I SEMINARI DI. La gestione della qualità e della sicurezza nell'industria alimentare: Aggiornamenti metodologici

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1 I SEMINARI DI Qualyfood La gestione della qualità e della sicurezza nell'industria alimentare: Aggiornamenti metodologici Aggiornamenti in tema di micotossine: rischio di allerta? Carlo Brera Istituto Superiore di Sanità, Roma Cremona, 17 aprile

2 Le micotossine sono sostanze tossiche (composti chimici) prodotte dal metabolismo secondario di alcuni funghi filamentosi o muffe (Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Stachybotrys, Cephalosporium, ecc.) Sono tossine naturali, la cui presenza nell ambiente NON è una conseguenza dell attività dell uomo, ma delle condizioni ambientali che si vengono a creare sul campo La crescita fungina e la formazione di micotossine avviene principalmente su numerose specie vegetali e può causare seri rischi per la salute dell uomo e degli animali Campo di Aw < ; Tott. = 20 C - 35 C

3 Contaminazione perversa Possono essere formate da più specie fungine Una specie fungina può produrre più di una micotossina La presenza di muffe sulla derrata non è necessariamente indice di presenza di micotossine La assenza di muffe sulla derrata non è necessariamente indice di assenza di micotossina

4 Determinanti di contaminazione fungina e produzione di micotossine Determinanti riconducibili al clima temperatura umidità Aw Determinanti riconducibili alle pratiche di coltivazione attacco di insetti (varietà resistenti, piante GM) stress idrico della pianta suolo (salinità, ph, aridità) epoca e densità di semina Tipo di substrato (ricco in carboidrati, carenze minerali)

5 Interrelazione tra micotossine e uomo Ceppo fungino Mangimi Micotossine FKDIDQF LK Cereali e semi oleaginosi QuickTime e un decompressore TIFF (Non compresso) sono necessari per visualizzare quest'immagine.

6 Sono sostanze dotate di elevato potere cancerogeno Sono sostanze che manifestano tossicità croniche e raramente acute Sono sostanze termostabili Sono fortemente elettrostatiche Sono ubiquitariamente presenti sul territorio Sono fortemente caratterizzate da una incidenza di contaminazione stagionale Presentano una tipologia di contaminazione eterogenea (a macchia di leopardo) Non presentano difficoltà da un punto di vista di determinazione analitica Presentano basso peso molecolare

7 QuickTime e un decompressore TIFF (Non compresso) sono necessari per visualizzare quest'immagine. I più importanti funghi tossigeni e micotossine correlate Aflatossine QuickTime e un decompressore TIFF (Non compresso) sono necessari per visualizzare quest'immagine. Aspergillus flavus Aspergillus parasiticus Mais, frutta secca semi oleosi, frumento, etc. Fumonisine Fusarium verticillioides Fusarium proliferatum Mais, prodotti di mais Ocratossina A Aspergillus ochraceus Penicillium verrucosum Cereali, uvetta, caffè Deossinivalenolo Zearalenone Fusarium graminearum Fusarium culmorum Cereali

8 Micotossine maggiori Aflatossine (AFL B1, B2, G1, G2) Ocratossina A (OTA) Fusariotossine Tricoteceni Gruppo A: tossina T-2 e HT-2, Diacetossiscirpenolo (DAS) Gruppo B: Deossinivalenolo (DON), nivalenolo (NIV), 3-acetildeossinivalenolo (3-AcDON), 15- acetildeossinivalenolo (15-AcDON) colorati in ordine di tossicità Zearalenone (ZEA) Fumonisine (B1, B2, B3) Patulina

9 Materie prime suscettibili di contaminazione Cereali (frumento, mais, orzo, avena, segale ecc.) Semi oleaginosi (arachidi, girasole, semi di cotone ecc.) Frutta e verdura (uva da vinificazione, mele, pere, carote, pomodori ecc) Frutta secca ed essiccata (mandorle, noci, nocciole, fichi secchi, ecc) Caffè Cacao Spezie (peperoncino, pepe, mostarda, zenzero ecc) Liquirizia

10 Prodotti derivati suscettibili di contaminazione da micotossine Derivati dei cereali ad uso umano ed animale Derivati dei semi oleaginosi esclusi gli oli raffinati Prodotti contenenti cioccolato Caffè Vino Birra Succhi di frutta e di ortaggi Uvetta Prodotti contenenti spezie

11 Prodotti di origine animale potenzialmente contaminati da micotossine Latte e derivati Carne di suini e derivati Carne di specie avicole Uova

12 Regolamento CE/178/2002 Articolo 50 Sistema di allarme rapido E istituito, sotto forma di rete, un sistema di allarme rapido per la notificazione di un rischio diretto o indiretto per la salute umana dovuto ad alimenti o mangimi. Ad esso partecipano gli Stati membri, la Commissione e l'autorità. Gli Stati membri, la Commissione e l'autorità designano ciascuno un punto di contatto, che è membro della rete. La Commissione è responsabile della gestione della rete.

13 Complessivamente, nell anno 2008, sono state trattate 3040 notifiche (2933 nel 2007 e 2874 nel 2006), pervenute sia dalla Commissione europea, sia da parte degli uffici periferici e degli Assessorati alla Sanità. Tra queste notifiche, 2858 riguardano l alimentazione umana e 182 (165 nell anno precedente) riguardano la sola alimentazione animale. Tra le notifiche complessive, l Italia ne ha effettuate 468 (pari al 15.4%), risultando, come nel 2007 e nel 2006, il primo Paese membro nel numero di segnalazioni inviate. Dopo l Italia per numero di notifiche vi è la Germania (439), la Gran Bretagna (343), seguite dall Olanda, la Polonia, la Spagna e la Francia. Per quanto riguarda l origine, i prodotti nazionali risultati irregolari sono stati 99 (70 nell anno precedente), pari al 3.3% di tutte le notifiche, risultando il terzo Paese comunitario per numero di notifiche ricevute dopo la Germania e la Spagna. Nell anno 2007 era risultato il quarto Paese, dopo la Spagna, la Germania e la Francia. 13

14 Ripartizione per categorie di prodotto Carlo Brera 14

15 RASFF CONTAMINANTE Metalli pesanti Residui di fitofarmaci Micotossine Migrazioni in materiali a contatto con gli alimenti Residui di farmaci Colorante Sudan I, III, IV NOTIFICHE Diossine 12 Melamina Additivi e altri coloranti

16 Ripartizione notifiche E. Coli - coliformi Listeria Salmonelle 19% 1% 2% 12% Istamina 1% 5% Metalli pesanti 7% 6% Residui fitofarmaci 1% Micotossine 1% 3% 1% 4% 6% 32% Migrazioni materiali a contatto Residui farmaci Sudan Corpi estranei OGM non autorizzati 16

17 Ripartizione per prodotto Prodotto Numero di notifiche (N=930) Frutta secca 785 Cereali 61 Erbe e spezie 25 Frutta e vegetali 17 Gelati e dolciumi 12 Grassi ed oli 12 Mangimi 14 Altre 4 17

18 Ripartizione delle irregolarità sui prodotti nazionali Carlo Brera 18

19 Rischio da micotossine DIPARTIMENTO DI SANITA PUBBLICA VETERINARIA E SICUREZZA ALIMENTARE

20 Micotossine Apparati ed organi bersaglio Effetti tossici Specie sensibili Sintomi Residui nei prodotti edibili Aflatossine FEGATO NECROSI ANATROCCOLI TACCHINI CONIGLI SUINI Ocratossine RENE NECROSI SUINI POLLAME Tricoteceni Fumonisine TUBO DIGERENTE CUTE MIDOLLO OSSEO ESOFAGO FEGATO SISTEMA NERVOSO NECROSI NECROSI MALACIA EDEMA POLMONARE POLLAME SUINI CONIGLI EQUINI E SUINI EQUINI SUINI ANORESSIA EMORRAGIE EDEMI ITTERO POLIDIPSIA EDEMI E DIARREA ULCERE ORALI VOMITO RIFIUTO ALIMENTO ITTERO-EDEMI CIRCLING DISPNEA GRAVE LATTE CARNI E FRATTAGLIE SUINE SANGUINACCI Zearalenoni APPARATO RIPRODUTTORE SQUILIBRI ORMONALI SUINI CONIGLI IPERESTRISMO PROLASSI ABORTI Fonte: MARCO DE LIGUORO 20

21 Effetti sull uomo Le aflatossine sono cancerogeni genotossici che contaminano comunemente il mais, arachidi, pistacchi, mandorle e di altri tipi di colture durante la produzione, raccolta, stoccaggio o trasformazione. L esposizione ad aflatossine notoriamente causa danni epatocellulari sia cronici che acuti. In Kenya, l intossicazione da aflatossina acuta con risultati di insufficienza epatica è causa di morte nel 40% dei casi. In nazioni in via di sviluppo, molte persone sono esposte ad aflatossine attraverso gli alimenti coltivati a casa. Insufficienti tecniche di raccolta e di stoccaggio permettono la crescita di aflatossine. Come risultato, si stima che 4,5 miliardi di persone che vivono in paesi in via di sviluppo possono essere esposti cronicamente ad aflatossine attraverso la loro dieta. La sindrome da aflatossicosi è caratterizzata da vomito, dolore addominale, edema polmonare, convulsioni, coma e morte cerebrale con edema, coinvolgimento di fegato, reni e cuore. L Ocratossina A è cancerogena per l epitelio tubulare renale di due specie di roditori. E considerata dallo IARC potenzialmente cancerogena per l uomo (Gruppo 2B). E una tossina cumulativa e persiste nel sangue al 50% della sua concentrazione fino a 35 giorni. Genera forti legami con le proteine plasmatiche. La fumonisina esercita effetti sul sistema nervoso centrale (encefalomacia) e sul fegato e reni (cancerogenesi). Lo zearalenone presenta spiccate attività ormonale e costuituice un possibile agente eziologico nella manifestazione di modificazioni puberali precoci (telarca) nei bambini e possibile coinvolgimento nel cancro della cervice della donna. I tricoteceni mostrano elevati effetti immuno depressori e mielotossici. Effetti sinergici ed esposizione da inalazione sono due aspetti spesso sottovalutati ma che dovrebbero invece essere seriamente presi in considerazione. 21

22 Micotossine e celiachia La possibile correlazione tra micotossine e celiachia nasce dal fatto che essendo la celiachia un intolleranza permanente al glutine, sostanza proteica presente in avena, frumento, farro, kamut, orzo, segale, spelta e triticale, i pazienti devono obbligatoriamente ricorrere ad una alimentazione priva dei citati cereali con conseguente ricorso a forti consumi di mais e prodotti derivati. Essendo il mais, come citato in precedenza, il cereale più a rischio in quanto rappresenta un substrato molto favorevole alle condizioni di attecchimento fungino e di produzione di micotossine, è di fondamentale importanza accertare in modo quantitativo l eventuale rischio a cui questa categoria di consumatori può essere esposta come conseguenza del consumo di alimenti a base di mais. Si rende noto che recentemente la Commissione Europea ha ridefinito con il Regolamento 1126/2007 i limiti massimi tollerabili per le fumoinisine, il deossinivalenolo e lo zearalenone; in precedenza il Regolamento 1881/2006 aveva definito i livelli massimi tollerabili anche per aflatossine e ocratossina. Carlo Brera 22

23 Micotossine e passaggio nel latte materno Aflatossina B1 Aflatossina M1 Aflatossicolo Ocratossina A Gliotossina?? Carlo Brera 23

24 Micotossine ed autismo Il bambino presenta una diversa, e potenzialmente maggiore, suscettibilità ai rischi. Infatti, i bambini seguono regimi dietetici specifici che variano da un punto di vista sia qualitativo che quantitativo soprattutto durante il primo anno di vita, per stabilizzarsi verso una dieta più simile a quella dell adulto intorno ai due anni di età. Tali regimi dietetici implicano un maggior consumo di alcuni tipi di alimenti come il latte materno e del commercio o gli alimenti per l infanzia, con un conseguente maggiore e differenziato apporto di contaminanti rispetto all adulto. Micotossine ricercate: gliotossina, fumonisine, aflatossine, ocratossina, zearalenone, acido 3-OH nitroprionico Candida: stimola la produzione d anticorpi contro il cervello e il pancreas e la distruzione di funzioni chiave del cervello a causa d anticorpi antimielina. Gliotossina: è immunotossica e inattiva molti importanti enzimi, inducendo danni da radicali liberi, è citotossica - uccide le cellule, con un processo di interazione sul DNA 24

25 Aflatossine ed HBV Studies have shown that concurrent infection with the Hepatitis B virus (HBV) during aflatoxin exposure increases the risk of hepatocellular carcinoma (HCC). As HBV interferes with the ability of hepatocytes to metabolize aflatoxins, an aflatoxin M 1 -DNA conjugate exists for a longer period of time in the liver, increasing the probability of damage to tumor suppressor genes such as p53. This effect is synergistic with the resulting damage far greater than just the sum of aflatoxin and HBV. (Williams, 2004) Decreasing HBV infection levels through vaccination is an effective and simple approach that can be taken to reduce these harmful synergistic effects, thus decreasing the impact of chronic aflatoxin exposure. This strategy may prove to be highly effective many regions of the world which have high aflatoxin rates, such as western Africa and China, also have high HBV infection rates. 25

26 MANCANO DATI Carlo Brera 26

27 Strategie future Aggregare le informazioni derivanti dai progetti di ricerca in modo tale sia da non disperdere le conoscenze acquisite sia da non creare sovrapposizioni Tradurre i risultati ottenuti in emanazione di linee guida o disciplinari di produzione da conferire agli agricoltori ed a tutti gli operatori di filiera (stakeholders) Effettuare una stima dei consumi mirata alla loro valutazione in modo disaggregato per matrice, età, sesso, collocazione geografica, consumatori Effettuare una valutazione del rischio attraverso una stima dell esposizione del consumatore alle micotossine secondo protocolli riconosciuti a livello internazionale (Dieta totale, Duplicate diet, approccio probabilistico) Effettuare una correlazione tra patologie e presenza di micotossine negli alimenti (epatite B, autismo, AIDS, nefropatie, tumori) Valutare l effetto che l atteso cambiamento del clima porterà relativamente alle contaminazioni da micotossine Valutare procedure di decontaminazione dei mangimi per migliorare le performances e lo stato di salute degli animali Auspicare una corretta prevenzione da parte dei medici basata sulla informazione Sviluppare e validare metodi di screening e/o rapidi per la determinazione multimicotossina

28 Conclusioni Per quanto descritto, emerge quanto debbano essere rigorose e capillari le strategie di controllo a partire da attività preventive da applicare in agricoltura in modo sistematico ed integrato fino ai processi industriali con l applicazione dei principi HACCP e la conoscenza degli effetti dei processi tecnologici, per arrivare al consumatore finale a cui deve essere garantito il consumo di alimenti con livelli di micotossine i più bassi possibili e comunque conformi alla normativa vigente, anche in considerazione del fatto che le normali operazioni di cottura non sono in grado di apportare un abbattimento dei livelli di contaminazione originali.

29 3 Congresso Nazionale Le micotossine nella filiera agroalimentare e zootecnica Istituto Superiore di Sanità settembre 2009

30 Carlo Brera Istituto Superiore di Sanità Dipartimento di Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare (DSPVSA) Reparto OGM e Micotossine Tel carlo.brera@iss.it