Food Chem Toxicol, 74, 301-308. doi: 10.1016/j.fct.2014.10.013

  2. Brown, C. A., Jeong, K.-S., Poppenga, R. H., Puschner, B., Miller, D. M., Ellis, A. E., . . . Brown, S. A. (2007). Outbreaks of renal failure associated with melamine and cyanuric acid in dogs and cats in 2004 and 2007. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation, 19(5), 525-531. 

  3. Cocchi, M., Vascellari, M., Gallina, A., Agnoletti, F., Angeletti, R., & Mutinelli, F. (2010). Canine Nephrotoxicosis Induced by Melamine-Contaminated Pet Food in Italy. Journal of Veterinary Medical Science, 72(1), 103-107. 

  4. Chang, L., Yue, Z., She, R., Sun, Y., & Zhu, J. (2015). The toxic effect of a mixture of melamine and cyanuric acid on the gastrointestinal tract and liver in mice. Res Vet Sci, 102, 234-237. doi: 10.1016/j.rvsc.2015.08.018

  5. Efsa. (2010). Scientific Opinion on Melamine in Food and Feed. EFSA Journal, 8(4), 1573-n/a. doi: 10.2903/j.efsa.2010.1573

  6. Escobar, A., Faure, R., Sosa, D., Ponce, P., & Vega, S. (2010). Melamine. A potential problem for animal and human health as adulterant in food especially in milk. Revista de Salud Animal, 32, 22-31. 

  7. Ge, X. S., Wu, X. Q., Liang, S. X., Su, M., & Sun, H. W. (2016). Trace residue analysis of dicyandiamide, cyromazine, and melamine in animal tissue foods by ultra-performance liquid chromatography. Journal of Food and Drug Analysis, 24(3), 579-585. doi: 10.1016/j.jfda.2016.01.003

  8. Ingelfinger, J. R. (2008). Melamine and the Global Implications of Food Contamination. New England Journal of Medicine, 359(26), 2745-2748. doi: Doi 10.1056/Nejmp0808410

  9. Kim, C. W., Yun, J. W., Bae, I. H., Lee, J. S., Kang, H. J., Joo, K. M., . . . Lim, K. M. (2010). Determination of spatial distribution of melamine-cyanuric acid crystals in rat kidney tissue by histology and imaging matrix-assisted laser desorption/ionization quadrupole time-of-flight mass spectrometry. Chem Res Toxicol, 23(1), 220-227. doi: 10.1021/tx900354z

  10. Kimbrough, D. R., & Jensen, A. C. (2010). Using the Melamine Contamination of Foods To Enhance the Chemistry Classroom. Journal of Chemical Education, 87(5), 496-499. doi: 10.1021/ed800174h

  11. Ling, M. P., Lien, K. W., & Hsieh, D. P. H. (2016). Assessing Risk-Based Upper Limits of Melamine Migration from Food Containers. Risk Analysis, 36(12), 2208-2215. doi: 10.1111/risa.12585

  12. Mirzajani, R., & Tavaf, N. (2016). Rapid and Highly Sensitive Determination of Melamine in Different Food Samples by Corona Discharge Ion Mobility Spectrometry after Dispersive Liquid-Liquid Microextraction. Journal of the Brazilian Chemical Society, 27(9), 1657-1666. doi: 10.5935/0103-5053.20160045

  13. Moyer, D. C., DeVries, J. W., & Spink, J. (2017). The economics of a food fraud incident - Case studies and examples including Melamine in Wheat Gluten. Food Control, 71, 358-364. doi: 10.1016/j.foodcont.2016.07.015

  14. Pacini, N., Dorr, A. J. M., Elia, A. C., Scoparo, M., Abete, M. C., & Prearo, M. (2014). Melamine-cyanurate complexes and oxidative stress markers in trout kidney following melamine and cyanuric acid long-term co-exposure and withdrawal. Fish Physiol Biochem, 40(5), 1609-1619. doi: 10.1007/s10695-014-9952-5

  15. Pierna, J. A. F., Vincke, D., Baeten, V., Grelet, C., Dehareng, F., & Dardenne, P. (2016). Use of a multivariate moving window PCA for the untargeted detection of contaminants in agro-food products, as exemplified by the detection of melamine levels in milk using vibrational spectroscopy. Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 152, 157-162. doi: 10.1016/j.chemolab.2015.10.016

  16. Rai, N., & Banerjee, D. (2017). Melamine adulteration of food: detection by point-of-care testing tool. Current Science, 112(3), 454-456. 

  17. Turnipseed, S., Casey, C., Nochetto, C., & Heller, D. N. (2008). Determination of melamine and cyanuric acid residues in infant formula using LC-MS/MS. Laboratory information bulletin, 4421, 496-549. 

  18. WHO. (2012). UN strengthens regulations on melamine, seafood, melons, dried figs and labelling. World Health Organization, 1-2. 

La regulación normativa de la melamina ha demostrado ineficiencia en cuanto al control en alimentos, y sigue siendo una de las causas que afectan al sistema renal en animales y en algunos casos humanos. Por tal motivo, la autoridad pertinente debe fomentar y controlar la regulación normativa de la melamina en alimentos de una forma más estricta y puntual, independientemente de la aplicación normativa. Y en este sentido evitar daños que se están presentando en futuros muy próximos en pequeñas especies. Una de las recomendaciones para el contenido de melamina en los alimentos para animales es integrar el apartado de ingredientes activos en la normatividad y que sea obligatoria. La creación de una prueba clínica de campo para la detección del cianúrato de melamina en el organismo de posibles animales enfermos, podría prevenir situaciones más graves, como cuadros clínicos agudos o incluso prevenir la muerte. Además es muy posible y pertinente la sustitución de la melamina por una sustancia que no genere daños en el metabolismo de los mamíferos, y con ello procurar el bienestar animal.

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