El deterioro de los alimentos causado por los hongos que producen micotoxinas representa un problema importante en seguridad alimentaria. Los cereales en grano y sus productos derivados, como el pan, frecuentemente están contaminados con hongos micotoxigénicos. Es por ello que en la presente Tesis Doctoral se han estudiado la presencia de 17 micotoxinas en 80 muestras de pan de molde y el riesgo de exposición de la población a estos compuestos. Aflatoxinas (AFs), zearalenona (ZEA) y eniatinas (ENs) han sido detectadas respectivamente en el 20%, 65% y 96% de las muestras de pan analizadas. La presencia de dichas micotoxinas y, sobre todo, de las muestras en las que las AFs y la ZEA superan el límite máximo legislado, planteó la necesidad de buscar metodologías que permitieran reducir estos compuestos. En concreto, se han estudiado dos alternativas naturales a los conservantes convencionales: los isotiocianatos (ITCs) en envases activos y las bacterias ácido lácticas (BALs) como cultivos starters. Los ITCs se originan de la hidrólisis de los glucosinolatos (GLSs), que se encuentran en mostaza, brócoli, coliflor, repollo, etc. Se han evaluado diferentes envases con ITCs y harina de mostaza por sus capacidad para extender la vida útil y reducir la presencia de micotoxinas en los cereales contaminados con Aspergillus parasiticus o Penicillium expansum. Además, se ha determinado el potencial del AITC para reaccionar con ZEA y α-zearalenol (α-ZOL); se han identificado los productos de reacción y se han estudiado la bioaccesibilidad y la biodisponibilidad de las micotoxinas y de los aductos con el AITC. Las BALs se han añadido durante el proceso de cocción para prolongar la vida útil y reducir la producción de AFs en pan contaminado con A. parasiticus. Finalmente, se ha estudiado la capacidad de diferentes BALs para reducir la bioaccesibilidad de las aflatoxinas B1 (AFB1) y B2 (AFB2), a través de un modelo de digestión dinámica in vitro. De los ITCs, únicamente el AITC ha alargado la vida útil y reducido las AFs en pan contaminado con A. parasiticus y la patulina (PAT) producida por P. expansum. Entre las dos harinas de mostaza estudiadas, la harina de mostaza oriental ha sido más eficaz en la reducción de las AFs mientras la harina amarilla en la reducción de la PAT. El AITC puede reaccionar y reducir α-ZOL y ZEA in vitro a niveles de hasta el 97%, formando aductos ZEA/α-ZOL-AITC. Una reducción de las micotoxinas y de sus productos de reacción se ha observado tras el tratamiento de la digestión. Los productos de reacción de las micotoxinas con AITC fueron más biodisponibles durante el estudio de biodisponibilidad comparado con las micotoxinas aisladas. El uso de BALs en la fermentación del pan ha aumentado la vida útil del pan y ha reducido la formación de las AFs. Por último, algunas de las bacterias estudiadas fueron capaces de reducir la bioaccesibilidad de las AFB1 y AFB2 contenidas en pan contaminado hasta un 99%.

Food spoilage caused by molds that produce mycotoxins is of primary concern and represents an important food safety problem. Cereal grains and their processed food products, such as bread, are frequently contaminated with mycotoxigenic fungi. Therefore, in this PhD Thesis, the occurrence of 17 mycotoxins in 80 samples of bread loaf and the risk exposure of the population to these toxic compounds were determined. Aflatoxins (AFs), zearalenone (ZEA) and enniatins (ENs) were detected respectively in 20%, 65% and 96% of bread samples analyzed. The presence of these mycotoxins and, above all, the samples in which AFs and ZEA, exceeded the maximum limits established, raised the interest of reducing these compounds. In particular, two natural alternatives to the conventional preservatives were studied: isothiocyanates (ITCs) in active packaging and lactic acid bacteria (LABs) as starter cultures. ITCs are originated from the hydrolysis of glucosinolates (GLSs), which are found in mustard, broccoli, cauliflower, cabbage, etc. Different packaging with ITCs and mustard flour were evaluated for their ability to extend the shelf life and reduce the presence of mycotoxins in cereals contaminated by Aspergillus parasiticus or Penicillium expansum. Furthermore, the potential of AITC to react with ZEA and α-zearalenol (α-ZOL) was determined; reaction products were characterized and bioaccessibility and bioavailability of the mycotoxins and adducts with AITC were studied. LABs were added during the baking process to extend the shelf life and reduce the production of AFs in bread contaminated with A. parasiticus. Finally, the ability of different LABs to reduce the bioaccessibility of aflatoxins B1 (AFB1) and B2 (AFB2), through a model of in vitro dynamic, digestion was studied. Among the ITCs, only AITC extended the shelf life and reduced AFs in bread contaminated with A. parasiticus and patulin (PAT) produced by P. expansum. Among the two mustard flours studied, the oriental mustard flour was more effective in reducing AFs while the yellow flour in the reduction of PAT. AITC can react directly and reduce α-ZOL and ZEA in vitro at levels up to 97%, forming adducts ZEA/α-ZOL-AITC. A reduction of mycotoxins and their reaction products was observed after simulated digestion. Reaction products of mycotoxins with AITC were more bioavailable compared to the isolated mycotoxins. The use of LABs in bread fermentation increased the shelf life of bread and reduced the formation of AFs. Finally, some of the bacteria studied were able to reduce the bioaccessibility of AFB1 and AFB2 contained in contaminated bread up to 99%.