Le micotossine nella filiera del frumento: risvolti agronomici e gestionali

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1 Le micotossine nella filiera del frumento: risvolti agronomici e gestionali Davide Pancaldi Dipartimento di Protezione e Valorizzazione Agro-Alimentare Università degli Studi di Bologna Ilaria Alberti Ente Nazionale delle Sementi Elette Sez. Verona Seminario: Le micotossine: nuovi scenari nella filiera cerealicola e agroalimentare Bologna 12 giugno 2008

2 MICTSSINE: Prodotti del metabolismo secondario di varie specie fungine, in particolare del genere Aspergillus, Penicillium e Fusarium. Sono in grado di causare effetti tossici, acuti o cronici sugli animali o sull uomo.

3 Le principali micotossine del frumento e funghi produttori MICTSSINA FUNGHI PRDUTTRI cratossina A C H C CH2 N H H H Aspergillus ochraceus, Penicillium verrucosum Cl H H CH3 Deossinivalenolo CH3 H Fusarium graminearum, F. culmorum, H CH2 CH3 H Zearalenone H H CH3 F. graminearum, F. culmorum, F. cerealis Tossina T-2 e HT-2 CH3 H F. sporotrichioides, F. poae C CH2 CH3 C CH 3 C CH3

4 EFFETTI TSSICI SUGLI ANIMALI E SULL UM - 1 CRATSSINA A animali uomo Attività cancerogena, nefrotossica citotossica, embriotossica, teratogena, genotossica, immunosoppressiva Nefropatia endemica dei balcani (BEN); sospetta agente di tumori del tratto urinario (UTT) e di nefriti interstiziali croniche Nessun caso di intossicazione acuta è stato riportato nell uomo

5 EFFETTI TSSICI SUGLI ANIMALI E SULL UM - 2 DESSINIVALENL animali uomo Emesi, rifiuto del cibo, immunosoppressione Nausea, vomito, diarrea, disturbi gastro-intestinali, vertigini, febbre.

6 EFFETTI TSSICI SUGLI ANIMALI E SULL UM - 3 ZEARALENNE animali uomo Iperestrismo (suini e bovini), atrofia testicolare ed ovarica, aborto. Associato ad alcuni casi di Iperestrismo (adolescenti a Porto Rico) Uno dei più potenti estrogeni di origine naturale conosciuti

7 EFFETTI TSSICI SUGLI ANIMALI E SULL UM - 4 TSSINA T-2 e HT-2 animali uomo Interessò, negli anni 40, il 10% della popolazione di diverse aree rurali della Russia orientale e provocò la morte del 60% dei soggetti colpiti Attività dermotossica, emorragica e immunosoppressiva Leucopenia tossico alimentare (ATA): lesioni necrotiche a livello di cavo orale, esofago, stomaco; emorragie, pronunciata leucopenia dovuta a ipoplasia e aplasia del midollo osseo.

8 PRESENZA DELLE MICTSSINE NEL FRUMENT - 1 SCP TASK 3.2.7: CRATSSINA A su FRUMENT IN ITALIA n. Campioni esaminati 30 n. Campioni esaminati n. Campioni positivi SCP TASK 3.2.7: CRATSSINA A su FRUMENT IN EURPA 0 n. Campioni positivi % campioni positivi 0.0% % campioni positivi % Report of experts participanting in Task Assesment of dietary intake of cratoxin A by the population of EU Member States

9 PRESENZA DELLE MICTSSINE NEL FRUMENT 1.1 PRESENZA DI CRATSSINA A IN FRUMENT DUR PRDTT IN PUGLIA n. Campioni esaminati 70 n. Campioni positivi 6 % campioni positivi 8.6% Palermo et al., (2002). ccurence of ochratoxin A in cereals from Puglia (Italy). Italian Journal of Food Science, n. 4. Vol. 14,

10 PRESENZA DELLE MICTSSINE NEL FRUMENT - 2 PRESENZA DI DN su FRUMENT TENER E DUR PRDTT IN ITALIA Annata n. Campioni esaminati % campioni positivi F. tenero % campioni positivi F. duro Campagna C., Haiudokowski M., Pancaldi D., Pascale M., Ravaglia S., Silvestri M.,Visconti A. (2005) Fonti di rischio e gestione delle micotossine nel frumento. Inf. Agr. 1/2005.

11 PRESENZA DELLE MICTSSINE NEL FRUMENT 2.1 PRESENZA DI DN su FRUMENT TENER in EMILIA RMAGNA Annata n. Campioni esaminati % campioni positivi F. tenero Delogu G., Terzi V., Rossi V., Gigolini M., Scudellari D.(2005) Micotossine nei cereali, pronto un nuovo metodo per ridurre i rischi. Agricoltura, n. 7/2005.

12 PRESENZA DELLE MICTSSINE NEL FRUMENT 2.2 SCP TASK : DESSINIVALENL su FRUMENT IN EURPA n. Campioni esaminati 5088 n. Campioni positivi 3104 % campioni positivi 61% Report of experts participanting in Task April 2003 Collection of occurrence data of Fusarium toxins in food and assessment of dietary intake by tha population of EU Member States

13 PRESENZA DELLE MICTSSINE NEL FRUMENT - 3 SCP TASK : ZEARALENNE su FRUMENT IN ITALIA n. Campioni esaminati 53 n. Campioni esaminati n. Campioni positivi SCP TASK : ZEARALENNE su FRUMENT IN EURPA 0 n. Campioni positivi % campioni positivi 0.0% % campioni positivi % Report of experts participanting in Task April 2003 Collection of occurrence data of Fusarium toxins in food and assessment of dietary intake by tha population of EU Member States

14 PRESENZA DELLE MICTSSINE NEL FRUMENT - 4 SCP TASK : T-2 su FRUMENT IN EURPA n. Campioni esaminati 1417 n. Campioni esaminati n. Campioni positivi 297 SCP TASK : HT-2 su FRUMENT IN EURPA n. Campioni positivi % campioni positivi 21.0% % campioni positivi % Report of experts participanting in Task April 2003 Collection of occurrence data of Fusarium toxins in food and assessment of dietary intake by tha population of EU Member States

15 PRESENZA DELLE MICTSSINE NEL FRUMENT 4.1 PRESENZA DI T-2 e HT-2 su FRUMENT in ITALIA In una indagine condotta nel NRD ITALIA su 21 campioni di cariossidi di frumento sono stati riscontrati livelli TRASCURABILI delle due tossine Causin et al. Report of experts participanting in Task April 2003 Collection of occurrence data of Fusarium toxins in food and assessment of dietary intake by tha population of EU Member States

16 DESSINIVALENL CH3 H CH2 CH3 H H MICTSSINA PIU DIFFUSA SU FRUMENT EURPA ED IN ITALIA

17 STUDI SULLA DISTRIBUZINE DEL DN NEI PRDTTI DI MLITURA-1 FRUMENT DUR Campione in natura ppm Campione pulito ppm Crusca Semola ppm ppm Pancaldi D., Pisi A., Alberti I., Romani S. (2004) Control of Fusarium head blight and accumation of deoxynivalenol in durum wheat grain, semolina and bran. Phytopathologia Mediterranea, 43,

18 STUDI SULLA DISTRIBUZINE DEL DN NEI PRDTTI DI MLITURA (FRUMENT DUR) (Bühler Mill Model MLU 202) Frumento tal quale Scarti di pulitura Setacciatura Rationel Kornservice Mod. M220V (5 mm 15 mm e 2 mm 19 mm) Frumento pulito Condizionamento (umidità finale 17%, 14 h + 3 h) Crusca Farinetta Semola Pasta

19 Distribuzione del DN nei prodotti di molitura del frumento duro e negli spaghetti prima e dopo cottura Scarti di pulitura 414% DN (%) Frumento non pulito Frumento pulito Crusca Farinetta Semola Spaghetti Spaghetti dopo cottura Campagna C., Haiudokowski M., Pancaldi D., Pascale M., Ravaglia S., Silvestri M.,Visconti A. (2005) Fonti di rischio e gestione delle micotossine nel frumento. Inf. Agr. 1/2005.

20 STUDI SULLA DISTRIBUZINE DEL DN NEI PRDTTI DI MLITURA (FRUMENT TENER) (Molino Modello Chopin CD1) Frumento tal quale Scarti di pulitura Ventilazione con pulitore Esetek mod. SLM Frumento pulito Condizionamento (umidità 16.5%, 40h) Crusca Tritello Farina

21 Distribuzione del DN nei prodotti di molitura del frumento tenero DN (%) Frumento non pulito Frumento pulito Scarti di pulitura Crusca Tritello Farina Campagna C., Haiudokowski M., Pancaldi D., Pascale M., Ravaglia S., Silvestri M.,Visconti A. (2005) Fonti di rischio e gestione delle micotossine nel frumento. Inf. Agr. 1/2005.

22 Patogeni seminali dei cereali Tilletia caries Tilletia foetida 6 Cochliobolus sativus 1 Ustilago hordei Leptosphaeria nodorum Pyrenophora gaminea Pyrenophora teres 2 4 Fusarium spp. 3 Rynchosporium secalis Ustilago nuda f.sp. tritici f.sp. hordei Gluma 4- Endosperma 2- Pericarpo 5- Embrione 3- Strato di aleurone 6- Peli apicali

23 Fusariosi della spiga Fusarium Head Blight (FHB)

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26 DANNI SPIGA DISSECCAMENTI TTALI PARZIALI IN SEGUIT ALL INVASINE, DA PARTE DEL MICETE, DEI TESSUTI CNDUTTRI CMPRMISSINE PARZIALE TTALE DELLA PRDUZINE DI CARISSIDI GRANELLA STRIMINZITA e CNTENENTE MICTSSINE

27 MICTSSINE PATGEN

28 Fattori influenzanti le infezioni e il contenuto di DN nelle cariossidi Clima - pioggia Precessione colturale - umidità - temperatura CNTAMINAZINE DEL SEME Impiego di fungicidi - principio attivo (dose) - epoca di applicazione - tipo di applicazione spiti alternativi (diserbo) Inoculo (potenziale) PATGEN (tossigeno) Pressione infettiva Infezione spiga (Incidenza e Gravità) Contaminazione delle cariossidi Terreno - lavorato - minima lavorazione - semina su sodo Residui colturali - interramento - distruzione parziale - distruzione completa Semente - sana - conciata Infezione sistemica? Suscettibilità della pianta - cultivar (resistente o tollerante) - stadio di sviluppo - investimento - concimazione

29 GRAZIE Le micotossine nella filiera del frumento: risvolti agronomici e gestionali Seminario: Le micotossine: nuovi scenari nella filiera cerealicola e agroalimentare Bologna 12 giugno 2008

30 F. graminearum F. culmorum F. avenaceum F. poae Matricaria spp. Betae vulgaris Capsella bursa-pastoris Capsella bursa-pastoris Veronica persica Capsella bursa-pastoris Cirsium arvensis Galium aparine Viola arvensis Senecio vulgaris Senecio vulgaris Matricaria spp. Matricaria spp. Matricaria spp. Ranunculus acris Ranunculus acris Ranunculus acris Viola arvensis Ranunculus repens Ranunculus repens Rumex obtusifolius Rumex obtusifolius Galium aparine Galium aparine Urtica dioica Stellaria media Viola arvensis Urtica dioica Viola arvensis

31 DIFFUSINE DELL INCUL VENT

32 DIFFUSINE DELL INCUL VENT SCHIZZI DI PIGGIA

33 DIFFUSINE DELL INCUL VENT SCHIZZI DI PIGGIA INSETTI (tripidi, cavallette, Mosca domestica)

34 DIFFUSINE DELL INCUL VENT SCHIZZI DI PIGGIA INSETTI (tripidi, cavallette, Mosca domestica) ACARI (genere Siteroptes)

35 DIFFUSINE DELL INCUL VENT SCHIZZI DI PIGGIA INSETTI (tripidi, cavallette, Mosca domestica) ACARI (genere Siteroptes)

36 Fig.2 - Correlation between the percentage of infected kernels of CS by F. graminearum and F. culmorun and contamination by DN 1 0,9 0,8 0,7 y = 0,0658x + 0,026 R 2 = 0,7942 0,6 DN (ppm) 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 % of infected kernels

37 1995: segnalazione della prima infezione di tipo epidemico di fusariosi della spiga in Italia Analizzati per la ricerca della tossina DN in Emilia-Romagna: frumento tenero: 13 campioni >> 100% positivi frumento duro: 36 campioni >> 100% positivi Lops R., Pascale M., Pancaldi D., Visconti A. (1998) Infezioni fungine e presenza di deossinivalenolo in cariossidi di frumento Prodotte in diverse regioni italiane. Inf. Fitopat., 4,