IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare

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1 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare Roma, giugno 212

2 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Grano duro biologico e contaminazione da deossinivalenolo: risultati di un triennio di prove in diversi ambienti italiani Fabrizio Quaranta G. Aureli, A. Belocchi, S. Melloni, M. G. D Egidio CRA QCE Unità di ricerca per la valorizzazione qualitativa dei cereali, Roma

3 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Le micotossine sono prodotti del metabolismo secondario di alcuni funghi filamentosi, tra cui quelli appartenenti ai generi: Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Alternaria, Claviceps FUSARIOSI DELLA SPIGA (Fusarium Head Blight - FHB) resa in granella qualità della granella contaminazione da micotossine

4 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 La fusariosi della spiga ha un eziologia complessa poiché numerosi sono gli agenti causali responsabili della sua manifestazione. In Italia sono state identificate almeno 2 specie appartenenti al genere Fusarium, tra queste le principali sono: Fusarium graminearum Fusarium culmorum Fusarium avenaceum A queste specie va aggiunto Microdochium nivale.

5 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Le esigenze ottimali per lo sviluppo del F. graminearum nelle fasi di spigatura-primo stadio di riempimento sono: un elevata umidità relativa, una bagnatura superficiale della spiga, temperature intorno ai 25 C; temperature superiori (fino a 3 C ed oltre) favoriscono la produzione di macroconidi mentre temperature inferiori a 15 C ne inibiscono la crescita. Nelle Regioni centro-settentrionali italiane le condizioni climatiche risultano però in generale più favorevoli allo sviluppo della malattia in quanto la dispersione dell inoculo è strettamente condizionata dalla pioggia, meno frequente in tarda primavera al sud dove, oltretutto, la precoce chiusura della maturazione causata dal repentino incremento delle temperature (fino a vere e proprie condizioni di stretta ) riducono anche il tempo utile ai funghi tossigeni per crescere.

6 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Questi patogeni si diffondono grazie all inoculo presente sui residui colturali infetti o all uso di semente infetta, Prove sperimentali svolte in più anni ed ambienti hanno evidenziato l influenza prioritaria delle tecniche agronomiche sulla riduzione dell inoculo naturale di partenza nel terreno, intervenendo attraverso: rotazioni colturali; l avvicendamento costituisce una scelta agronomica da preferire all omosuccessione, influendo sia sulla composizione e sulla quantità dei residui lasciati sul terreno sia sul tipo e sull intensità delle lavorazioni. lavorazioni del terreno che riducano sensibilmente o interrino adeguatamente i residui vegetali potenzialmente infetti della coltura precedente

7 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Fusarium head blight disease cycle Life cycle composition by Shaobin Zhong; photos by NDSU Department of Plant Pathology

8 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 ha (x1) Superfici a frumento duro in Italia euro/t Quotazione frumento duro (Borsa merci Bologna, settembre) Andamento superfici e prezzi frumento duro in Italia conv. bio

9 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Il consumo di territorio è la più grave emergenza ambientale e, insieme alla drammatica situazione dell agricoltura italiana (e della durogranicoltura al Sud in particolare), riverberano effetti negativi su tanti altri comparti e in generale sul benessere collettivo perché

10 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 l agricoltura è importante non solo per le sue produzioni ma anche per il complesso, silenzioso e non retribuito lavoro di controllo e gestione del territorio, dalla regimazione delle acque, alla conservazione delle aree verdi di pregio, immenso patrimonio ambientale, culturale e storico del Paese. Un calcolo del valore di questa multifunzionalità porta a cifre astronomiche che nessuno sarebbe in grado di sostenere, in un processo difficilmente reversibile (adattato da Franco Scaramuzzi anno Accademia dei Georgofili)

11 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Spesa media mensile delle famiglie italiane Spesa media mensile (=1%) Abitazione e arredamento Trasporti ed energia Alimentari % % % ITALIA Emilia Romagna Lazio Campania Dati ISTAT 21

12 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Superfici coltivate in totale e in biologico in Italia: Fonte: SINAB

13 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Superfici cereali in in biologico ( ha) Riso 5% Mais 4% Altri cereali 13% Grano duro 46% Avena 9% Grano tenero e farro 1% Orzo 13% Fonte: SINAB 21

14 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Rete Nazionale frumento duro biologico Monitoraggio micotossine 17 località x 2 varietà Campionamento 34 campioni ogni anno Regolamento (CE) n. 41/26 definisce i metodi di campionamento ed analisi per il controllo delle micotossine nei prodotti alimentari

15 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) STRUMENTAZIONE : Deossinivalenolo (DON) Kit RIDASCREEN DON R- Biopharm Preparatore automatico BRIO (SEAC) Lettore per micropiastre SIRIO S (SEAC) (λ = 45nm) Recupero: 85-11% LOD: 18,5 ng/g

16 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Deossinivalenolo (DON) Reg. CE 1881/26 e Reg. CE 1126/27 Prodotti alimentari Cereali non trasformati diversi da grano duro, avena e mais Grano duro non trasformato Cereali destinati al consumo umano diretto e farina di cereali Pasta (secca) ng/g Pane (compresi piccoli prodotti da forno) Alimenti a base di cereali destinati ai bambini 5 2

17 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Frumento duro biologico: località e varietà in prova comuni nel triennio San Pancrazio Jesi Pollenza Campobasso Foggia Gravina Varietà Ciccio Svevo Duilio Neolatino Saragolla Karalis Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Claudio Vinci Normanno San Carlo Dylan Creso Ciclo P P P MP MP MP MP MP MP M M M M M- MT MT T

18 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Località Enti Responsabili S. Pancrazio (PR) Az. Stuard CRPV Emilia C. Piazza Jesi (AN) ASSAM G. Mazzieri Pollenza (MC) CERMIS Marche A. Petrini Campobasso C.R.A - QCE M. Fornara Foggia C.R.A - CER P. Codianni Gravina Pogg. (BA) Università di Bari L. Tedone

19 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Località Altitudine (m.s.l.m.) Azoto organico Controllo Data Terreno Coltura di somministrato malerbe precedente semina (kg/ha) (strigliatura) Data di raccolta S. Pancrazio (PR) 45 franco-argilloso medica 9/11/7 -- 2/7/8 pomodoro 18/11/8 -- 1/7/9 medica 2/11/9 -- 1/7/1 Jesi (AN) 8 argilloso Pollenza (MC) 25 argilloso Campobasso Foggia 7 8 argilloso medio impasto Gravina Pogg. (BA) 6 medio impasto pisello proteico 23/11/7 5 18/2/8 3/6/8 pisello proteico 2/11/ /3/9 18/6/9 incolto 23/11/ /7/1 pomodoro 3/12/7 -- 3/7/8 pomodoro 2/11/8 -- 3/6/9 pomodoro 25/11/9 -- 2/7/1 sulla 13/11/7 5 23/4/8 16/7/8 sulla 11/11/8 5 3/1/9 14/7/9 sulla 24/11/ /7/1 cece 21/12/ /7/8 cece 17/12/ /7/9 maggese 6/12/ /7/1 erbaio 23/11/7 2 27/2/8 11/7/8 orzo 2/12/8 2 16/3/9 2/7/9 avena 23/11/ /6/1

20 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Differenze annuali tra le temperature medie mensili e le precipitazioni totali con le corrispondenti medie di lungo periodo Jesi (AN) - Central Italy C C YR AVERAGE average temperature Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun 28 DEVIATIONS 3-YR AVERAGE rainfall mm Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun mm mm Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun C DEVIATIONS -1 Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun mm mm Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun -1 Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun C DEVIATIONS mm 1 mm Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun -1 Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun

21 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Frumento duro biologico Incidenza % dei riscontri positivi all analisi analisi del DON nelle 6 località di prova media di 16 varietà in 3 anni San Pancrazio (PR) 73 Jesi (AN) 79 Pollenza (MC) 56 Campobasso 4 Foggia Gravina (BA) 19 %

22 1 2 3 ppb IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Frumento duro biologico Località provate nel triennio (media di 16 varietà ) Valori medi, minimi e massimi dei campioni risultati positivi alla la contaminazione da DON S.Pancrazio (PR) Jesi (AN) Pollenza (MC) Campoba sso Foggia Gra vina (BA)

23 ppb IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Frumento duro biologico Anni di prova (media di 6 località e 16 varietà ) Valori medi, minimi e massimi dei campioni risultati positivi alla a contaminazione da DON Incidenza % dei riscontri positivi Media triennio

24 ppb 175 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Frumento duro biologico Varietà provate nel triennio (media di 6 località) Valori medi, minimi e massimi dei campioni risultati positivi alla la contaminazione da DON Ciccio Svevo Duilio Neolatino Saragolla Karalis Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Claudio Vinci Normanno San Carlo Dylan Creso P MP M M-MT MT T Varietà ordinate per ciclo crescente

25 Varietà Frumento duro biologico Varietà comuni provate nel triennio (media di 6 località ) Ciclo IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Valori medi e massimi dei campioni risultati positivi alla contaminazione da DON Genealogia Anno iscr. registro MEDIA DON positivi Media Massimo Anco Marzio MP popolazione Cimmyt Creso T CpB144 x [(Yt54-N1-B)Cp 2 63Tc 3 ] Saragolla MP Iride x Linea PSB Svevo P Linea Cimmyt x Zenit Karalis MP Grazia x CRAS_ Colosseo M Mutante Mexa x Creso Claudio M (Sel. Cimmyt35xDurango) x (IS193BxGrazia) Ciccio P F 6 (AppuloxValnova) x F 5 (ValfortexPatrizio) Vinci M Simeto x Armet Meridiano MP (Simeto x WB881) x (Plinio x F22) Normanno M (Simeto x F22) x L Duilio P Cappelli x (AnhingaxFlamingo) Dylan MT Neodur x Ulisse Neolatino MP (Latino x Trinakria) x MG San Carlo M- MT Grazia x Degamit Simeto MP Capeiti 8 x Valnova Media TRIENNIO

26 Vinci Vinci Vinci Creso Creso Creso Dylan Dylan Dylan San Carlo San Carlo San Carlo Normanno Normanno Normanno S.Pancrazio Karalis Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Claudio Saragolla Neolatino Duilio Svevo Ciccio ppb S.Pancrazio 29 Karalis Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Claudio Saragolla Neolatino Duilio Svevo Ciccio ppb S.Pancrazio 21 Karalis Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Claudio Saragolla Neolatino Duilio Svevo Ciccio ppb IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Frumento duro biologico Campioni positivi alla contaminazione da DON: incidenza % e media valori di 16 varietà incidenza % San Pancrazio S.Pancrazio (PR) CRPV Az. Stuard C. Piazza ppb 175 S.Pancrazio media triennio Ciccio Svevo Duilio Neolatino Saragolla Karalis Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Claudio Vinci Normanno San Carlo Dylan Creso P MP M M-MT MT T

27 Creso Creso Creso San Carlo Dylan San Carlo Dylan Normanno Normanno Vinci Vinci Claudio Claudio Jesi 28 Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Karalis Saragolla Neolatino Duilio Svevo Ciccio ppb Jesi 29 Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Karalis Saragolla Neolatino Duilio Svevo Ciccio ppb Jesi San Carlo Dylan Normanno Vinci Claudio Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Karalis Saragolla Neolatino Duilio Svevo Ciccio ppb IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Frumento duro biologico Campioni positivi alla contaminazione da DON: incidenza % e media valori di 16 varietà incidenza % Jesi Jesi (AN) ASSAM G. Mazzieri ppb 175 Jesi media triennio Ciccio Svevo Duilio Neolatino Saragolla Karalis Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Claudio Vinci Normanno San Carlo Dylan Creso P MP M M-MT MT T

28 Vinci Vinci Vinci Creso Creso Creso Dylan Dylan Dylan San Carlo San Carlo San Carlo Normanno Normanno Normanno Pollenza 28 Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Claudio Karalis Saragolla Neolatino Duilio Svevo Ciccio ppb Pollenza 29 Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Claudio Karalis Saragolla Neolatino Duilio Svevo Ciccio ppb Pollenza 21 Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Claudio Karalis Saragolla Neolatino Duilio Svevo Ciccio ppb IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Frumento duro biologico Campioni positivi alla contaminazione da DON: incidenza % e media valori di 16 varietà incidenza % Pollenza Pollenza (MC) CERMIS A. Petrini ppb 175 Pollenza media triennio Ciccio Svevo Duilio Neolatino Saragolla Karalis Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Claudio Vinci Normanno San Carlo Dylan Creso P MP M M-MT MT T

29 t/ha Ciccio Svevo Duilio Neolatino Saragolla Karalis Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Claudio Vinci Normanno San Carlo Dylan Creso t/ha IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Frumento duro biologico Produzione media delle 6 località, dei 3 anni e delle 16 varietà t/ha S. Pancrazio Jesi Pollenza Campobasso Foggia Gravina Media triennio P MP M M-MT MT T

30 kg/hl Ciccio Svevo Duilio Neolatino Saragolla Karalis Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Claudio Vinci Normanno San Carlo Dylan Creso kg/hl IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Frumento duro biologico Peso ettolitrico media delle 6 località, dei 3 anni e delle 16 varietà kg/hl S. Pancrazio Jesi Pollenza Campobasso Foggia Gravina Media triennio P MP M M-MT MT T

31 % s.s IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Frumento duro biologico Tenore proteico della granella media delle 6 località, dei 3 anni e delle 16 varietà % s.s S. Pancrazio Jesi Pollenza Campobasso Foggia Gravina Media triennio % s.s Ciccio Svevo Duilio Neolatino Saragolla Karalis Anco Marzio Simeto Meridiano Colosseo Claudio Vinci Normanno San Carlo Dylan Creso P MP M M-MT MT T

32 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Frumento duro biologico Correlazione (r) tra il livello di contaminazione da DON e alcuni caratteri agronomici in 3 località (S. Pancrazio, Jesi e Pollenza) ciclo emerg/spigatura -.24 ** peso 1 semi -.18 * peso hl -.26 ** proteine.26 **

33 DON (ppb) (1894) limite massimo BIO CONV DON ppb (1894) (15) (96) limite massimo (575) Ciccio Simeto Duilio Iride Claudio Creso BIO CONV DON ppb (1894) (1894) (1894) limite massimo AN MC PG CB FG AG BIO CONV Centro Sud Anno Località Metodo di coltivazione

34 IV Congresso Nazionale: Le Micotossine nella Filiera Agro-Alimentare - Roma, giugno 212 Riferimenti bibliografici contaminazione frumento confronto biologico vs convenzionale Fagnano et al., 212. Durum wheat in conventional and organic farming: yield amount and pasta quality in southern Italy. The Scient. World Journ. Vol. 212, Article ID Quaranta et al., 21. Grain yield, quality and deoxynivalenol (DON) contamination of durum wheat (Triticum durum Desf.): results of national networks in organic and conventional cropping systems. Italian Journal of Agronomy, 5, n. 4: Edwards S.G. 29. Fusarium mycotoxin content of UK organic and conventional wheat Food Additives and Contaminants Vol. 26, 4: Vànovà M., Klem K., Mìsa P., Matusinsky P., Hajslova J., Lancova K. 28. The content of Fusarium mycotoxins, grain yield and quality of winter wheat cultivars under organic and conventional cropping system. Plant Soil Environ. 54: Pussemier L., Larondelle Y., Van Peteghem C., Huyghebert A. 24. Chemical safety of conventionally and organically produced foodstuff: a tentative comparison under Belgian conditions. Food Control 17: Studi precedenti non hanno rilevato differenze significative nella concentrazione di DON tra le due pratiche agronomiche (Berleth, 1998; Malmauret et al., 22; Cirillo et al., 23; Jestoi et al., 24) o al contrario livelli più bassi di DON nei campioni di frumento biologico (Doll et al., 22; Schollenberger et al., 22).

35 Grazie! Agli agricoltori che resistono e permettono alla terra di continuare ad essere fonte di cibo, opportunità di lavoro, riserva d acqua, equilibrio geologico, paesaggio identitario e incanto per i nostri figli. Sassocorvaro, Marche