L innovazione scientifica per la nutrizione

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1 L innovazione scientifica per la nutrizione Lodi, 16 ottobre 2015 PROGRAMMA L innovazione scientifica per la nutrizione CON IL PATROCINIO DI 16 OTTOBRE 2015 Polo Universitario Veterinario di Lodi Università degli studi di Milano Via dell'università 6 - Lodi OLTRE LA SICUREZZA ALIMENTARE: LE MICOTOSSINE NELLA FILIERA Federica Cheli federica.cheli@unimi.it

2 LE MICOTOSSINE Una lunga storia in breve 1951: tossicosi alimentare correlata al consumo di pane contaminato con sclerozi di Claviceps purpurea e Aspergillus fumigatium (Pont-Saint-Esperit Francia) 1940: tossicosi alimentare correlata all ingestione di cerali colonizzati da Fusarium sporotrichoides e da F. poae (Russia) 1850: associazione tra l ingestione di segale contaminata con sclerozi di Claviceps purpurea e la comparsa di casi di ergotismo. a.c.: «piaghe d Egitto» Aflatossina responsabile della prima epidemia da micotossine riscontrata e documentata nel Tale epidemia si diffuse a partire da una partita di farina di arachidi contaminata che causò la morte di più di tacchini e, ignorandone le cause, venne in un primo momento chiamata proprio per questo malattia X del tacchino 2 di 30

3 LE MICOTOSSINE OLTRE LA SICUREZZA ALIMENTARE: Sicurezza alimentare è un prerequisito Sviluppo di un approccio integrato: Dal Regolamento (CE) 178/2002* la legislazione in ambito alimentare ha introdotto un concetto di equipollenza: FEED=FOOD Il risultato è che i mangimi sono ora considerati equivalenti agli alimenti per l uomo in termini di qualità nutrizionale, aspetti tecnologici, sicurezza *REGOLAMENTO (CE) N. 178/2002 DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO del 28 gennaio 2002 che stabilisce i principi e i requisiti generali della legislazione alimentare, istituisce l'autorità europea per la sicurezza alimentare e fissa procedure nel campo della sicurezza alimentare 3 di 30

4 LE MICOTOSSINE Metaboliti secondari di muffe che, in opportune condizioni climatiche, contaminano gli alimenti per l uomo e per gli animali Sono sostanze che manifestano tossicità cronica e acuta La contaminazione con micotossine è inevitabile e non facilmente prevedibile Sono fortemente caratterizzate da una incidenza di contaminazione geografica e stagionale Sono sostanze termostabili Presentano una tipologia di contaminazione eterogenea 4 di 30

5 I METABOLITI TOSSICI DEI FUNGHI SONO POTENZIALMENTE MIGLIAIA (CAST, 2003) Le micotossine di maggior interesse per il settore alimentare a causa della elevata diffusione e dell impatto sulla salute dell uomo e degli animali sono: Aflatossine (Gruppo 1, carcinogeno per l'uomo) Ocratossina A e Fumonisine (Gruppo 2B, possibili carcinogeni) Tricoteceni e Zearalenone (Gruppo 3, non carcinogeni per l'uomo) IARC International Agency for Research on Cancer, di 30

6 LE MICOTOSSINE: Alimenti contaminati Cereali, semi oleaginosi e frutta secca sono al vertice degli alimenti più frequentemente contaminati Non sono esenti dal problema altri prodotti quali vino, caffè, cacao, spezie, prodotti di origine animale (AFM 1 nel latte) 6 di 30

7 LE MICOTOSSINE I cereali: alcuni numeri Produzione mondiale stimata 2015 (FAO): 2,540 mil ton Produzione EU (COCERAL): 323,3 mil ton Il 25% della produzione totale di cereali può essere contaminata con micotossine (Hussein & Brasel, 2001). Su una produzione mondiale stimata di circa 2,540 mil ton, potenzialmente più di 600 mil ton di cereali contaminati possono entrare nella catena alimentare. Utilizzo dei cereali OECD-FAO Agricultural Outlook di 30

8 LE MICOTOSSINE I prodotti di origine animale Il carry-over delle micotossine nei prodotti di origine animale ha importanti ricadute in termini di sicurezza alimentare Micotossine Carry-over nel latte, % Aflatossina B 1 2-6* Fumonisin B 1 0-0,5 Zearalenone 0,06-0,7 DON 0,01-0,02 Ocratossina A n.d. Fink-Gremmels, 2008; Völkel et al., 2011; Zain, 2011 * AFM1 8 di 30

9 MICOTOSSINE La filiera agro-alimentare. 9 di 30

10 LE MICOTOSSINE: requisiti per la sicurezza alimentare Buone pratiche in campo e durante la conservazione RASFF Campionamento ed analisi Normative: limiti massimi ammissibili e/o raccomandati 10 di 30

11 LE MICOTOSSINE: requisiti per la sicurezza alimentare buone pratiche in campo e durante la conservazione Prevenzione 11 di 30

12 LE MICOTOSSINE: requisiti per la sicurezza alimentare RASFF RASFF: Notifiche per micotossine in food e feed Aflatossine Deossinivalenolo Fumonisine Ocratossina A Zearalenone 4 Totale micotossine di 30

13 LE MICOTOSSINE: requisiti per la sicurezza alimentare Campionamento ed analisi: Analysis is nothing without a good sampling Da tonnellate a grammi Regolamento (CE) N. 401/2006 della Commissione del 23 febbraio 2006 relativo ai metodi di campionamento e di analisi per il controllo ufficiale dei tenori di micotossine nei prodotti alimentari Regolamento (CE) n. 152/2009 della Commissione del 27 gennaio 2009 che fissa i metodi di campionamento e d'analisi per i controlli ufficiali degli alimenti per gli animali 13 di 30

14 LE MICOTOSSINE: requisiti per la sicurezza alimentare Limiti massimi ammissibili e/o raccomandati Regolamento CE 1881/2006 Tenori massimi di alcuni contaminanti nei prodotti alimentari e successive modifiche D.L. 10/05/2004 n. 149 Sostanze indesiderabili negli alimenti per animali D.M. 15/05/2006 Ocratossina A negli alimenti per animali Raccomandazione CE 576/2006 Micotossine negli alimenti per animali 14 di 30

15 LE MICOTOSSINE: oltre la sicurezza alimentare ALCUNE TEMATICHE INNOVATIVE PER LA RICERCA Co-contaminazione e micotossine modificate Modelli in vitro per la valutazione della tossicità, dei meccanismi d azione e degli effetti sulla salute Analisi rapide e campionamento Industria agro-alimentare e sostenibilità Additivi in alimentazione animale.. 15 di 30

16 LE MICOTOSSINE: oltre la sicurezza alimentare Co-contaminazione La multi-contaminazione da micotossine è la regola Nella maggior parte dei casi le concentrazioni sono abbastanza basse per garantire la conformità con i valori indicati dalle normative dell'ue Effetti sinergici/additivi?? Food and feed: % di campioni co-contaminati in diversi studi 16 di 30

17 LE MICOTOSSINE: oltre la sicurezza alimentare Micotossine modificate 2014 modified mycotoxins : derivati delle micotossine (modificazioni chimico-biologiche della struttura chimica) non determinabili con le tecniche analitiche convenzionali Le piante sono in grado di trasformare micotossine in forme coniugate che riducono la tossicità delle micotossine Idrolisi a livello di digestione? Limitati i dati sulla presenza e la tossicità delle micotossine modificate negli alimenti 17 di 30

18 LE MICOTOSSINE: oltre la sicurezza alimentare Modelli in vitro per la valutazione degli effetti delle micotossine sulla salute Linee cellulari per la citotossicità L intestino come target 18 di 30

19 LE MICOTOSSINE: oltre la sicurezza alimentare Modelli cellulari in vitro: tossicità delle micotossine (IC 50, µm) 19 di 30

20 LE MICOTOSSINE: oltre la sicurezza alimentare Modelli in vitro: effetti della co-contaminazione con micotossine sulla salute * 20 di 30

21 LE MICOTOSSINE: oltre la sicurezza alimentare Modelli in vitro: bioaccessibilità ed assorbimento 21 di 30

22 LE MICOTOSSINE: oltre la sicurezza alimentare Analisi rapide e campionamento Metodi rapidi per l analisi delle micotossine come strumento di controllo on line, in line, on site Metodi immunochimici NIRS FT-NIR Sensori (naso elettronico) Analisi dell immagine. Performance dei metodi in relazione ai requisiti normativi 22 di 30

23 LE MICOTOSSINE: oltre la sicurezza alimentare Analisi rapide: un esempio Electronic Olfaction Systems (naso elettronico): Identificazione di specifici composti organici volatiili quali marker della presenza di muffe e micotossine DON nel frumento duro Valido metodo di screening 23 di 30

24 LE MICOTOSSINE: oltre la sicurezza alimentare Analisi rapide e campionamento Nonostante la disponibilità di analisi rapide, il campionamento rappresenta ancora un limite (difficoltà, tempo,..) per una valutazione veloce ed attendibile dei livelli di contaminazione Cereali - diverse matrici da campionare: polveri e sotto-prodotti della pulitura. Promettente strumento di controllo per l industria 24 di 30

25 MICOTOSSINE: oltre la sicurezza alimentare Industria agro-alimentare e sostenibilità Durante la trasformazione dei cereali (macinazione, processi di fermentazione per la produzione di bio-etanolo e birra), le micotossine si concentrano nelle frazioni che comunemente sono utilizzate per l'alimentazione animale. Molto variabili sono i fattori di distribuzione in relazione al livello di contaminazione iniziale dei cereali, alla tipologia di contaminazione, alla tipologia e complessità del processo tecnologico, alle diverse frazioni analizzate. 25 di 30

26 LE MICOTOSSINE: oltre la sicurezza alimentare Industria agro-alimentare e sostenibilità 26 di 30

27 MICOTOSSINE: oltre la sicurezza alimentare Additivi in alimentazione animale L impiego di adsorbenti nella razione di bovine da latte permette di ridurre il carry-over dell aflatossina B 1 nel latte 27 di 30

28 MICOTOSSINE: oltre la sicurezza alimentare Additivi in alimentazione animale Adsorbenti: parametri critici Reale efficacia in vitro e in vivo Livelli di inclusione Stabilità in un ampio range di ph Alta affinità di adsorbimento a basse concentrazioni di micotossine Alta capacità di adsorbimento ad alte concentrazioni di micotossine Rapida azione prima dell assorbimento a livello intestinale delle micotossine 21 adsorbenti % binding 28 di 30

29 LE MICOTOSSINE: oltre la sicurezza alimentare Co-contaminazione e micotossine modificate Modelli in vitro per la valutazione dei meccanismi d azione e gli effetti sulla salute Analisi rapide e campionamento Industria agro-alimentare e sostenibilità Additivi in alimentazione animale Solida base di conoscenze al fine di ridurre il rischio per l animale e l uomo, le ripercussioni commerciali negative, migliorare la sostenibilità dei processi produttivi agro-zootecnici ed agroindustriali, nonché permettere una revisione delle normative 29 di 30

30 Grazie per l attenzione ma la filiera alimentare va oltre le micotossine 30 di 30