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ROMA, 15 LUGLIO 2008 QUANDO LITALIA SPERIMENTAVA: DATI DEL CAMPO E DELLALLEVAMENTO Amedeo Pietri Istituto di Scienze degli alimenti e della nutrizione.

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1 ROMA, 15 LUGLIO 2008 QUANDO LITALIA SPERIMENTAVA: DATI DEL CAMPO E DELLALLEVAMENTO Amedeo Pietri Istituto di Scienze degli alimenti e della nutrizione Facoltà di Agraria UCSC - Piacenza QUANDO LITALIA SPERIMENTAVA: DATI DEL CAMPO E DELLALLEVAMENTO Amedeo Pietri Istituto di Scienze degli alimenti e della nutrizione Facoltà di Agraria UCSC - Piacenza

2 Micotossine e filiere coinvolte Tricoteceni: cereali Zearalenone: cereali Fumonisine: mais Ocratossina: frumento, uva e vino, cacao, caffé, carni suine Aflatossine: mais, frutta secca Patulina: mele (succhi di frutta)

3 CLASSIFICA DEI RISCHI ALIMENTARI Kuiper-Goodman, 2004 ACUTI Tossine microbiche Ficotossine Alcune fitotossine Micotossine Contaminanti antropici Residui di pesticidi Additivi alimentari CRONICI Micotossine Contaminanti antropici Alcune fitotossine Dieta sbilanciata Ficotossine Additivi alimentari Residui di pesticidi Tossine microbiche

4 COSA SONO LE MICOTOSSINE? Metaboliti secondari, tossici per gli animali superiori, prodotti da muffe che colonizzano gli alimenti. Metabolita secondario: non si è in grado di attribuire un ruolo evidente per l'organismo che le produce. Le micotossine non sono una classe chimica. Molto grande è la diversità di molecole prodotte, anche se per famiglie di prodotti simili (es.: aflatossine, tricoteceni, fumonisine, ecc.). La produzione è connessa alla crescita fungina. COSA SONO LE MICOTOSSINE? Metaboliti secondari, tossici per gli animali superiori, prodotti da muffe che colonizzano gli alimenti. Metabolita secondario: non si è in grado di attribuire un ruolo evidente per l'organismo che le produce. Le micotossine non sono una classe chimica. Molto grande è la diversità di molecole prodotte, anche se per famiglie di prodotti simili (es.: aflatossine, tricoteceni, fumonisine, ecc.). La produzione è connessa alla crescita fungina.

5 MICOTOSSINE Dove si trovano? MANGIMI FARINE

6 FUNGHI TOSSIGENI RESPONSABILI DELLA PRODUZIONE DI MICOTOSSINE NEGLI ALIMENTI FUNGHI TOSSIGENI RESPONSABILI DELLA PRODUZIONE DI MICOTOSSINE NEGLI ALIMENTI

7 FUNGHI TOSSIGENI RESPONSABILI DELLA PRODUZIONE DI MICOTOSSINE NEGLI ALIMENTI FUNGHI TOSSIGENI RESPONSABILI DELLA PRODUZIONE DI MICOTOSSINE NEGLI ALIMENTI

8 MICOTOSSINE PIÙ DIFFUSE E ALIMENTI PIÙ FREQUENTEMENTE CONTAMINATI

9 ALCUNI EFFETTI TOSSICI DELLE MICOTOSSINE

10 IARC - AGENZIA INTERNAZIONALE PER LA RICERCA SUL CANCRO 1Cancerogeno per luomo 2AProbabilmente cancerogeno per luomo 2BPossibilmente cancerogeno per luomo 3Non classificabile come cancerogeno per luomo 1Cancerogeno per luomo 2AProbabilmente cancerogeno per luomo 2BPossibilmente cancerogeno per luomo 3Non classificabile come cancerogeno per luomo CLASSIFICA SOSTANZE IN BASE ALLEFFETTO CANCEROGENO CLASSIFICA SOSTANZE IN BASE ALLEFFETTO CANCEROGENO

11 EFFETTO CANCEROGENO DELLE MICOTOSSINE Evidenza S = Sufficientem. Evidente I = Insufficient. evidente ADS = Assenza Sufficiente Evidenza

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

13 ANSA - 9 giugno 2004 KENYA: MAIS CONTAMINATO, ALMENO 112 MORTI (ANSA) - NAIROBI, 9 GIU Sono almeno 112 le persone morte dopo aver mangiato mais contaminato in un'area centro orientale del Kenya, quella di Ukambani. Oltre 100, inoltre, sono ricoverate in ospedale. Lo ha dichiarato -riferisce oggi il quotidiano 'Nation'- il ministro della sanità signora Charity Ngilu, che ha precisato che il numero delle vittime potrebbe essere anche più alto, poiché quelle accertate sono solo quelle morte in ospedale. Il dramma era emerso lunedì scorso, quando si era però parlato di 80 morti e di situazione sotto controllo. Le vittime hanno ingerito mais - decisamente l'alimento base dell'alimentazione keniana - contaminato dall'aflatossina: una contaminazione velenosa che avviene quando i cereali non sono correttamente essiccati. (ANSA) - NAIROBI, 9 GIU Sono almeno 112 le persone morte dopo aver mangiato mais contaminato in un'area centro orientale del Kenya, quella di Ukambani. Oltre 100, inoltre, sono ricoverate in ospedale. Lo ha dichiarato -riferisce oggi il quotidiano 'Nation'- il ministro della sanità signora Charity Ngilu, che ha precisato che il numero delle vittime potrebbe essere anche più alto, poiché quelle accertate sono solo quelle morte in ospedale. Il dramma era emerso lunedì scorso, quando si era però parlato di 80 morti e di situazione sotto controllo. Le vittime hanno ingerito mais - decisamente l'alimento base dell'alimentazione keniana - contaminato dall'aflatossina: una contaminazione velenosa che avviene quando i cereali non sono correttamente essiccati.

14 LIVELLI MASSIMI DI AFLATOSSINE PREVISTI DAL REGOLAMENTO UE 1881/06 LIVELLI MASSIMI DI AFLATOSSINE PREVISTI DAL REGOLAMENTO UE 1881/06

15 REGOLAMENTO UE 1126/2007 Deossinivalenolo Prodotto Livello massimo (μg/kg) Cereali non trasformati diversi da grano duro, avena e mais…………………………………… Grano duro, avena e mais non trasformati…… 1750 Cereali, farina di cereali, crusca, germe (consumo diretto)………………………………… 750 Pane, prodotti da forno, pasticcini, biscotti, snaks e cereali da colazione ……………………… 500 Pasta (secca)…….……………………………………. 750 Alimenti a base di cereali per lattanti e bambini ….……………………………. 200 Frazioni molitura mais > 500 µm………………… Frazioni molitura mais < 500 µm………………… Prodotto Livello massimo (μg/kg) Cereali non trasformati diversi da grano duro, avena e mais…………………………………… Grano duro, avena e mais non trasformati…… 1750 Cereali, farina di cereali, crusca, germe (consumo diretto)………………………………… 750 Pane, prodotti da forno, pasticcini, biscotti, snaks e cereali da colazione ……………………… 500 Pasta (secca)…….……………………………………. 750 Alimenti a base di cereali per lattanti e bambini ….……………………………. 200 Frazioni molitura mais > 500 µm………………… Frazioni molitura mais < 500 µm…………………

16 Prodotto Livello massimo (μg/kg) Cereali non trasformati diversi dal mais ……. 100 Mais non trasformat o……………………………. 350 Cereali, farina di cereali, crusca e germe (consumo diretto)… Olio di mais raffinato…………………………… 200 Pane, prodotti da forno, pasticcini, biscotti, snaks e cereali da colazione………………..… 50 Mais (consumo diretto), snaks e cereali da colazione a base di mais ……………… Alimenti a base di cereali trasformati per lattanti e bambini…………………………….. 20 Frazioni molitura mais > 500 µm………………… Frazioni molitura mais < 500 µm………………… Prodotto Livello massimo (μg/kg) Cereali non trasformati diversi dal mais ……. 100 Mais non trasformat o……………………………. 350 Cereali, farina di cereali, crusca e germe (consumo diretto)… Olio di mais raffinato…………………………… 200 Pane, prodotti da forno, pasticcini, biscotti, snaks e cereali da colazione………………..… 50 Mais (consumo diretto), snaks e cereali da colazione a base di mais ……………… Alimenti a base di cereali trasformati per lattanti e bambini…………………………….. 20 Frazioni molitura mais > 500 µm………………… Frazioni molitura mais < 500 µm………………… REGOLAMENTO UE 1126/2007 Zearalenone

17 Prodotto Livello massimo (μg/kg) Mais non trasformato (- molitura umido)… 4000 Mais e alimenti a base di mais per il consumo diretto.…… Cereali da colazione e snaks a base di mais………………………………… 800 Prodotti a base di mais per lattanti e bambini…………………………………………… 200 Frazioni molitura mais > 500 µm…………… 750 Frazioni molitura mais < 500 µm…………… 1250 Prodotto Livello massimo (μg/kg) Mais non trasformato (- molitura umido)… 4000 Mais e alimenti a base di mais per il consumo diretto.…… Cereali da colazione e snaks a base di mais………………………………… 800 Prodotti a base di mais per lattanti e bambini…………………………………………… 200 Frazioni molitura mais > 500 µm…………… 750 Frazioni molitura mais < 500 µm…………… 1250 REGOLAMENTO UE 1126/2007 Fumonisine B 1 +B 2

18 Contaminazione da micotossine del mais prodotto in Italia Sommario delle ricerche condotte alla Facoltà di Agraria di Piacenza ISAN - U.C.S.C.

19 Specie tossigene del genere Fusarium e micotossine prodotte Marciume rosso (Red ear rot) F. graminearumDON, AcDON, NIV, ZEA F. culmorumDON, AcDON, ZEA F. avenaceumMONILIFORMINA F. cerealisNIV, ZEA F. sporotrichioidesT-2, HT-2 F. poaeDAS, NIV Marciume rosso (Red ear rot) F. graminearumDON, AcDON, NIV, ZEA F. culmorumDON, AcDON, ZEA F. avenaceumMONILIFORMINA F. cerealisNIV, ZEA F. sporotrichioidesT-2, HT-2 F. poaeDAS, NIV

20 Marciume rosato (Pink ear rot) F. verticillioides (=moniliforme)FB1, FB2, Ac. FUSARICO F. proliferatumFB1, Ac. FUSARICO, MONILIFORMINA F. subglutinansAc. FUSARICO, MONILIFORMINA Marciume rosato (Pink ear rot) F. verticillioides (=moniliforme)FB1, FB2, Ac. FUSARICO F. proliferatumFB1, Ac. FUSARICO, MONILIFORMINA F. subglutinansAc. FUSARICO, MONILIFORMINA Specie tossigene del genere Fusarium e micotossine prodotte

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22 Contenuto medio di micotossine in campioni di mais raccolti in nord-Italia * Emilia Romagna ZEA ,12-- ppm DON ppm FB ppm AFB *14* 15* ppb

23 CONSIDERAZIONI FB 1 è di gran lunga la micotossina più frequente ed abbondante nel mais prodotto in Italia. Tutti gli anni considerati, eccetto il 1996, hanno evidenziato lo stesso andamento (alta FB1). Nel 1996, i primi 20 giorni di ottobre furono molto piovosi e la temperatura fu inferiore rispetto alla media. La conseguenza fu una contaminazione elevata di ZEA e DON. Nel 2003, le elevate temperature e la siccità hanno favorito la crescita di A. flavus e la sintesi di aflatossine. FB 1 è di gran lunga la micotossina più frequente ed abbondante nel mais prodotto in Italia. Tutti gli anni considerati, eccetto il 1996, hanno evidenziato lo stesso andamento (alta FB1). Nel 1996, i primi 20 giorni di ottobre furono molto piovosi e la temperatura fu inferiore rispetto alla media. La conseguenza fu una contaminazione elevata di ZEA e DON. Nel 2003, le elevate temperature e la siccità hanno favorito la crescita di A. flavus e la sintesi di aflatossine. ISAN - U.C.S.C.

24 Andamento dei livelli di fumonisina B1, aflatossina B1 e umidità in un campo di mais nel Andamento dei livelli di fumonisina B1, aflatossina B1 e umidità in un campo di mais nel 2004.

25 LE MICOTOSSINE CAUSANO PROBLEMI IN DIVERSE FILIERE ALIMENTARI La presenza di micotossine nel mais causa problemi: nella produzione di alimenti per luomo (fiocchi, polenta, snacks, ecc.) nella filiera lattiero-casearia nella filiera delle produzioni suine La presenza di micotossine nel mais causa problemi: nella produzione di alimenti per luomo (fiocchi, polenta, snacks, ecc.) nella filiera lattiero-casearia nella filiera delle produzioni suine

26 Indagine su 77 farine per polenta (novembre 03-giugno 04) Il 24,7% dei campioni ha evidenziato una concentrazione superiore ai 2 μg/kg Aflatossina B 1 Campioni totali: media dei risultati pari a 2,11 μg/kg Campioni biologici: media dei risultati pari a 6,96 μg/kg Campioni convenzionali: media dei risultati pari a 1,39 μg/kg

27 Il 53,3% dei campioni ha evidenziato una contaminazione superiore ai 1000 µg/kg Campioni totali: media dei risultati pari a 1561 μg/kg Campioni biologici: media dei risultati pari a 3082 μg/kg Campioni convenzionali: media dei risultati pari a 1334 μg/kg Indagine su 77 farine per polenta (novembre 03-giugno 04) Fumonisina B1

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29 Valori medi (max)(ng/kg) fresco: 21±12 (61) UHT: 12±9 (34) Valori medi (max)(ng/kg) fresco: 21±12 (61) UHT: 12±9 (34)

30 Fattore di concentrazione dellAFM1 nella produzione di formaggi con latte contaminato (Yousef e Marth, 1989) 1) Formaggi teneri ) Formaggi a pasta dura

31 CONFRONTO FRA MAIS Bt E MAIS ISOGENICO PROVE CONDOTTE IN EUROPA

32 Prove condotte in Francia (F) e Spagna (S) nel 1999 Bakan et al., 2002

33 PROVE CONDOTTE IN ITALIA NEGLI ANNI 1997, 1998, 1999 Negli anni 1997, 1998 e 1999, sono state condotte prove di campo su diversi ibridi di mais Bt. Ibridi transgenici Bt e i corrispondenti ibridi isogenici sono stati coltivati fianco a fianco in zone del Nord Italia frequentemente soggette a infestazione da piralide. Nei 3 anni, sono state scelte 3, 4 e 30 località, ottenendo un totale di 11, 22 e 60 campioni di mais. Abbiamo analizzato i campioni per micotossine e ergosterolo. I dati ottenuti dai campioni Bt e non-Bt sono stati confrontati mediante analisi della varianza. Negli anni 1997, 1998 e 1999, sono state condotte prove di campo su diversi ibridi di mais Bt. Ibridi transgenici Bt e i corrispondenti ibridi isogenici sono stati coltivati fianco a fianco in zone del Nord Italia frequentemente soggette a infestazione da piralide. Nei 3 anni, sono state scelte 3, 4 e 30 località, ottenendo un totale di 11, 22 e 60 campioni di mais. Abbiamo analizzato i campioni per micotossine e ergosterolo. I dati ottenuti dai campioni Bt e non-Bt sono stati confrontati mediante analisi della varianza.

34 Livelli di FB 1 ed ergosterolo in granella di mais proveniente da ibridi non-Bt e Bt

35 Suino probabilmente, fra gli animali allevati, è quello che manifesta la più elevata sensibilità alle micotossine (Hussein, 2001) Suino probabilmente, fra gli animali allevati, è quello che manifesta la più elevata sensibilità alle micotossine (Hussein, 2001) MICOTOSSINE ED ALLEVAMENTO SUINO

36 edema polmonare da insufficienza cardiaca sinistra, immunodepressione danni fetali, edema polmonare in suinetti allattati riduzione ingestione alimentare alterato quadro enzimatico plasmatico FB 1 suini FB 1 suini

37 PROVA SU SUINETTI

38 SCOPO DELLA PROVA CONFRONTARE IL VALORE NUTRITIVO PER I SUINETTI, DI MAIS Bt E MAIS NON-MODIFICATO (CONTROLLO, IC) CONFRONTARE IL VALORE NUTRITIVO PER I SUINETTI, DI MAIS Bt E MAIS NON-MODIFICATO (CONTROLLO, IC)

39 MATERIALI e METODI (dati ISAN - U.C.S.C.) PRODOTTI: 4 partite di mais, con livelli di FB1 (µg/kg) di: L inclusione nella dieta era del 33%. PRODOTTI: 4 partite di mais, con livelli di FB1 (µg/kg) di: L inclusione nella dieta era del 33%. ANIMALI: -128 suinetti svezzati Large White del peso di 8,8 ( 1,27) kg; -4 trattamenti di 8 gabbie flat-deck di 4 animali (maschi:femmine 1:1) per ogni trattamento. ANIMALI: -128 suinetti svezzati Large White del peso di 8,8 ( 1,27) kg; -4 trattamenti di 8 gabbie flat-deck di 4 animali (maschi:femmine 1:1) per ogni trattamento.

40 EFFETTO DELLA FB 1 SULLINCREMENTO MEDIO GIORNALIERO DEI SUINETTI (dati ISAN - U.C.S.C.)

41 EFFETTO DELLA FB 1 SUGLI INCREMENTI MEDI GIORNALIERI DEI SUINETTI (dati ISAN - U.C.S.C.)

42 PROVA SU BROILERS

43 Prova su broilers Livelli di fumonisina B 1 (ppb) nei mais isogenico (IC) e Bt utilizzati A B A,B : (P<0.01)

44 A,B : P<0.01 Performances medie dei broilers

45 CONCLUSIONI La presenza di micotossine nel mais è un problema rilevante. Il mais Bt può favorire una riduzione della contaminazione da aflatossina(?) Il mais Bt presenta livelli di fumonisina notevolmente inferiori, con evidenti vantaggi per il consumo umano, ma soprattutto per la zootecnia italiana.

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