(dott. Andrea Codato, DVM - dott.ssa Giulia Buratti, DVM)
Dopo aver valutato nei precedenti interventi (qui e qui) i diversi effetti nocivi che le micotossine esercitano sugli animali e sull’uomo, sorge spontaneo chiedersi: “quali armi abbiamo per prevenirli o contrastarli?”
Le soluzioni per contrastare le micotossine possono dividersi in due categorie:
1. di prevenzione, che puntano a:
a. evitare la contaminazione in campo, durante la crescita della coltura e la sua raccolta. Abbiamo per esempio l’uso di un corretto programma di rotazione colturale, l’utilizzo di varietà resistenti alle micotossine o resistenti ai principali stressors dell’area (es: alte temperature, e bilanciare con un’accurata irrigazione nei periodi critici e fertilizzazione), praticare un’aratura profonda per eliminare residui vegetativi contaminati che rimangono sul terreno, prevenire o ridurre i danni alla coltura e pianificare accuratamente la raccolta per evitare di raccogliere con condizioni meteo instabili e piogge che favoriscono lo sviluppo di funghi e la produzione di micotossine.
b. prevenire o ridurre la contaminazione durante la conservazione, mediante stoccaggio del prodotto in strutture asciutte, areate ed evitare sbalzi termici, oltre che puntare su una corretta e regolare pulizia dell’equipaggiamento.
2. di eliminazione: una volta che la materia prima viene contaminata esistono processi fisici (aspirazione, lavaggi, tecniche di separazione meccanica) più o meno efficaci per ridurre il livello di micotossine, ma che spesso portano a grosse perdite di alimento, risultati incerti e dipendono molto dal livello di contaminazione della partita e dalla distribuzione delle micotossine
Fortunatamente esistono anche processi chimici che hanno maggior successo e si basano su assorbimento, biotrasformazione e bioprotezione.
L’assorbimento utilizza sostanze assorbenti in grado di legare le tossine nel tratto gastroenterico, riducendo la loro biodisponibilità. L’assorbimento funziona molto bene con le micotossine planari, come l’aflatossina B1, gli alcaloidi della segale cornuta e le endotossine. I principali materiali assorbenti sono il carbone attivo, le zeoliti, l’argilla, le bentoniti e i lieviti o prodotti delle loro pareti cellulari. Tra di essi, la bentonite viene riportata come il miglior assorbente per l’aflatossina B1. La struttura abbastanza lineare di questa molecola le consente di entrare nel doppio strato della bentonite e restarne intrappolata, come riportato nell’immagine di seguito.
Neutralizzazione dell'aflatossina per assorbimento
Sul mercato sono presenti numerosi prodotti assorbenti, per orientarci nella scelta di un buon componente assorbente è bene considerare le seguenti caratteristiche:
· Contenere > 70% di smectite e < 10% di feldspati
· Assorbimento irreversibile della micotossina (legame Covalente)
· Capacità di legare micotossine già a quantitativi molto bassi
· Assorbimento selettivo: avere la capacità di assorbire la micotossina, ma non assorbire altre molecole importanti come vitamine, antibiotici, coccidiostatici, ecc.
· Essere esente da altri contaminanti (metalli pesanti, diossine, pcbs, ecc.)
Le bentoniti sono argille fillosilicatiche con una microstruttura cristallina stratificata di composizione variabile. Le smectiti sono la forma di argilla minerale dominante e queste includono principalmente la montmorillonite. L'efficacia di adsorbimento della bentonite dipende dal contenuto di montmorillonite e dai cationi interscambiabili. L'ampia superficie e l'elevata capacità di scambio cationico delle smectiti le rendono capaci di adsorbire sostanze organiche attraverso la penetrazione sia di cationi che di molecole polari.
Secondo Deng et al. (2010), in condizioni di liofilizzazione, le molecole di Aflatossine si legano alla smectite tramite interazioni ione-dipolo dirette e tramite coordinazione tra cationi scambiabili e gruppi carbonilici, mentre in condizioni di umidità, le molecole di AF si legano alla smectite tramite legami a idrogeno tra gli ossigeni carbonilici e l'acqua dello strato di idratazione.
Una volta che si sono formati, questi complessi micotossina-AA (agente assorbente) ad alto peso molecolare legano le micotossine presenti nei mangimi contaminati senza dissociarsi nel tratto gastrointestinale dell'animale, limitandone così la biodisponibilità dopo l'ingestione e riducendo l'esposizione degli animali alle micotossine. In questo modo il complesso micotossina-AA attraversa l'organismo dell'animale e viene eliminato attraverso le feci.
La sicurezza e l'efficacia della bentonite come additivo per mangimi sono state valutate anche dall'EFSA, che ha appurato che non sono genotossiche, non vengono assorbite dopo l'applicazione come additivo per mangimi e non presentano un rischio tossicologico diretto per l'animale (EFSA, 2011).
L’assorbimento funziona molto bene per le aflatossine e gli alcaloidi dell'ergot, ma è in gran parte inefficace contro altre micotossine di interesse agricolo, in particolare le tossine del Fusarium (DON, ZEN, FUM).
Una bentonite/montmorillonite diottaedrica (Mycofix®, Biomin, Austria) è stato il primo prodotto in assoluto autorizzato dall'UE come agente assorbente (AA) con comprovate proprietà di contrasto alle micotossine che soddisfano i severi requisiti sulla capacità di legame con le aflatossine secondo il regolamento CE 1060/2013.
La biotrasformazione è un altro metodo per contrastare le micotossine e permette di convertirle in componenti con una minore o assente tossicità. Anche in questo caso è importante dimostrare che:
· I metaboliti generati non sono tossici per l’animale, per il consumatore e per l’ambiente
· La sicurezza, stabilità ed efficacia dell’enzima o del microorganismo utilizzato
· Che la velocità di detossificazione sia abbastanza veloce da permettere la trasformazione della molecola tossica prima che questa sia assorbita nel tratto gastroenterico dell’animale.
La biotrasformazione può essere ottenuta tramite enzimi che degradano le micotossine o tramite microrganismi che producono tali enzimi. Diverse specie microbiche, tra cui batteri, lieviti e funghi, sono note per la loro capacità di biotrasformare le micotossine in metaboliti meno tossici attraverso vie metaboliche quali (de)acetilazione, ossidazione, scissione dell'anello/catena laterale, deossidazione, isomerizzazione o glucosidazione. Il ceppo Eubacterium BBSH 797, isolato dai fluidi ruminali bovini, è stato una delle specie più studiate, in quanto in grado di degradare efficacemente il DON e altri tricoteceni, e, dopo test in vitro e in vivo, è stato introdotto sul mercato come prodotto biotrasformante commerciale Mycofix® BBSH (Biomin, Getzersdorf, Austria).
Inoltre, alcuni degli enzimi responsabili delle caratteristiche di biotrasformazione riconosciute in queste specie microbiche sono stati isolati e applicati direttamente come agenti detossificanti.
Gli enzimi offrono un modo promettente per neutralizzare le micotossine in modo selettivo e irreversibile senza compromettere la disponibilità di nutrienti nel mangime, in quanto agiscono specificamente contro la micotossina bersaglio, catalizzando una reazione irreversibile, producendo prodotti di degradazione innocui, stabili nel mangime, come dimostrato di seguito.
Inattivazione della micotossina della famiglia delle ZEA
La bioprotezione si basa, invece, sul concetto di fornire all’animale un blend di sostanza naturali che possano supportarlo nel contrastare gli effetti negativi che le micotossine hanno sull’organismo: supporto per il sistema immunitario, detossificazione del fegato, supporto per le cellule della barriera intestinale.
La maggior parte degli studi in vitro pubblicati nella letteratura scientifica si concentra sull'efficacia degli adsorbenti nei confronti di una singola micotossina (molto spesso AFB1, poiché è una delle poche regolamentate nei mangimi animali). In realtà, una percentuale molto elevata di mangimi è contaminata da più di una micotossina (le principali sono le micotossine del Fusarium: DON, ZEN e FB).
L'utilizzo di molti dei metodi fisici e chimici disponibili per la decontaminazione di prodotti agricoli è limitato a causa dei problemi di sicurezza, delle possibili perdite nella qualità nutrizionale dei prodotti trattati, nonché della limitata efficacia e dei costi elevati, mentre l'uso degli adsorbenti come additivi per mangimi è l'unica soluzione pratica per la decontaminazione dei mangimi, ma occorrono ampi studi per garantirne l'efficacia e la sicurezza. Sulla base dei dati disponibili, gli adsorbenti inorganici come gli alluminosilicati (bentoniti, HSCAS e alcune zeoliti) hanno ampiamente dimostrato la loro efficacia contro le aflatossine. Tuttavia, la loro efficacia contro altre micotossine, come i tricoteceni, è limitata.
In conclusione la combinazione di diversi adsorbenti (minerali e organici) sembra essere la più efficace nel contrastare meglio gli effetti avversi prodotti dall'esposizione simultanea a diverse micotossine e, ancora più importante, è valutare l’implementazione di una soluzione in grado di basarsi non soltanto sull’assorbimento, ma che comprenda anche principi di biotrasformazione e bioprotezione per contrastare gli effetti avversi delle micotossine che non vengono legate da un semplice prodotto assorbente.