PSR Regione Sardegna misura 215, benessere animale Qualità degli alimenti zootecnici e presenza di aflatossine nel latte ovino 1 Diapositive messe a disposizione dal dr. Gianni Battacone
2 Università degli Studi di Sassari
3 Università degli Studi di Sassari micotossine: (mycota + toxon) metaboliliti secondari velenosi prodotti da alcuni funghi microscopici e muffe parassiti delle piante e/o delle derrate alimentari il termine metabolita secondario indica che ad oggi non gli è stato attribuito alcun significato nella crescita dell organismo che lo produce durante il suo ciclo vitale. le muffe che rivestono maggiore importanza tossicologica appartengono ai generi: Aspergillus, Penicillium e Fusarium
4 Università degli Studi di Sassari molte delle muffe produttrici di micotossine sono ubiquitarie ossia in grado di svilupparsi in condizioni ambientali piuttosto eterogenee. la contaminazione delle derrate vegetali può avvenire in una qualsiasi delle fasi della loro produzione delle derrate agrarie: campo, raccolta, trasformazione, conservazione commercializzazione.
5 Università degli Studi di Sassari micotossicosi: intossicazioni dovute all assunzione di micotossine sintomatologia: assenza di risposta a trattamenti antibiotici e farmaceutici la comparsa dei sintomi può essere associata all alimento assunto il controllo dell alimento può rivelare la presenza del tossigeno la patologia non è trasmissibile il livello di tossicità è influenzato da fattori individuali (età, sesso, stato nutrizionale ) la sintomatologia può venire meno in seguito all interruzione dell assunzione dell alimento
6 Università degli Studi di Sassari Lo sviluppo delle muffe nelle derrate agrarie impiegate nel razionamento animale comporta: - riduzione del valore nutritivo dell alimento per minor contenuto in lipidi, proteine e vitamine - modificazione delle caratteristiche fisiche (colore, consistenza ) - comparsa di odori sgradevoli che ne riducono l appetibilità..... se le muffe sono tossigene: - effetti tossici a carico dell animale - possibile passaggio di tossine agli alimenti di origine animale
7 Università degli Studi di Sassari Il contenuto d umidità è uno dei principali elementi condizionante lo sviluppo delle muffe relazione tra contenuto di umidità di diverse granaglie e l umidità relativa (UR) dell ambiente di conservazione a 25-30 C. UR (%) mais, frumento, sorgo Umidità (%) soia intera Umidità (%) girasole intero Umidità (%) 65 12,5-13,5 11,5 8,5 70 13,5-14,5 12,5 9,5 75 14,5-15,5 13,5 10,5 80 15,5-16,5 16,0 11,5 85 18,0-18,5 18,0 13,5
8 Università degli Studi di Sassari Acqua legata di struttura e di cristallizzazione acqua dello strato monomolecolare acqua multistrato acqua intrappolata L acqua negli alimenti attività dell acqua = aw Acqua libera rappresenta la quota maggiore dell acqua dell alimento può essere allontanata facilmente è disponibile per l attività microbica aw Il valore di aw da indicazioni più accurate per definire il rischio che quella derrata sia interessata da sviluppo di muffe
9 Università degli Studi di Sassari i contenuti in umidità necessari affinché l A. flavus sintetizzi aflatossine varia a seconda della tipologia di substrato di sviluppo: frumento, mais e sorgo è necessaria una umidità del 18%, arachidi è sufficiente il 9-10% di umidità con aw di 0,85 a 20 C (umidità: 15-16%) le spore possono germinare in 5-12 giorni, con aw di 0,75 a 20 C (umidità: 13-14%) la germinazione avviene in 4-12 settimane
microambienti di conservazione all interno delle masse di granaglie in conservazione possono essere formarsi delle zone in cui il contenuto di umidità delle granaglie è tale da consentire lo sviluppo fungino e in alcuni casi la produzione delle micotossine cause: umidificazione accidentale formazione di zone di condensa 10
Nella stagione calda Aree a maggiore rischio per lo sviluppo di muffe 11
Nella stagione fredda Aree a maggiore rischio per lo sviluppo di muffe 12
Valore medio della concentrazione proteica dell alimento nel silo Valore medio della concentrazione di aflatossina dell alimento nel silo 12 13 12 14 0 250 0 0 13 13 14 12 0 0 0 0 12 15 12 11 0 0 0 0 12 13 12 13 0 0 0 0 14 13 11 9 0 0 0 0 [proteina] = 12,5 % [aflatossina] = 12,5 ppb 13
Procedure di campionamento di granelle o farine per l'analisi delle micotossine Obiettivo: ottenere un campione rappresentativo del materiale - Campionamento manuale con: sonda per autocarri, tramogge, silo aziendale sonda per sacchi mestolo - Campionamento meccanico con deviatori di flusso: continuo puntuale - Campionamento pneumatico/idraulico con sonde 14
Campionamento manuale 5 prelievi per materiali sfarinati 9 prelievi per granelle quantità minima per campione 2,5 kg circa per granella di mais 1,5 kg circa granella di frumento, orzo, avena... 1,5 kg per materiale sfarinato 15
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integrità fisica delle granaglie L integrità di tegumenti delle granaglie rende più difficile l accesso del fungo alla parte amidacea dell endosperma le granaglie spezzate sono più suscettibili delle intere alla colonizzazione fungina: aumento delle superfici di contatto con il fungo mancanza della protezione esercita dai tegumenti esterni nei confronti della parte amidacea dell endosperma 17
le muffe sono in grado di colonizzare i più svariati tipi di substrato, la produzione delle micotossine è fortemente condizionata dalle caratteristiche del substrato produzione di aflatossine (ppm) da parte di ceppi diversi di Aspergillus parasiticus in diverse granaglie. Ceppo fungino NRRL 3000 NRRL 2999 NRRL 3145 arachidi 107 104,0 8,50 soia 19 2,8 0,06 mais 53 47,0 5,50 frumento 72 19,0 7,10 riso 107 185,0 10,60 sorgo 72 88,0 57,60 18
fungo colore Principali micotossine prodotte Penicillium verde - blue Ocratossina A, Citrinina, Patulina Aspergillus giallo - verde Aflatossine, Ocratossina A Fusarium rosa - bianco Zearalenone, Deossinivalenolo, T-2, Fumonisine 19
Fusarium spp 20
Penicillium spp 21
Aspergillus spp 22
Principali micotossine e relativi effetti tossici a carico degli animali Micotossina Aflatossina B 1 Ocratossina A Fumonisina B 1 Tricoteceni Zearalenone Patulina Ergoline Effetto Genotossico, cancerogeno, epatotossico, immunosoppressore Nefrotossico, teratogeno, immunosoppressore, cancerogeno Neurotossico, cancerogeno, citotossico Immunosoppressore, dermatotossico, emorragico Estrogenosimile Citotossico, immunosoppressore Neurotossico 23
ocratossine sono prodotte principalmente dalle specie: A. ochraeceus, P. viridicatum P. verrucosum. il tipo A (OA) é quella che riveste maggiore importanza sotto l aspetto tossicologico in quanto epatotossica, nefrotossica, teratogenica e carcinogenica. 24
Ministero della Salute Decreto 15 maggio 2006 Determinazione dei limiti di ocratossina A negli alimenti per animali. (G.U. Serie Generale, n. 120 del 25 maggio 2006) 25
nei ruminanti la OTA è trasformata, dai microrganismi ruminali e intestinali del cieco e del crasso, nella forma non tossica O. pertanto il rischio di suo trasferimento al latte ovino è piuttosto inconsistente 26
AFLATOSSINE 1960: turkey X disease morte di oltre 100.000 avicoli in diversi allevamenti dell Inghilterra. aflatossina da: Aspergillus (a-), che è il genere a cui appartengono i funghi produttori, flavus (-fla-), che è la principale specie aflatossigena, e tossina. muffe produttrici di aflatossine: Aspergillus flavus (tossigeni 45% dei ceppi) Aspergillus parasiticus (tossigeni 95% dei ceppi) Aspergillus nomius finora sono state descritte 18 molecole con differente caratteristiche di tossicità 27
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nel latte (M = milk) da mammiferi che abbiano ingerito aflatossine del gruppo B sono rinvenibili loro metaboliti di idrossilazione - indicati come M1 e M2 derivanti rispettivamente dalle B1 e B2. 29
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Escrezione nel sangue nel latte e nelle urine Processo di detossificazione ed eliminazione degli effetti negativi per l organismo Effetto tossico sull organismo 31
Effetti tossici delle aflatossine: intossicazioni acute: lesioni epatiche intossicazioni croniche: interazione con DNA cangerogenesi mutagenesi teratogenesi B1>> M1 > G1 > B2 > G2. la M1 ha potere mutageno e cancerogeno circa dieci volte inferiore rispetto alla B1 d origine, ma ha analoghi effetti citotossici. 32
Tenori massimi di AFM1 (μg/kg) Latte crudo, latte trattato termicamente e latte destinato alla fabbricazione di prodotti a base di latte Alimenti per lattanti e alimenti di proseguimento, compresi il latte per lattanti e il latte di proseguimento 0,050 0,025 33
Sensibilità delle diverse specie animali alle Aflatossine > > > > > Le specie ruminanti sono molto più resistenti dei monogastrici in virtù dell azione di detossificazione ruminale 34
IARC MONOGRAPHS VOLUME 82-2002 L agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) include le aflatossine nel gruppo 1 Gruppo 1 = sostanze per cui è stata accertata la carcinogenicità sull uomo 35
Aspergillus flavus produce aflatossine B1 e B2 Aspergillus parasiticus può produrre B1, B2, G1 e G2 Umidità: la crescita richiede valori a w >0,78 Temperatura: crescita (6-46 C) con un valori ottimali di 36-37 C, sintesi (8-42 C) con valori ottimali di 25-27 C Gli alimenti zootecnici maggiormente interessati al rischio di contaminazione da AF sono: le granelle di cereali (mais), semi di cotone, soia, girasole e arachidi 36
La presenza di aflatossina B1 nell insilato ha minore rilevanza Aree a maggiore rischio nella trincea dell insilato 37
Concentrazioni medie (in ppb) di differenti micotossine rinvenute in diversi sottoprodotti utilizzabili in alimentazione animale Polpe di bietola Stocchi di mais insilati Residui distillazione n. Aflatossina campioni B1 48 1.6 (0.7 12.0) 39 4.2 (1.2 13.6) 14 2.9 (0.8 6.1) AFB2 OTA ZEN 0.5 96.7 (0.1 2.0) (20.5 314.3) 2.2 98.6 (0.1 12.8) (11.4 276.4) 1.37 45.6 (14.1 79.5) 656.2 (107.3 1367) 775.3 (164.6 1860.1) - (da: Anfossi et al., 1990) 38
Concentrazioni medi di aflatossina B1 in foraggi di diverse specie botaniche e provenienza Tomasi et al., 1999 39
Aflatossine e fumonisine presenti in tipi differenti di mais inoculati con F. flavus e F. verticllioides Aflatossine (μg/kg) Fumonisine (mg/kg) Elevato stress termico 45 ibridi commerciali 4340 950 10500 11.2 0-35 5 resistenti 370 140-609 4.0 1.7 7.8 Moderato stress termico 45 ibridi commerciali 6.2 0 30.4 2.5 0.5 4.8 5 resistenti 1.6 0-7 1.2 0.5 3.0 da Abbas et al. 2002 40
Nelle vacche l assunzione continua di alimenti contaminati da AFB1, la corrispondente concentrazione di AFM1 nel latte è stabile dopo circa 2-3 giorni. Quando si interrompe la somministrazione delle diete contaminate, la concentrazione di AFM1 nel latte diminuisce e scompare rapidamente 41
5 x 2 mg of AFB1/ pecora In singola dose di AFB1 pura Andamento nel tempo delle concentrazione di aflatossina M1 nel latte di pecora 42
Esperimento 1 3 gruppi di pecore che ricevevano: 32, 64, and 128 μg di AFB1/d per capo per 7 giorni Andamento nel tempo delle concentrazione di aflatossina M1 nel latte di pecora 43
Trattamenti sperimentali: diete con 32, 64, or 128 μg/d di AFB1 per 7 giorni Esperimento 2 44
Esperimento 3 Andamento delle concentrazioni di aflatossina M1 nel latte di pecore che ingerivano diete contaminate con AFB1 pari a : 1,13 (L), 2,30 (M), e 5,03 (H) μg /kg, di alimenti naturalmente contaminati 45
[1] 5 x 0.8 mg of AFB1 in dose singola Livello massimo negli USA Livello massimo nella EU 46
Concentrazione di AFM1 nel latte ovino, nella cagliata e nel siero ottenuti 47
La AFM1 nel latte è legata alla sua componente proteica Pertanto la concentrazione di aflatossina M1 nella cagliata cresce al crescere della sua concentrazione nel latte di origine 48
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La capacità delle microflora ruminale di degradare la AFB1 varia fra le specie animali 51
rice straw La capacità delle microflora ruminale di degradare la AFB1 varia in funzione del tipo di dieta timothy hay 52
Specifici prodotti che possono essere aggiunti alle diete sono in grado di ridurre l assorbimento di AFB1 nel l apparato digerente dei ruminanti riducono il trasferimento di AFM1 nel latte 53
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le possibilità per evitare gli effetti negativi delle contaminazioni da micotossine nelle derrate possono articolarsi in tre livelli: prevenire le contaminazioni intervenire con la decontaminazione inibire l assorbimento gastrointestinale delle micotossine 55
prevenzione primaria: (prima che l infestazione fungina sia iniziata): impiego di varietà vegetali resistenti controllo delle colture in campo appropriata programmazione delle stagioni di raccolta e stoccaggio raccolta dei prodotti a basso contenuto di umidità conservazione delle derrate a temperature basse, quando è possibile impiego di prodotti fungicidi controllo dei danni meccanici dovuti all attività degli insetti 56
prevenzione secondaria: (quando lo sviluppo delle muffe è appena iniziato) interruzione dello sviluppo fungino con interventi chimici o fisici allontanamento delle parti contaminate inattivazione o detossificazione del contaminante conservazione delle derrate in condizioni che impediscano la continuazione dello sviluppo fungino prevenzione terziaria: (lo sviluppo delle muffe tossigene è pesante) completa distruzione della parte contaminata impiego della derrata per processi produttivi diversi (biogas ) 57
È concreto il rischio di contaminazione nella filiera ovina? il rischio di alimenti contaminati da aflatossina B1 esiste seppure in casi limitati 58
È concreto il rischio di contaminazione nella filiera ovina? il rischio di avere latte ovino contaminato da aflatossina M1 esiste seppure le concentrazioni siano quasi sempre inferiori al limite di legge 59