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Le micotossine

Definizione
Le micotossine sono sostanze tossiche prodotte dal metabolismo di funghi (o muffe) che si sviluppano in particolari condizioni su foraggi insilati, cereali e mangimi aziendali od industriali.

Effetti sulla salute d'uomo ed animali
Le micotossine posseggono azione cancerogena, mutagena e teratogena sulla salute umana, come risulta dalla tabella seguente:
Micotossina
Effetto
Aflatossina B1
Cancerogeno, epatotossico, immunosoppressore
Ocratossina A
Nefrotossico, teratogeno, immunosoppressore, cancerogeno
Fumonisina B1
Neurotossico, cancerogeno, citotossico
Tricoteceni
Immunosoppressore, dermatotossico, emorragico
Zearalenone
Estrogenosimile
Ergotina
Neurotossico


Tra gli alimenti d'origine animale, e quindi d'interesse per l'alimentazione umana, il latte e i suoi derivati sono i prodotti più frequentemente contaminati dalla presenza di micotossine, a causa del trasferimento di questi metaboliti dai mangimi contaminati di cui si nutrono le bovine.
I bovini sono in grado di operare una bioconversione ruminale delle micotossine in prodotti meno dannosi, tuttavia sono comunque suscettibili all'azione nociva di queste sostanze, cosa intuibile da alcuni sintomi di tipo generale o specifico:

L'ingestione di sostanza secca può aumentare o diminuire in modo incoerente con la produzione della bovina; in genere se c'è calo d'assunzione si può pensare ad una presenza d'aflatossine, mentre aumenti d'ingestione stanno ad indicare presenza di DON o zearalenone.

Si verificano facilmente disordini digestivi, come diarrea (anche emorragica), mancanza d'appetito e rifiuto del cibo, stasi ruminale, chetosi, dislocazione dell'abomaso, anomale quantità di muco nelle feci.

Un'alta incidenza d'aborti, riassorbimento embrionale, ridotto grado di fertilità e concepimento sono indice di presenza di micotossine, così come vulva e capezzoli ingrossati, prolassi rettali o vaginali, manifestazioni estrali in animali gravidi, calori silenti ecc.

Le forti lattifere sono particolarmente sensibili alla presenza di tossine, cosa evidenziata anche dall'immediato calo produttivo e dall'aspetto arruffato del pelame.


Condizioni predisponenti lo sviluppo
Umidità ambientale o acqua libera (aw)
Il parametro maggiormente utile nello stimare le probabilità di sviluppo fungino è l'aw, definito come il rapporto tra la pressione di vapore di un substrato rispetto all'acqua pura. In base al diverso comportamento in funzione della disponibilità d'acqua, le muffe sono state suddivise in:

igrofile: germinazione delle spore solo a valori d'aw superiori a 0,90; crescita ottimale a 1,00

mesofile: germinazione delle spore a valori compresi tra 0,80 e 0,90 d'aw; crescita ottimale tra 0,95 e 1,00

xerofile: germinazione delle spore ad un valore d'aw inferiore a 0,80 e crescita ottimale intorno a 0,95

Più in generale, se un substrato presenta un valore basso d'aw c'è una minor disponibilità d'acqua per lo sviluppo fungino.

Temperatura
Le temperature ideali per lo sviluppo dei funghi sono comprese tra 15 e 30°C, con un optimum di 20-25°C. In effetti, alcune tossine come le ocratossine ed i tricoteceni possono ritrovarsi già a T° di + 4-6 °C (ottimale sui 18 °C), mentre le aflatossine vengono prodotte preferibilmente in condizioni di caldo-umido (ottimale sui 25 °C). Climi più temperati e secchi sono ideali per le muffe produttrici di fumonisina e zearalenone (temperatura di sviluppo intorno ai 14 °C)
pH e ossigeno
Lo sviluppo delle muffe si verifica generalmente con valori di pH compresi tra 4 e 8; alcune di esse tuttavia sono in grado di comparire anche a valori più bassi o più elevati. Le muffe sono generalmente organismi aerobi, cioè hanno bisogno d'aria per vivere, si sviluppano perciò sulla superficie dei substrati. Diverse specie tuttavia possono crescere anche in profondità o su substrati liquidi, con bassa disponibilità d'ossigeno.
Funghi da campo e da stoccaggio
Come detto in precedenza, lo sviluppo di funghi è condizionato dalla presenza di un substrato di crescita adeguato, da temperature comprese tra 12 e 21 °C, dalla presenza d'ossigeno e da un'idonea umidità del cibo contaminato. In effetti, la contaminazione degli alimenti da parte delle micotossine è correlata a diversi fattori, tra cui si possono ricordare elevate escursioni termiche nel periodo di maturazione delle piante, forti precipitazioni al momento del raccolto, attacchi d'insetti ed errori durante lo stoccaggio degli alimenti. La presenza di micotossine è senz'altro rilevante in raccolti ottenuti in condizioni di clima freddo-umido o siccitoso, cosa facilmente riscontrabile in molte regioni.

Funghi da campo: le condizioni che favoriscono il loro sviluppo includono un alto grado d'umidità (>70%) e forti escursioni termiche (giornate calde seguite da notti fredde) Solitamente questo tipo di funghi non cresce sugli insilati, a causa del pH basso e della mancanza di un ambiente aerobico.

Funghi da stoccaggio: sono quelli che si riscontrano nel foraggio dopo il raccolto; alcune muffe trovate negli insilati sono in grado di svilupparsi anche in condizioni di parziale anaerobiosi e pH basso, tuttavia il loro potenziale di sopravvivenza è limitato dalla competizione con i batteri anaerobici: in genere lo sviluppo di questi funghi è stimolato da un pH piuttosto elevato della massa insilata, cosa dovuta ai lieviti consumatori d'acido lattico, che si attivano con l'introduzione d'ossigeno al momento dell'apertura del silo.
Sfortunatamente, data la grande varietà di fattori predisponenti lo sviluppo dei funghi, le micotossine che ne derivano sono in grado di contaminare la maggior parte degli alimenti ad uso zootecnico, quali mais, orzo, grano, semi di cotone, sorgo, sottoprodotti conservati o manipolati male e gli insilati: questi ultimi sono attualmente i maggiori responsabili della diffusione di micotossine. Gli insilati contengono in genere muffe del tipo Fusarium e sono contaminati da Zearalenone, DON e tossina T-2.

Elenco delle principali micotossine
Le muffe del tipo Aspergillus, Fusarium e Penicillium sono le principali produttrici di tossine ritenute dannose per il bestiame. La tabella che segue individua le principali micotossine e le muffe che le producono.
 
Genere
Micotossine
 
 
Aspergillus
 
flavus, parasiticus
Aflatossine
ochraceus
Ocratossine
Fusarium
 
graminearum
Zearalenone
moniliforme
Fumonisine
sporotrichoides
DON, Tossina T-2
Penicillium
 
viridaticum
Ocratossine

 
Esaminiamo ora in dettaglio le suddette micotossine:
Aflatossine: sono senza dubbio una tra le più studiate; prodotte da muffe del genere Aspergillus, hanno come organo bersaglio il fegato, con effetti carcinogeni ed immuno-soppressori. A tutt'oggi sono state studiati 18 differenti tipi d'aflatossine, di cui la B1 è la più pericolosa per la salute umana, infatti il suo metabolita M1 si ritrova nel latte e nei suoi derivati. Questo tipo di tossina è molto resistente ai trattamenti termici e la sua concentrazione può variare da 3 a 5 volte rispetto al latte da cui è stato ottenuto il prodotto caseario; per tale motivo il Regolamento n° 1525/98 emanato dalla Commissione Europea fissa come limite massimo accettabile per l'aflatossina M1 nel latte alimentare 0.05 ppb. (pari a 50 miliardesimi di grammo /kg di latte).
La tabella che segue specifica i livelli d'ingestione tollerabili per bestiame da carne e latte:

Concentrazione in razione
Tipo di bestiame
Effetti
> 100 ppb.
Bovini da ingrasso
Livello Tossico
300/400 ppb.
Vacche da latte adulte
Nessun effetto visibile
600/800 ppb.
Ridotta prod. latte
2400/3100 ppb.
Ridotto consumo cibo e prod. latte
600/800 ppb.
Manze
Ridotti consumi e casi di morte
150/200 ppb.
Vitelli/e
Ridotti consumi e lesioni epatiche
450/600 ppb.
Morte
Le aflatossine si sviluppano più facilmente in climi caldo-umidi (T =25-30 °C Umidità = 88-95% aw>0,78)
 
DON o vomitossina: il Deossinivalenolo viene prodotto soprattutto da muffe del genere Fusarium e deve il suo nome più corrente (vomitossina) ai sintomi che provoca nel bestiame: inappetenza e stimolo al vomito specialmente nel suino; nei bovini invece viene bioconvertito a livello ruminale in metaboliti di minor significato tossico. Livelli d'ingestione maggiori di 300-500 ppb. possono comunque essere causa di problemi negli animali da latte, quali ridotta assunzione di cibo e calo nella produzione lattea. Poiché questa micotossina viene frequentemente riscontrata in associazione con altre, viene impiegata nelle analisi degli alimenti come indice d'esposizione dei substrati a situazioni favorevoli allo sviluppo fungino; in altre parole, un'analisi positiva per il DON suggerisce la probabile presenza d'altre micotossine più nocive della suddetta.

ZEA o Zearalenone: è una micotossina ad attività estrogenica, prodotta da muffe del genere Fusarium.gli alimenti che più facilmente la contengono sono i cereali, particolarmente il mais (anche come silomais) I sintomi più comunemente associati alla presenza di ZEA sono dati da aborto, cicli estrali abbreviati, ninfomania,calo della fertilità,vaginiti e anomalo ingrossamento della mammella nelle manze, oltre a calo della produzione di latte. La presenza di Zearalenone negli alimenti è strettamente dipendente dalle condizioni climatiche, essendo più frequente in climi umidi e freschi.Per quanto riguarda la tossicità nei bovini, alcuni studi riscontrano un calo di produzione lattea, diarrea e mancata riuscita delle interventi fecondativi se il livello di ZEA nella razione è di 750 ppb., in associazione con livelli di DON pari a 500 ppb. Come il DON, anche lo ZEA può essere impiegato come "marker"per gli alimenti contaminati: in base ai dati esistenti, si può affermare che livelli superiori a 200-300 ppb. nella razione possano essere nocivi alla salute degli animali.

Tossina T-2: prodotta da muffe del genere Fusarium, è associata a sintomi quali ridotta ingestione, gastroenteriti ulcerative, emorragie intestinali; i dati disponibili non sono sufficienti a fissare dei livelli d'attenzione nella dieta, tuttavia si raccomanda di non superare valori di 100 ppb.

Fumonisina:la forma B1 risulta essere la più pericolosa per la salute umana, dati i suoi effetti carcinogenetici mentre nei bovini è responsabile di danni a fegato e reni e ridotte funzioni immunitarie: i livelli di sicurezza nella razione sono inferiori a 50.000 ppb.

Ocratossine: prodotte da muffe Penicillium ed Aspergillus, sono particolarmente frequenti in climi freschi e temperati; si riscontrano facilmente in cereali, arachidi e legumi e sono sempre dovute a cattive condizioni di stoccaggio di tali alimenti . I sintomi riscontrati sui ruminanti adulti sono di scarsa entità, data la capacità di detossificazione del rumine, mentre nei vitelli con rumine non ancora funzionante risultano letali dosi minime (0,25 mg / kg. P.V.) In genere, si considerano sicuri livelli inferiori a 10.000 ppb.
La seguente tabella riassume gli effetti delle micotossine sulla salute degli animali e gli alimenti in cui vengono più facilmente individuate.
Aflatossine
 
 
B1, B2, G1, G2
Epatiti, nefriti, carcinogenesi, immunosoppressione, calo prod. latte
Arachidi, semi oleosi, mais, cereali
M1,M2
Metaboliti di B1 e B2
Latte e derivati
 
 
 
Zearalenone
Attività estrogenica, ipofertilità, aborti
Mais, altri cereali
DON
Calo produzione latte
Mais, orzo, altri cereali
Tossina T-2
Emorragie
Fumonisina
Epatopatie
 
 
 
Ocratossine
Epatiti, nefriti,aborti
Mais, orzo, altri cereali

 
Tecniche di prevenzione e trattamento degli alimenti contaminati
In generale, è possibile intervenire sugli alimenti per detossificarli con mezzi chimici e fisici; tra i primi possiamo ricordare i trattamenti con ammoniaca (semi e pannelli di cotone, mais ed arachidi), con idrossidi di calcio, aldeide formica o etere metilico; i trattamenti fisici impiegano invece il calore secco o umido (cottura in forno, autoclave, arrostimento, torrefazione) e l'irraggiamento solare o con microonde.
Per quanto riguarda gli insilati e le granaglie, è opportuno prendere alcune semplici precauzioni:
Insilati: Per ottenere insilati di qualità è necessario che il silo sia correttamente dimensionato sugli effettivi consumi della mandria, che venga riempito molto velocemente e caricato di continuo fino al momento della chiusura; le asportazioni quotidiane d'insilato devono essere fatte con una fresa, in modo tale da asportare almeno 15 cm. dall'intera superficie esposta. Assai importante è anche la pulizia dei sili vuoti, come pure l'uso d'additivi idonei (ammoniaca, acido propionico, inoculi batterici od enzimatici).
Cereali: per quanto riguarda la granella è sempre opportuno controllare le partite, evitando quanto più possibile la presenza di cariossidi rotte o addirittura sbriciolate; se si tratta di farine, oltre ad idonea ventilazione durante i processi di molitura, è bene evitare punti di condensa negli impianti di stoccaggio, poiché in tal caso aumenta la causa principale per lo sviluppo di muffe, cioè l'umidità. Un altro fattore da tener presente è l'accurata pulizia dei sili di stoccaggio prima d'immettere nuove partite di cereali.
Una buona tattica per contrastare lo sviluppo di muffe consiste nell'aggiunta di un adeguato inibitore come ad es. il propionato di calcio o di sodio, oppure gli acidi organici, in ragione di 0,2-0.25 % se il contenuto d'umidità dei cereali è di 14-17% , oppure 0,5-0,6 % se l'umidità è nell'ordine di 18-24 %
Riassumendo, per scongiurare la presenza di tossine è sempre meglio un'azione preventiva basata su un idoneo controllo dell'umidità per quanto riguarda la materia prima, le fasi di produzione e stoccaggio, curando la pulizia degli impianti e cercando di consumare rapidamente le partite presenti in azienda. Infine , utile ed in alcuni casi indispensabile, è l'impiego d'inibitori della crescita fungina, tanto sugli insilati (ammoniaca, acido propionico, colture microbiche ecc.) che sui mangimi e le granelle (acidi organici, propionato di calcio o sodio).
Trattamento degli animali
Un primo consiglio per contenere i livelli di micotossine in razione è ovviamente evitare l'impiego di prodotti palesemente ammuffiti, eliminando da foraggi e cereali chiazze fungine e "croste" e miscelando in razione gli alimenti contaminati con altri sicuramente esenti da tossine.
Per mitigare gli effetti negativi delle micotossine può essere utile anche un aumento dei livelli di Vit. A, E , B1 e di Selenio, Zino, Rame e Manganese
Di recente sono stati utilmente impiegati i cosiddetti "leganti", sostanze in grado per l'appunto di
legarsi alle tossine adsorbendole a livello gastro-intestinale; essi si possono suddividere in quattro categorie:
Bentoniti
Alluminosilicati
Zeoliti
Mix delle tre precedenti categorie, con l'aggiunta di vitamine e altri minerali
Dal punto di vista della composizione chimica, queste sostanze appartengono tutte alla famiglia delle argille, ma presentano diverse caratteristiche dovute anche al grado di purezza ed al maggior o minor potere adsorbente posseduto. Di notevole efficacia sembrano essere i fillosilicati (una sottoclasse degli alluminosilicati), particolarmente in presenza di tossine prodotte da Fusarium sp.
Vengono di solito aggiunti alla razione è in ragione dello 0,5 -1 % sulla sostanza secca totale.
Oltre ai leganti minerali, risulta utile anche l'impiego concomitante di lieviti vivi (in particolare Saccharomyces cerevisiae) ed alcuni microrganismi (Lattobacilli e Bifidobatteri).