Il principio guida deve essere: Ai consumatori devono essere offerti alimenti di ALTA QUALITA’ e SICURI. La catena di produzione alimentare diviene sempre più complessa ed ogni singolo anello della catena deve essere altrettanto forte per salvaguardare la salute dei consumatori. Ciò indipendentemente se l’alimento è prodotto in loco oppure importato da paesi terzi. Il principio guida deve essere: “from field to fork”

Ottenimento di Standard elevati di Sicurezza Alimentare Una politica di sicurezza alimentare richiede la valutazione e il monitoraggio dei rischi per la salute dei consumatori che possono derivare dalle: - Materie Prime utilizzate - Pratiche Agricole utilizzate per la produzione - Processi Tecnologici di Trasformazione Ottenimento di Standard elevati di Sicurezza Alimentare

Obiettivo finale Analisi del Rischio Gestione del Rischio La politica della Sicurezza Alimentare deve essere attuata con un approccio completo ed integrato quindi considerando tutti i settori dell’alimentare coinvolti. Per essere efficace una politica di sicurezza, deve essere sempre possibile tracciare il percorso svolto dai mangimi, dagli alimenti e dai loro ingredienti. Obiettivo finale Analisi del Rischio Gestione del Rischio Risk Assessment

“Alta Qualità dell’Alimento?” Cosa significa “Alta Qualità dell’Alimento?” Qualità Nutrizionali + Sicurezza Sicurezza Microbiologica Pesticidi Metalli pesanti Micotossine etc Sicurezza Chimica

Come definire le Micotossine ? La FAO reputa che il 25% degli alimenti è “significativamente” contaminato da micotossine Le micotossine sono metaboliti secondari prodotti da “muffe” in opportune condizioni microclimatiche di temperatura ed umidità (caldo/umido) Sono biosintetizzate con poche reazioni biochimiche e invece costituiscono un gruppo eterogeneo sia chimicamente che biologicamente

Sono conosciute poco più di 400 micotossine di cui circa il 10% considerate a rischio per l’uomo Sono metaboliti resistenti alle usuali procedure di detossificazione Lo stesso fungo può produrre più micotossine e la stessa micotossina può provenire da varie muffe

semi oleaginosi, frutta e vegetali Tutti gli alimenti sono da considerare a rischio ed in modo particolare: cereali, semi oleaginosi, frutta e vegetali Le micotossine possono essere coinvolte nei meccanismi della fitopatia (azione fitotossica) Interessa i paesi meno sviluppati e a basso livello tecnologico Danno più problemi per l’accumulo e quindi la “cronicizzazione” che per effetti “acuti”

PER LA MOLTIPLICAZIONE LE MUFFE HANNO BISOGNO DI: CONDIZIONI MICROCLIMATICHE RAGGIUNGIBILI FACILMENTE IN PAESI A CLIMA DI TIPO “CALDO-UMIDO

Possibili vie di penetrazione delle Micotossine nella catena alimentare LATTE

- Area sub-sahariana; - Area asiatica; - Area sud-americana; Le Micotossine sono prodotte da funghi microscopici noti come “muffe” (Penicillium, Aspergillus e Fusarium) che amano condizioni ambientali caldo/umido. Aree geografiche a maggiore rischio: - Area sub-sahariana; - Area asiatica; - Area sud-americana; - In generale aree geografiche a basso livello socio-economico Una alternativa che consente l’accumulo delle Micotossine nelle derrate alimentari, é nella fase di stoccaggio e/o di trasporto verso paesi terzi importatori.

Micotossine più frequentemente ritrovate negli alimenti Alimenti a rischio di contaminazione Micotossine più frequentemente ritrovate negli alimenti Succhi di frutta Fumonisine Caffé Ocratossine Birra Tricoteceni Vegetali Carni Zearalenone Aflatossine Cereali Uova Patulina Latte e Formaggi

Di seguito saranno mostrati una serie di alimenti ammuffiti tipici delle nostre cucine:

Esempi di colture attaccate da funghi microscopici Piante di Pomodoro affette da Fusariosi Noccioline contaminate da Aspergillus flavus

Scopulariopsis brevicaulis su Parmigiano Reggiano Alimenti ammuffiti Scopulariopsis brevicaulis su Parmigiano Reggiano Mucor racemosus su formaggio Taleggio Mortierella humicola su uovo congelato

Penicillium stoloniferum Aspergillus ochraceus Alimenti ammuffiti Penicillium stoloniferum su salame stagionato Aspergillus ochraceus su salame stagionato Aspergillus candidus su prosciutto di Praga

Alimenti contaminati da muffe Aspergillus flavus e glaucus su pistacchi tostati Mucor hiemalis su carota Penicillium cyclopium salmone affumicato Botrytis cinerea su uova

Quali patologie si osservano per ingestione di Micotossine ???

Micotossicosi acute primarie sistema vascolare sistema respiratorio sistema digestivo sistema nervoso cute sistema urinario sistema riproduttivo fragilità vascolare, emoraggie diarrea, epatotossicità, necrosi epatica tremori, mania, coma, movimenti scoordinati fotosensibilità, necrosi, desquamazione nefrosi, uremia infertilità, estro alterato

Micotossicosi croniche primarie Patologie di tipo poco macroscopiche i cui sintomi sono: ridotta produzione di latte ridotta produttività in generale ridotta produzione di uova qualità inferiore dei prodotti e derivati velocità di crescita minore

Alcuni esempi di strutture chimiche di Micotossine:

Famiglia delle Fumonisine

Le Fumonisine isolate per la prima volta nel 1988 da colture di Fusarium moniliforme sono correlate alle sfingosine cerebrali Provocano una serie di micotossicosi: ELEM (leucoencefalomalacia) nei cavalli (se nutriti per 25 gg 1.25 mg/kg peso corporeo) edema polmonare nei suini (se nutriti per 4 gg 0.4 mg/kg peso corporeo) nei ratti provocano epatocarcinoma ed epatossicosi (se nutriti per 26 mesi con 3.75 mg/kg peso corporeo) sono associate al cancro esofageo nell'uomo inibiscono la sfingosina e la sfinganina -N-acetiltransferasi

Aflatossine

Effetti della ingestione di Aflatossina B1 in un pulcino Le Aflatossine sono state identificate ed isolate negli anni ‘60 in Inghilterra. Sono Micotossine presenti non solo in noccioline, burro di arachidi e semi oleaginosi, ma si possono ritrovare anche in cereali, latte e formaggi oppure prodotti trasformati a partire da ingredienti contaminati. La Aflatossina B1 è considerata a partire dal 1987 dalla IARC agente cancerogeno naturale classe B1. L’AFB1, al momento, l’unica micotossina di cui in letteratura è nota la correlazione con fenomeni di epatocarcinogenesi in alcune aree a basso livello socio-economico. Effetti della ingestione di Aflatossina B1 in un pulcino

citotossico, espressione genica AFLATOSSINE Addotti DNA GSH coniug. Metaboliti idrossilati Epossidi Addotti Proteine diidro dioli Fegato Metastasi APOPTOSI DNA riparazione Adenoma Cellula neoplastica Epatocita Cellule alterate Cancro FASE DI INIZIO mutazioni puntiformi, prooncogene FASE DI PROGRESSIONE crescita accelerata, aneuploidia FASE DI PROMOZIONE citotossico, espressione genica

Termostabilità della Aflatossina B1 Aflatossina B1 Condizioni Sperimentali % Degradazione arachidi tostate a 150°C 30' 80 arachidi tostate a secco 69 arachidi tostate in olio 65 arachidi tostate a 204°C 40-50 farina di arachidi autoclavate 120°C per 4h 95 soluzione acquosa riscaldata a 120 °C 30' 80 olio di arachidi riscaldato a 120°C 10' 50 riso cotto a pressione e 120°C 73 riso cottura normale 49 mais tostato a 145-165°C 40-80 farina di grano cotta a 120°C 30' 80 frutta e spezie autoclavate a 120 °C 30' 29-39 frutta e spezie in forno a 60°C per 60 h 22-77 olio di cocco riscaldato a 180-215°C 10' 41 farina di mais preparazione di muffins 13 by Alberto Ritieni 2000

Valori tollerati di Aflatossine negli alimenti AUSTRALIA ALIMENTI 5 ppb totali AUSTRALIA ARACHIDI 15 ppb totali CANADA NOCI E DERIVATI 5 ppb totali DANIMARCA ARACHIDI 10 ppb totali FINLANDIA CEREALI 10 ppb totali ITALIA ARACHIDI 50 ppb totali INDIA ALIMENTI 30 ppb solo aflatossina B1 MESSICO ALIMENTI 20 ppb totali COLOMBIA CEREALI 30 ppb totali OLANDA ALIMENTI 5 ppb solo aflatossina B1 U.K. NOCI E DERIVATI 10 ppb totali U.K. ALIMENTI 50 ppb solo aflatossina B1 U.K. ALIMENTI 10 ppb totali USA ALIMENTI 20 ppb totali UNGHERIA ALIMENTI 5 ppb solo aflatossina B1 GIAPPONE ALIMENTI 10 ppb solo aflatossina B1 THAILANDIA ALIMENTI 20 ppb totali

Derrata Aflatossina B1 Aflatossine Regolamentazione Europea e Nazionale per le Aflatossine Derrata Aflatossina B1 Aflatossine Valori espressi in ppb B1+ B2+ G1+ G2 Arachidi frutta a guscio e secca 2 4 destinati al consumo diretto O come ingredienti Arachidi destinate a cernita 8 15 o destinate ad altri trattamenti fisici Frutta secca destinata a cernita 5 10 Cereali e derivati per il consumo diretto 2 4 Alimenti per l’infanzia -- 0.1 Spezie 10 20 Piante infusionali 5 10

Famiglia delle Ocratossine

Mele, succhi per bambini etc Mais, alimenti e mangimi per animali Cereali e derivati Acido Fusarico Mele, succhi per bambini etc Grano e suoi derivati Mais, alimenti e mangimi per animali Neosolaniolo

SUGGERIMENTI a) Una maggiore efficacia e frequenza dei controlli nazionali e trans-nazionali sugli alimenti svolti dagli organi competenti ed un maggiore coordinamento; b) Un quadro uniforme di limiti e di accettabilità delle derrate prodotte nella UE da parte dei diversi stati membri; c) Richiedere l’adeguamento alle normative dell’UE anche da parte dei paesi produttori localizzati nelle aree a rischio di “micotossine”; d) Accrescere le informazioni offerte ai consumatori, oltre che sugli aspetti nutrizionali anche su quelli concernenti la sicurezza e creare un feed-back con gli stessi consumatori.

Ma come agiscono le Micotossine ??

Trascrizione RNA polimerasi Traduzione mRNA, tRNA, rRNA MECCANISMO DI AZIONE DELLE MICOTOSSINE aflatossine B1,G1, patulina, acido penicillico, tricoteceni DNA Trascrizione RNA polimerasi PR-tossina, aflatossine, rubratossina, citreoviridina Traduzione mRNA, tRNA, rRNA ocratossina A, tricoteceni, aflatossina B1 Proteine e Metabolismo patulina, tricoteceni, moniliformina,aflatossine B1 e G1

Citosol Intra mitocondrio Siti di azione di alcune micotossine glicogeno Siti di azione di alcune micotossine Metabolismo lipidico Aflatossina B1 Citocalasina B zuccheri glucosio-1P Citrinina Ocratossina A Tricoteceni, etc Aflatossina B1 Intra mitocondrio glucosio-6P 6-P -gluconolattone Aflatossina B1 Moniliformina fosfo-enol- piruvato piruvato Ciclo di Krebs Citosol Patulina Ocratossina A acido ossalacetico malato

Livelli di micotossine in alcune derrate alimentari Mais 13.3 ppb aflatossina B1 USA Latte 0.78 ppb aflatossina B1 UK Arachidi 518 ppb aflatossina B1 Brasile Mangimi polli 8.2 ppm tricoteceni Italia Mangimi suini 5.1 ppb aflatossina B1 Italia Mangimi polli 80 ppm ocratossina A Italia Birra 5.3 ppm zearalenone Swaziland Sorgo 6.9 ppm zearalenone USA Mais 67 ppm DON Italia Mais 90 ppm DON Austria Orzo 3800 ppb ocratossina A Rep. Ceca Fieno 6000 ppb ocratossina A Canada Succo di Mele 45 ppm patulina USA Succo di Mele 29 ppb patulina Italia Succo di Mele 50 ppb patulina Svizzera Semi di Caffè 360 ppb ocratossina A USA Pane 2.9 ppm ocratossina A UK

DATI DI TERMOSTABILITA' DI VARIE MICOTOSSINE Aflatossina B1 Condizioni Sperimentali % arachidi tostate a 150°C 30' 80 arachidi tostate a secco 69 arachidi tostate in olio 65 arachidi tostate a 204°C 40-50 farina di arachidi autoclavate 120°C per 4h 95 soluzione acquosa riscaldata a 120 °C 30' 80 olio di arachidi riscaldato a 120°C 10' 50 riso cotto a presione e 120°C 73 riso cottura normale 49 mais tostato a 145-165°C 40-80 farina di grano cotta a 120°C 30' 80 frutta e spezie autoclavate a 120 °C 30' 29-39 frutta e spezie in forno a 60°C per 60 h 22-77 olio di cocco riscaldato a 180-215°C 10' 41 farina di mais cotta per preparare muffins 13 Aflatossina M1 formaggio riscaldato a 90°C 30' 9 Ocratossina A caffè tostato 80-90 cereali autoclavati a 120°C per 3 h 70 Vomitossina (DON) farina di grano cottura normale 19-69

CONTROLLO E PREVENZIONE DELLE MICOTOSSINE TRATTAMENTI PRIMA DEL RACCOLTO Rimpiazzare i ceppi produttori di micotossine (biocontrollo ) Selezionare per piante OGM con elevata resistenza ai ceppi tossigeni Inibire la biosintesi e la secrezione delle micotossine responsabili Vantaggi e svantaggi dei sistemi di biocontrollo: lunga permanenza in campo migliore distribuzione in campo basso impatto ambientale provati per ora solo su piccole aree di raccolta messi a punto solo per ceppi di Aspergillus flavus minime informazioni per ceppi di Fusarium Approccio bio-molecolare: comprensione della via enzimatica biosintetica isolamento dell'operone genico responsabile della biosintesi ingegnerizzazione di piante abili a sintetizzare inibitori della biosintesi di micotossine selezione di piante già produttori degli idonei inibitori

METODI FISICI DI PREVENZIONE METODI CHIMICI DI PREVENZIONE CONTROLLO E PREVENZIONE DELLE MICOTOSSINE TRATTAMENTI DOPO IL RACCOLTO E DURANTE LE FASI DI CONSERVAZIONE E TRASPORTO METODI FISICI DI PREVENZIONE temperatura umidità aerazione dell'ambiente pastorizzazione irradiazione atmosfera controllata METODI CHIMICI DI PREVENZIONE utilizzo consentito di almeno 30 differenti sostanze fra cui: acidi grassi volatili acido formico acido propionico acido iso-butirrico acido sorbico

METODI DI DETOSSIFICAZIONE SISTEMI MECCANICI Eliminando i semi infetti ( in uso in USA e Australia per le arachidi ) non utilizzabile per i raccolti di cereali o per eliminare le aflatossine Macinazione del grano riduce di poco i livelli di aflatossine non riduce i livelli di zearalenone, non riduce i livelli di tricoteceni SISTEMI TERMICI Aflatossine sono stabili all'autoclavaggio e si distruggono ad almeno 200 °C Zearalenone resiste ai processi di cottura tradizionale Sistema non economico e possono variare i valori nutrizionali dell'alimento IRRADIAZIONE Esposizione alla luce ultravioletta riduce sensibilmente il livello di aflatossine Esposizione ai raggi gamma poco utilizzata sinora ESTRAZIONE CON SOLVENTI Si possono estrarre le aflatossine con solventi organici tipo acetone e/o alcool Perdita di caratteristiche organolettiche Perdita di una parte dei componenti idrosolubili Costo del processo tecnologico

METODI DI DETOSSIFICAZIONE SISTEMI CHIMICI Trattamenti acidi Soluzioni di acidi forti poco applicabili su larga scala inoltre le aflatossine B2 e G2 sono resistenti Trattamenti ossidativi Ipoclorito di sodio utilizzato in laboratorio è poco applicabili su larga scala Acqua ossigenata può essere utilizzato per le aflatossine nelle arachidi Trattamento con bisolfito utilizzato con H2S per la degradazione delle aflatossine e della patulina Trattamenti alcalini Ammoniaca utilizzabile ad elevata pressione e temperatura o a pressione e temperatura ambiente riduce il livello di aflatossine del 99% per rottura della molecola Sodio bicarbonato 24 h e conc 1 M a 22°C

Fattori fisici Fattori chimici Fattori biologici Fattori che influenzano la crescita dei funghi tossigeni e la sintesi delle micotossine nei prodotti, in pre-raccolta e in post-raccolta Fattori fisici Fattori chimici Fattori biologici

Fattori fisici che influenzano la crescita dei funghi tossigeni e la sintesi di micotossine nei prodotti, in pre-raccolta e in post-raccolta

Fattori chimici che influenzano la crescita dei funghi tossigeni e la sintesi di micotossine nei prodotti, in pre-raccolta e in post-raccolta

Fattori biologici che influenzano la crescita dei funghi tossigeni e la sintesi di micotossine nei prodotti, in pre-raccolta e in post-raccolta.

Valori massimi ammissibili di aflatossine in prodotti alimentari, nell’Unione Europea. Circolare Ministeriale del 9 giugno 1999, n. 10 (G.U. n. 135 del 11.6.1999).

Valori massimi ammissibili (valori guida) per alcune micotossine in prodotti alimentari, in Italia. Circolare Ministeriale n. 10, del 9 giugno 1999 (G.U. n. 135 del 11.6.1999).

Valori massimi ammissibili (valori guida) di Ocratossina A in prodotti alimentari nell’Unione Europea Valore massimo (µg/kg = ppb) 2 1 0.5 10 Valore massimo (µg/kg = ppb) 3 – 5 0,2 10 8 4 Prodotto Cacao…………………… Cioccolato.…………… Vino da tavola…………… Succo di uva…………….. Uva passa………………... Prodotto Cereali Birra… Spezie Caffè verde Caffè tostato e solubile…

Valori massimi ammissibili (Regolamenti e linee guida) per la Fumonisina B1 negli alimenti e mangimi

PRESENZA DI FUMONISINA B1 (FB1) IN MAIS E ALIMENTI A BASE DI MAIS Derrata Campioni analizzati > 1 µg/g FB1 Mais macinato (farina di mais, polenta, semolina, mais macinato grosso) 108 30% Cariossidi di mais (genotipi, mais commerciale, mais importato) 1038 37% Alimenti a base di mais (mais in scatola, mais estruso, pane, biscotti, cereali, cornflakes, amido, mais dolce, alimenti per l’infanzia, tortillas, pop-corn etc.) 181 10%

PRESENZA DI FUMONISINE (FB1+FB2) IN ALIMENTI A BASE DI MAIS IN GENOTIPI DI MAIS IN ITALIA POSITIVI / MEDIA DEI POSITIVI CAMPIONI RANGE FB1 + FB2 (ng/g) ANALIZZATI (ng/g) MAIS COMMERCIALE GENOTIPI DI MAIS POLENTA POLENTA PRECOTTA POLENTA BIOLOGICA MAIS ESTRUSO MAIS DOLCE ALTRI ALIMENTI 7/7 130 - 6790 3500 26/26 10 - 2850 450 13/13 210 - 4670 2230 4/4 200 - 1200 870 3/3 200 - 1300 810 6/6 900 - 6620 3540 5/5 60 - 790 300 6/10 10 - 80 40 Dati ripresi da DOKO e VISCONTI (1994) e da PASCALE M. et al. (1995)

PRESENZA DI OCRATOSSINA A NEL VINO E NELLA BIRRA VINO ROSSO 692 64 VINO ROSE’ 129 60 VINO BIANCO 209 42 Prodotto Campioni No. Intervallo (ng/mL) = ppb) Incidenza (%) VINO DA DESSERT 41 73 BIRRA 336 81 0,41 7,63 0,15 2,44 0,09 0,97 0,80 3,85 0,03 0,20 -

ASSUNZIONE DI OCRATOSSINA A (OTA) SULLA BASE DEI DATI EUROPEI* Concentrazione media di OTA (mg/kg = ppb) Consumo g/24 h Assunzione di OTA Alimenti giornaliera totale (ng/kg p. c.)* % Cereali Vino rosso Caffè Birra Maiale Uva secca Spezie Pollame Legumi Succo d’uva 0,5 0,19 0,9 0,07 0,1 2,8 11 0,03 1,0 226 171 29 234 76 53 12 ** 1,90 0,54 0,43 0,27 0,13 0,11 0,09 0,03 0,02 ** 54,0 15,0 12,0 7,6 3,7 3,1 2,6 0,9 0,6 ** 2,3 0,05 totale 3,50 * Dati ripresi da: Codex Alimentarius Commission (1998). Position paper on ochratoxin A, CX/FAC 99/14 * Peso corporeo di 60 kg; ** dati sui consumi non disponibili

QUANTITA’ MASSIMA GIORNALIERA TOLLERABILE DI OCRATOSSINA A < 5 ng/kg p.c. European Commission - Scientific Committee on Food Opinion on Ochratoxin A, CS/CNTM/MYC/14 final, Annex II to Document XXIV/2210/9 , Brussels, 28/9/98