REGIONE PIEMONTE Micotossine del mais Prevenzione e controllo
Micotossine del mais Prevenzione e controllo Spiga ammuffita Nell ambito delle sostanze tossiche di origine microbica che possono pervenire all uomo o agli animali allevati attraverso i prodotti destinati all alimentazione, deve essere rivolta un attenzione particolare alle micotossine. Queste sostanze sono metaboliti secondari prodotti da funghi parassiti delle piante o agenti di ammuffimento delle derrate alimentari, in grado, se ingeriti dagli animali allevati o dall uomo, di dare a luogo a patologie acute o croniche note come micotossicosi. I cereali, e in particolare il mais, risultano essere tra i prodotti vegetali più soggetti alla contaminazione da parte di questi metaboliti. La produzione di micotossine può avvenire sia nella fase di coltivazione, sia nelle operazioni successive alla raccolta, nel momento in cui si vadano a realizzare condizioni favorevoli allo sviluppo fungino. I funghi tossigeni vengono quindi suddivisi in funghi di campo (genere Fusarium, produttori di zearalenone, tricoteceni e fumonisine) e di magazzino (generi Aspergillus e Penicillium, produttori di aflatossine ed ocratossine), sulla base delle loro esigenze in contenuto di umidità del substrato (tabella 1). In questa scheda sono riportate in sintesi alcune informazioni sulle principali micotossine e sui funghi produttori ed una serie di indicazioni, ottenute nel corso di una sperimentazione pluriennale finanziata dalla Regione Piemonte e iniziata nel 1996, utili per contenere la presenza di questi metaboliti nella granella di mais. Principali micotossine e funghi produttori I generi di funghi che rivestono importanza micotossicologica sono: Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Alternaria e Claviceps. In realtà al momento sono stati individuati numerosi altri generi di funghi tossigeni e sono note oltre 300 micotossine: le più diffuse e preoccupanti tossine presenti nella granella di mais risultano essere le seguenti: Aflatossine: prodotte da ceppi di Aspergillus flavus e A. parasiticus, si ritrovano nelle colture e nelle derrate di mais, arachidi, semi oleaginosi, frutta secca, caffè e spezie, prevalentemente da aree tropicali e sub-tropicali. Nei nostri ambienti A. flavus e parasiticus sono molto comuni e agenti di ammuffimento delle granaglie specie in magazzino, essendo capaci di tollerare livelli bassi di umidità della granella (15-18 %). Le aflatossine più importanti dal punto di vista della diffusione e tossicità sono la B1 e la M1, quest ultima presente nel latte e derivati per conversione metabolica in seguito all assunzione della B1 presente negli alimenti. Queste molecole sono essenzialmente epatossine, dotate di elevata attività genotossica. Ocratossine: nei cereali sono prodotte da ceppi di Aspergillus ochraceus e Penicillium verrucosum. La più diffusa è l ocratossina A che si ritrova nei cereali, legumi, caffè, vino, nonché in alcuni prodotti zootecnici (reni, fegato, carne). Le ocratossine causano disfunzioni renali con la comparsa di carcinomi, epatiti e sono caratterizzate da attività genotossica. Tabella 1. Esigenze minime in fatto di umidità del substrato per lo sviluppo di funghi tossingeni, riportate come contenuto in acqua e come water activity (a w ) (Lacey, 1989; Ominski K.H. et al.,1994; Bottalico, 1999). SPECIE FUNGINA MICOTOSSINE PRODOTTE % H2O a w Aspergillus flavus e parasiticus Aflatossine 17,5-18,5 0,78-0,80 Aspergillus ochraceus Ocratossine 15-15,5 0,76-0,83 Penicillium verrucosum Ocratossine 17-20 0,81-0,83 Fusarium culmorum DON e zearalenone 20-22 0,89 Fusarium graminearum DON e zearalenone 20-22 0,89 Fusarium equiseti Zearalenone 20-22 0,92 Fusarium sporotrichioides Tossina T-2 20-22 0,88 Fusarium avenaceum Moniliformina, fusarine 20-22 0,89 Fusarium moniliforme Fumonisine, fusarine 20-22 0,87
Zearalenone: è prodotto principalmente da ceppi di Fusarium graminearum e culmorum, agenti di fusariosi e marciume della spiga dei cereali. È responsabile della comparsa negli allevamenti zootecnici di iperestrismo dei suini e di ipofertilità dei bovini e delle specie aviarie. Tricoteceni: ne fanno parte numerose tossine prodotte da specie del genere Fusarium, ritrovabili principalmente nei prodotti cerealicoli. Tra i più importanti vi sono il deossinivalenolo (DON) e il nivalenolo prodotti da F. graminearum e F. culmorum e la tossina T-2, prodotta principalmente da F. sporotrichioides. I tricoteceni sono responsabili di sindromi emetiche (DON) e sindromi emorragiche (T-2) con forti diminuzioni delle produzioni zootecniche. Fumonisine: la molecola più importante per diffusione è tossicità, soprattutto nella granella di mais e derivati, è la fumonisina B1 prodotta in campo da ceppi di F. verticillioides e F. proliferatum. Non sembrano dotate di tossicità acuta, ma sono responsabili di ridotti accrescimenti ponderali dei capi allevati e, per continuate somministrazioni, di attività anche cancerogena e azione neurotossica. Data l elevata stabilità che caratterizza queste molecole, non sono ancora state individuate tecniche di detossificazione e risanamento efficaci ed economiche delle partite contaminate. Allo stato attuale, quindi, l unica strategia di controllo risulta essere la prevenzione, con misure che devono essere attuate nel corso di tutta la filiera dalla produzione in campo alla lavorazione del prodotto. Prevenzione in pre-raccolta La strategia più efficace in pre-raccolta si fonda essenzialmente sull applicazione di un agrotecnica volta a sfavorire la colonizzazione delle specie fungine e la loro tossinogenesi. Scelta ibrido e ciclo Molto rilevante è l effetto varietale sul contenuto in micotossine nella granella. Gli ibridi più tardivi (classe 600 e 700) presentano maggiori contaminazioni da zearalenone; al contrario, la presenza di fumonisine non risulta essere correlata con la precocità dell ibrido, ma è influenzata da altre caratteristiche varietali e in particolare con il peso ettolitrico della granella. Epoca di semina Le semine tardive (a partire dalla terza decade di aprile) sono più a rischio per maggiori contaminazione da fusarium-tossine, in particolare per ibridi a ciclo pieno (classe FAO 600). E quindi opportuno effettuare tempestivamente la semina nel momento in cui si presentano buone condizioni climatiche e agronomiche. Grafico 1. Effetto dell epoca di semina sul contenuto in fumonisina B1 Fumonisina B1 (valore indice) 300 250 200 150 100 50 0 25/3 9/4 24/4 9/5 24/5 Data di semina Densità di semina Per ibridi a ciclo pieno, in ambienti fertili, sono preferibili investimenti alla semina contenuti (6,5 pt/m 2 ) in quanto densità più elevate (maggiori di 7.5 pt/m 2 ) comportano condizioni microclimatiche più favorevoli ai funghi e tenori di tossine più elevati. Concimazione azotata Apporti di azoto di 200 kg/ha risultano essere la miglior soluzione per la sanità delle produzioni. Stress nutrizionali per carenze azotate comportano maggiori rischi di contaminazione da fumonisina; viceversa, i tenori di zearalenone, Don e ocratossina A tendono ad aumentare ad elevati apporti dell elemento nutritivo.
Grafico 2. Effetto concimazione azotata sul tenore in fumonisina B1, zearalenone e ocratossina A. Valore indice 160 120 80 Fumonisina B1 Zearalenone Ocratossina A 40 0 0 100 200 300 400 500 N kg/ha Difesa dalla piralide L attività larvale della piralide favorisce la contaminazione della granella da parte di funghi produttori di fumonisina B1, mentre la presenza di zearalenone non sembra essere influenzata dalla presenza del lepidottero. Forti riduzioni dei tenori di contaminazione di fumonisine, dell ordine del 90 %, sono possibili mediante il trattamento chimico di lotta al fitofago, effettuato, mediante macchine irroratrici munite di trampoli, 6/7 giorni dopo il picco di sfarfallamento della I generazione. Epoca di raccolta Le raccolte anticipate garantiscano un prodotto di sanità superiore, mentre, se la trebbiatura del campo viene ritardata nel corso della stagione autunnale, la probabilità di un peggioramento della qualità igienico-sanitaria delle produzioni risulta assai elevato per gli ibridi tardivi (classe 600), con possibili incrementi del 50-90 % per zearalenone e fumonisine. Altri aspetti La precessione colturale e la concia del seme non sono risultati aspetti in grado di influenzare in modo apprezzabile la contaminazione, così la tecnica irrigua; al contrario, un elevato livello di piante infestanti influenza Spiga danneggiata dall attività della piralide negativamente la sanità della granella per l accentuazione degli stress alla pianta. Per i possibili stress nutrizionali e la più rilevante presenza di infestanti, la granella di mais da coltura biologica risulta presentare concentrazioni di micotossine simili o lievemente superiori a quelle da coltivazioni convenzionali. Prevenzione in post-raccolta Raccolta e prestoccaggio È importante che la raccolta e le operazioni successive siano effettuate in maniera tempestiva in modo da poter essiccare rapidamente il cereale ed evitare di mantenere per un lungo periodo condizioni molto favorevoli allo sviluppo dei patogeni fungini. Essiccazione L operazione deve garantire la conservazione della granella riducendo in modo uniforme l umidità al 13-14% così da impedire la proliferazione dei funghi tossigeni. È opportuno evitare sbalzi termici repentini che causano rotture dell endosperma delle cariossidi. Pulitura Effettuata in fase di caricamento dell essiccatoio e successivamente con ogni movimentazione dai silos di stoccaggio, la pulitura svolge un azione preventiva, in quanto permette l allontanamento del prodotto facilmente alterabile (chicchi spezzati, farina, polvere) e l abbattimento del contenuto di micotossine presenti in alte concentrazioni nei chicchi ammuffiti o alterati dall attività degli insetti. Impianto di essiccazione e stoccaggio
Stoccaggio Il processo di tossinogenesi, anche se limitato a zone del silo caratterizzate da un umidità superiore, può risultare comunque intenso. E quindi fondamentale riuscire a: mantenere condizioni omogenee nella massa stoccata con basse umidità e ridotta temperatura mediante la ventilazione forzata; avere un elevato livello igienico delle strutture; procedere al controllo degli insetti dannosi; operare un monitoraggio continuo. Diffusione delle micotossine Il livello di contaminazione è largamente dipendente dall andamento climatico dell annata e dalla località di coltivazione. Andamenti umidi e piovosi nel corso della maturazione (agosto-ottobre) favoriscono la diffusione delle muffe e una maggiore presenza di tossine. A questo riguardo, sono risultate annate generalmente favorevoli il 1997 e il 2000, mentre il 1996 e il 2002 sono risultate problematiche (tab. 2). Gli areali pedemontani più umidi sono quelli che in Piemonte hanno presentato più acuto il problema delle micotossine. Le fumonisine sono le micotossine riscontrate con maggiore frequenza nella granella di mais in tutte le annate, mentre la presenza di zearalenone, Don e ocratossina A aumenta nelle annate con frequenti precipitazioni durante la maturazione. Le aflatossine sono scarsamente prodotte nei nostri ambienti durante la fase di coltivazione. Tab. 2. Percentuale di campioni di granella di mais positivi alla presenza di micotossine in funzione dell annata. Anno Fumonisina B1 Zearalenone Deossiniva-lenolo Aflatossina B1 Ocratossina A 1996-100 100 - - 1997 60 75.1 96.4 - - 1998 100 84.5 1.5 1-2000 90 14.4 0 0 9.3 2001 95 9.2 10.4 6.3 2.1 2002 97.9 82.6 95.8 2.1 50.0 96-02 88,6 61,0 50.7 2.4 20.5 Aspetti normativi In materia di micotossine, l Unione Europea ha emanato il regolamento CE n. 1525/98 ripreso e ampliato con il reg. 472/2002, che stabilisce i tenori massimi ammissibili di aflatossine e ocratossina A in diverse matrici alimentari (tab. 3). Per quanto riguarda le metodologie di prelievo dei campioni e le tecniche di analisi da utilizzare, si fa riferimento alle direttive CE n. 53/98, 27/02 e 26/02. Con riferimento alle matrici alimentari e alle micotossine non previste dai regolamenti comunitari, il Consiglio Superiore di Sanità italiano ha stabilito nella Circolare n. 10 del 9/6/1999 del Ministero della Sanità dei valori massimi ammissibili, indicandoli come valori guida per le autorità preposte al controllo ufficiale dei prodotti alimentari (tab. 4). Nei prossimi anni nuovi e più restrittivi limiti saranno imposti sui cereali, tali da poter dar luogo a problemi nella commercializzazioni delle partite di granella nelle annate più critiche. Tab. 3 Livelli massimi di aflatossina e ocratossina attualmente in vigore nell unione Europea (reg. CE 1525/98 e 472/02), dati espressi in ppb (µg/kg s.s.). Prodotto B1 Aflatossina (ppb) B1+B2+G1+G2 Ocratossina A (ppb) Arachidi, frutta in guscio, frutta secca e derivati 2 4 - Arachidi destinate a cernita o a trattamenti fisici 8 15 - Frutta in guscio e frutta secca destinata a cernita 5 10 - Cereali e derivati (consumo diretto) 2 4 - Cereali non lavorati - - 5 Prodotti derivati dai cereali - - 3 Frutti essiccati della vite - - 10
Cosa fare L accresciuta concorrenza internazionale e l imminente entrata in vigore di normative più restrittive richiedono uno sforzo congiunto per elevare il livello qualitativo e gli aspetti igienico-sanitari del mais prodotto in regione. Le indicazioni fornite sulle tecniche di coltivazione e sulle fasi di post raccolta devono essere urgentemente recepite nell ambito di progetti di filiera integrati in disciplinari HACCP. Tutti i soggetti devono essere coinvolti e responsabilizzati. Tab. 4. Indicazioni italiane per i limiti massimi ammissibili di micotossine (dati espressi in ppb, ovvero (µg/kg s.s) (Circolare n. 10 del 9 giugno 1999). Prodotto Aflatossina B1 Aflatossine totali Aflatossina M1 Ocratossina A Zearaleno ne Alimenti per l infanzia 0,1 0,01 0,5 20 Spezie 10 20 Caffè crudo 8 Caffè tostato e solubile 4 Cacao e derivati 0,5 Birra 0,2 Succhi di frutta Carne suina e derivati 1 Cereali e derivati 2 4 3 100 Piante infusionali 5 10 Latte 0,05 REGIONE PIEMONTE Micotossine del mais Prevenzione e controllo Direzione Sviluppo dell Agricoltura Coordinamento editoriale: Teodora Trevisan Coordinamento tecnico: Alberto Turletti Conduzione della ricerca e testi: Massimo Blandino e Amedeo Reyteri Dipartimento di Agronomia, selvicoltura e gestione del territorio dell Univeristà degli Studi di Torino Hanno collaborato alla ricerca: per gli aspetti agronomici: Amedeo Reyneri, Massimo, Blandino, Francesca Vanara - Dipartimento Agroselviter, Università degli Studi di Torino Carlo Ferrero, Luca Minelli - Aprocer Piemonte Andrea Cavallero - Agripiemonte Cereali per gli aspetti patologici: Alberto Matta, Alexandra Lazzari - Di.Va.P.R.A. sez. Patologia, Università degli Studi di Torino per gli aspetti entomologici: Alberto Alma, Federico Lessio - Di.Va.P.R.A. sez. Entomologia, Università degli Studi di Torino per gli aspetti agro-meteorologici: Federico Spanna - Assessorato Agricoltura, Caccia e Pesca della Regione Piemonte per gli aspetti analitici: Laura Bersani - Laboratorio chimico della C.C.I.A.A. di Torino Fotografie: Archivio del Dipartimento di Agronomia, selvicoltura e gestione del territorio. In copertina foto di Moreno Soster. E vietata la riproduzione dei testi e dei materiali iconografici senza autorizzazione e citazione della fonte. Ottobre 2003 - Tiratura 3000 copie. Pubblicazione in distribuzione gratuita. Stampa: Ages Arti Grafiche - Torino Supplemento al n. 37 di Quaderni della Regione Piemonte - Agricoltura. Direttore responsabile: Roberto Salvio - Vice Direttore: Teodora Trevisan. Redazione presso Regione Piemonte - Assessorato Agricoltura - Corso Stati Uniti 21, 10123 Torino - Tel. 011/432.4320-011/432.4722