MICOTOSSINE E DIGESTIONE ANAEROBICA

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1 Convegno finale MICOTOSSINE E DIGESTIONE ANAEROBICA Biogas, aspetti igienico-sanitari e prodotti DOP Giovedì 22 ottobre 2015 Centro Internazionale Loris Malaguzzi Via Bligny, 1/ Reggio Emilia A. Pietri UCSC Piacenza L. Rossi, M. Soldano C.R.P.A. SpA Con la collaborazione di

2 Progetto CRPA SpA 2013 LR 28/98 «Biogas_micotossine_clostridi» «Effetti della digestione anaerobica sulla presenza di micotossine, clostridi e altri microrganismi - indicatori dello stato igienico-sanitario del digestato» Finanziato da: Regione Emilia-Romagna Responsabilità scientifica: A. Pietri, P. Battilani, F. Cappa - Università Cattolica - Piacenza Durata: 24 mesi (ottobre 2013-settembre 2015)

3 MICOTOSSINE Dove si trovano? MANGIMI FARINE

4 Cancerogeno genotossico E l epatocancerogeno più potente che si conosca. IARC: classe 1 Principio ALARA (As Low As Reasonably Achievable)

5 METABOLITI AFLATOSSINE NEL LATTE O O OH O AFLATOSSINA M 1 O O OCH 3 O O AFLATOSSINA M 2 OH O O O OCH 3

6 Regolamento CE n. 466/2001 del 08/03/01 L aflatossina M 1 è un metabolita dell aflatossina B 1 e può essere presente nel latte e nei prodotti lattiero-caseari derivanti da animali che hanno consumato mangimi contaminati e sebbene l aflatossina M 1, (IARC classe 2B, ndr) dal punto di vista dell azione cancerogeno-genotossica, sia considerata meno pericolosa dell aflatossina B 1, è imperativo evitarne la presenza nel latte e nei prodotti lattiero-caseari destinati al consumo umano e particolarmente all alimentazione della prima infanzia.

7 Contenuto massimo di aflatossina B 1 nei mangimi e nelle materie prime Regolamento n. 574/11 Valore di riferimento in mg/ kg al tasso di umidità del 12% Materie prime per mangimi 0,02 Mangimi completi e complementari AD eccezione di: Mangimi composti per bovini da latte e vitelli, ovini da latte e agnelli, caprini da latte e capretti, suinetti e pollame giovane Mangimi composti per i bovini (eccetto bovini da latte e vitelli), ovini (eccetto ovini da latte e agnelli), caprini (eccetto caprini da latte e capretti), suini (eccetto suinetti) e pollame (eccetto pollame giovane) 0,01 0,005 0,02

8 LIVELLI MASSIMI DI AFLATOSSINE PREVISTI DAL REGOLAMENTO UE 165/10 Prodotto Aflatossine: contenuti massimi ammissibili (µg/kg) B 1 B 1 +B 2 +G 1 +G 2 M 1 Arachidi, frutta a guscio, frutta secca e prodotti 2,0 4,0 _ derivati, destinati al consumo umano Cereali e prodotti derivati, destinati al consumo umano 2,0 4,0 _ Alimenti a base di cereali ed altri alimenti destinati ai 0,10 lattanti e ai bambini Latte (latte crudo, latte destinato alla fabbricazione di prodotti a base di latte) 0,050 Alimenti dietetici a fini speciali destinati 0,1 0,025 specificatamente ai lattanti

9 Trasferimento di AFM 1 dal latte ai formaggi Formaggio Fattori di concentrazione Crescenza 2,6 Caprino 2,5 Mozzarella 4,5 Caciotta 3,5 Grana Padano/Parmigiano Reggiano 5,5

10 Distribuzione dell aflatossina nei prodotti agricoli Generalmente, meno dello 0,1% dei baccelli o cariossidi sono contaminati Un singolo baccello di arachide è risultato contenere 1 milione di ng/g (ppb) Un singolo seme di cotone è risultato contenere 5 milioni di ng/g (ppb) Una singola cariosside di mais è risultata contenere 400 mila ng/g (ppb) E stato stimato che in una partita di mais contaminata a livello di 20 ppb, solo 6 cariossidi su 10 mila sono contaminate

11 OBIETTIVI DEL PROGETTO VERIFICARE COMPORTAMENTO IN DIGESTIONE ANAEROBICA DI FARINE DI MAIS CONTAMINATE DA MICOTOSSINE (AFLATOSSINE) INDAGARE L INCIDENZA DEL PROCESSO DI DIGESTIONE ANAEROBICA SULLA PERSISTENZA DI MICOTOSSINE (AFLATOSSINE) NEI DIGESTATI DA DESTINARE ALL USO AGRONOMICO TEST SPERIMENTALE DI DIGESTIONE ANAEROBICA PROVE STOCCAGGIO E SPANDIMENTO

12 IMPIANTO PILOTA SPERIMENTALE CSTR MULTILINEA EV+ GI Carico biomasse liquide Scarico Sensori pressione Carico biomasse solide Sistema costituito da : - 3 digestori anaerobici in acciaio (23 l) con tre accessi (carico biomasse solide e liquide, scarico digestato), miscelati da eliche azionate da motori elettrici. Ognuno è dotato di termostatazione con serpentine elettriche, trasduttore per rilevamento della pressione nello spazio di testa, guardia idraulica (GI) elettrovalvole (EV) per scarico biogas, datalogger per pressione e temperatura; Campionamento biomasse in ingresso (3 per biomassa per ciclo) Campionamento digestato settimanale per almeno 7 settimane

13 TEST IN CONTINUO: impostazione prove AFLATOSSINE Rapporto peso tal quale (%) LB-SM+F_esente LB-SM+F_AFLA 1 LB-SM+F_AFLA 2 Liq. bovino Silomais Farina mais cicli ripetuti per tesi Rapporto peso SV (%) LB-SM+F_esente LB-SM+F_AFLA 1 LB-SM+F_AFLA 2 Liq. bovino Silomais Farina mais Mesofilia Temperatura ( C) 38±0,2 C HRT (giorni) 50 COV (kgsv/m 3 *die) 2,0-2,5 Durata: giorni

14 AFB1 nelle matrici di partenza Liquame bovino Silomais AFB1 AFB1 AFB1 µg/kg µg/kg µg/kg LB 5,3 Silomais 0,0 F_esente 3,7 LB 0,0 Silomais 0,0 F_esente 4,1 LB 1,3 Silomais 0,7 F_esente 3,6 Media 1 2,2 Media 1 0,2 Media 1 3,8 LB 8,0 Silomais 0,0 F_esente 0,1 LB 2,9 Silomais 0,0 F_esente 1,4 LB 0,0 Silomais 0,0 F_esente 0,4 Media 2 3,6 Media 2 0,0 Media 2 0,7 LB 0,0 Silomais 0,0 F_esente 0,0 LB 0,0 Silomais 0,0 F_esente 0,1 LB 0,0 Silomais 0,0 F_esente 0,4 Media 3 0,0 Media 3 0,0 Media 3 0,2 Limite rilev. 0,1 microgrammi/kg Farina esente

15 AFB1 nelle matrici di partenza Farina AFLA 1 Farina AFLA 2 AFB1 µg/kg AFB1 µg/kg Farina AFLA1 63,2 Farina AFLA2 213,0 Farina AFLA1 57,2 Farina AFLA2 244,9 Farina AFLA1 65,9 Farina AFLA2 264,4 Media 1 62,1 Media 1 240,8 Farina AFLA1 87,5 Farina AFLA2 421,2 Farina AFLA1 67,2 Farina AFLA2 305,8 Farina AFLA1 64,5 Farina AFLA2 328,3 Media 2 73,1 Media 2 351,8

16 ALTRE MICOTOSSINE nelle matrici di partenza Concentrazione medie (almeno 6 campioni) AFB2 AFG1 AFG2 FB1 FB2 FB1+FB2 (µg/kg) (µg/kg) (µg/kg) (µg/kg) (µg/kg) (µg/kg) ESENTE 0,2 0,1 0,0 1192,7 581,4 1774,2 AFLA 1 2,5 4,7 0,1 1343,9 590,2 1934,1 AFLA 2 7,1 9,6 0,3 2656,5 763,0 3419,5

17 RESE IN BIOGAS e METANO MEDIA ± deviazione standard

18 ANDAMENTO AFB1 - TESTIMONE [AFB1] MISURATA: misura eseguita su tutto il digestato estratto settimanalmente. [AFB1] ATTESA: calcolata ipotizzando che AFB1 al proseguo del carico si «accumuli» nel digestato

19 ANDAMENTO AFB1 TESI AFLA 1 ST digestato: 6-7% Sett. 5 7 Conc. attesa Conc. misurata µg/kg ST µg/kg ST Media 24,94±6,29 24,97± 18,4 Media 35,2± 7,4 12,87±10,1 9 Media 41,91±11,5 12,27±9,0

20 ANDAMENTO AFB1 TESI AFLA 2 ST digestato: 6-7% Sett. Conc. attesa Conc. misurata µg/kg ST µg/kg ST 6 Media 96,4±7,6 14,2 ± 12,5 7 Media 120,3± 13,1 8,4 ± 3,8 9 Media 157,1±31,2 7,8 ± 3,0

21 AFB1 Analisi statistica (ANOVA Misure ripetute) Entro ciascuna tesi, la concentrazione MISURATA di AFLA nei digestati NON PRESENTA DIFFERENZE SIGNIFICATIVE Il confronto tra CONCENTRAZIONI ATTESE E MISURATE NON EVIDENZIA DIFFERENZE SIGNIFICATIVE nelle TESI TESTIMONE e AFLA 1 Il confronto tra CONCENTRAZIONI ATTESE E MISURATE EVIDENZIA DIFFERENZE SIGNIFICATIVE per la TESI AFLA 2

22 Aflatossina AFB1 - Bilancio di massa ABBATTIMENTO= AFB1 totale IN (biomasse*concentrazione MISURATA) - AFB1 totale OUT (digestato*concentrazione MISURATA) Abbattimenti MEDIA dev.st AFLA 0 36,2% 0,0% 0,0% 12,1% 20,9% AFLA 1 96,2% 67,7% 62,0% 75,3% 18,3% AFLA 2 98,4% 92,4% 93,4% 94,7% 3,2%

23 CONCLUSIONI Il comportamento in DA di farine contaminate con AFB1 (sino a 20 volte il limite ammesso per uso zoot.) è del tutto simile a quelle delle farine esenti La concentrazione di AFB1 misurata nei digestati è minore rispetto a quella attesa nelle TESI AFLA 1 e 2 Con farine con AFB1 sino a g/kg SI OSSERVA UN ELEVATO E SIGNIFICATIVO ABBATTIMENTO DELLA CONCENTRAZIONE NEL DIGESTATO IL BILANCIO DI MASSA EVIDENZIA UN CHIARO ABBATTIMENTO, VARIABILE DAL 62% AL 98%

24 Grazie per l attenzione! Convegno finale «Biogas, aspetti igienicosanitari e prodotti DOP» Amedeo Pietri Lorella Rossi Personale Laboratorio CRPA - RE Personale Laboratorio ISAN - PC CRPA, Reggio Emilia 22 ottobre 2015 Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.