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Aflatossine

Che cosa sono le aflatossine?

Le aflatossine sono tossine alcol-estraibili e rappresentano uno dei principali gruppi di cancerogeni di origine fungina.

Tali micotossine vengono prodotte da particolari tipi di  funghi della classe degli Ascomiceti (genere Aspergillus), in diverse materie prime di natura agroalimentare come i cereali esposti all’umidità, la frutta fresca e secca, i semi di caffè e di cacao, le spezie e la verdura.

Ovviamente, se le materie prime risultano essere contaminate anche i loro prodotti derivati potrebbero contenere le aflatossine, come per esempio nelle farine o nel latte.

Scoperte nel 1960 in seguito alla “Turkey-X disease”, durante la quale 100000 tacchini morirono dopo aver mangiato arachidi contaminate dall’Aspergillus flavus.

Aspergillus flavus

Aspergillus flavus.

Le indagini effettuate consentirono l’isolamento dell’agente eziologico ovvero una miscela di composti tossici fluorescenti, denominati aflatossine.

Nella immagine seguente vengono riassunte i principali tipi di aflatossine.

tipi di aflatossine

Differenti tipi di aflatossine

Chimica e tossicità delle aflatossine

Le aflatossine si originano dalla cumarina, sono delle molecole a basso peso molecolare, che presentano un’elevata termostabilità (circa fino a 250°C) e un alto punto di fusione.

Fra le aflatossine conosciute quelle maggiormente tossiche sono l’aflatossina B1, B2, G1, G2 e M1.

Le aflatossine sono tutte bifuranocumarine che differiscono tra loro per la presenza di un anello ciclopentenonico (aflatossine B), o di un anello β-lattonico (quelle G), altre derivano dall’idrossilazione di B1 e B2 (M1 e M2).

In base al tipo fluorescenza che queste micotossine diffondono se trattate con luce ultravioletta a 360 nm, si possono distinguere le B dalle G.

idrossilazione di B1 in M1

Idrossilazione di B1 in M1.

La lettera M si riferisce al fatto che questo tipo di aflatossina è prodotta nel latte.

L’aflatossina più tossica è la B1 e  nell’uomo la dose mortale varia da 0,6 a 10 parti per milione.

Queste molecole vengono assorbite e poi attivate nell’intestino e nel fegato.

Caratteristiche e riproduzione

Le aflatossine fanno parte delle micotossine che variano rispetto alle tossine batteriche in quanto hanno basso peso molecolare, natura lipofilica e possono vivere in differenti tipi di ambienti adattandosi a cambiamenti di temperatura e di umidità.

Hanno un aspetto pulverulento di colore bianco, verdastro o nero che è dovuto ad una fitta rete di filamenti e di sporangi (contenitori delle spore), che attacca l’ospite infiltrandosi in modo capillare.

Tali filamenti si riproducono solo ad un particolare stadio del loro sviluppo e in condizioni ambientali particolari, producendo un corpo fruttifero, lo sporangio, dalle cui spore avranno origine i nuovi individui.

La crescita dei funghi e la formazione delle aflatossine è possibile sia quando la pianta è ancora in campo, sia durante le successive fasi di conservazione e trasformazione.

Tossicità e carcinogenicità delle aflatossine

Le aflatossine sono associate sia a tossicità sia a potenziale carcinogeno nell’uomo e negli animali. L’ aflatossicosi è la malattia causata da questa tossina, e può manifestarsi:

  • in forma acuta: portando quasi sempre alla morte dell’organismo contaminato;
  • In forma cronica: questa forma può causare il cancro o altre patologie ad evoluzione lenta.

Il legame sia del DNA che delle proteine con le aflatossine è favorito dalla presenza di alcuni enzimi del citocromo P450 che trasformano l’aflatossina nella sua forma reattiva.

Fattori fisici,nutrizionali e biologici

Diversi fattori influenzano la produzione di queste micotossine come per esempio i fattori fisico-chimici (temperatura, pH, luce, umidità e disponibilità di ossigeno).

L’Aspergillus flavus può diffondersi ad una temperatura di 25°C, mentre l’Aspergillus parasiticus ad una temperatura variabile da 25°C a 35°C.

Per evitare la diffusione di questi organismi e di conseguenza la produzione delle aflatossine la temperatura ottimale post-raccolta dovrebbe essere inferiore ai 13°C o superiore ai 40°C.

Le zone tropicali sono sicuramente quelle maggiormente colpite, in quanto temperature elevate si alternano a temperature medio-basse, e ciò provoca una rapida riproduzione delle aflatossine.

La propagazione delle spore fungine veicolate dagli insetti, ma anche il danneggiamento della pianta stessa, può essere causa di una maggiore contaminazione.

Altri fattori critici per la produzione delle aflatossine sono l’umidità relativa del substrato e l’umidità relativa ambientale che risulta essere maggiore in  condizioni di stress idrico.

Nei chicchi di grano con un contenuto di umidità dal 25% al 30% si ha la produzione massima.

Un ambiente favorevole alla crescita e propagazione delle aflatossine deve avere un’umidità compresa tra 83% e 88%.

Il pH acido è un altro fattore che influisce sulla produzione.

Impatto sulla salute

Ci sono diversi fattori legati alla contaminazione da aflatossine che influiscono sulla salute dell’uomo e degli animali:

  • quantità di micotossina ingerita con gli alimenti;
  • tossicità del tipo di aflatossina;
  • peso corporeo dell’organismo contagiato;
  • coesistenza di differenti contaminazioni da micotossine;
  • fattori nutrizionali.

Proprio a causa della loro termostabilità, molte volte i trattamenti termici non risultano essere efficaci per eliminare la contaminazione.

Tecniche di rilevamento delle aflatossine

La prima tecnica utilizzata per individuare la presenza di questi composti fu la cromatografia su strato sottile, grazie al fatto che le aflatossine possiedono una particolare caratteristica, cioè sono fluorescenti e pertanto  possono essere riconosciuti i diversi tipi alla luce ultravioletta e in base alle differenti colorazioni che assumono per ogni tipo è stata assegnata per convenzione una lettera.

L’ HPLC (cromatografia in fase liquida ad alte prestazioni o ad alta pressione) attualmente è la tecnica più utilizzata per l’identificazione delle aflatossine e di tutte le altre micotossine. Vantaggi:

  • è un metodo rapido;
  • permette la separazione di miscele anche molto complesse;
  • ha un’alta risoluzione;
  • permette la rivelazione in continuo dei componenti di una miscela;
  • permette la registrazione automatica in continuo del cromatogramma;
  • permette la determinazione quantitativa dei componenti della miscela.

Analisi di laboratorio

Per individuare la presenza delle aflatossine vengono effettuate le analisi del sangue, delle urine e del latte, evidenziando modifiche conformazionali delle proteine o del DNA legato a queste micotossine.

Nelle urine, per fare ciò viene utilizzato un marker specifico (B1-N7-guanina), ma questo è rilevabile solo se l’esposizione risulta essere abbastanza recente.

Approccio “olistico” come rimedio

Per contenere i livelli di contaminazione bisognerebbe associare diverse azioni di contenimento lungo tutta la filiera agro-alimentare.

Un punto critico della filiera è rappresentato dalla fase di essiccazione post-raccolta, che deve essere fatta a temperatura e umidità controllata per evitare la crescita del fungo.

Inoltre, bisognerebbe evitare sbalzi termici in quanto questo aumenterebbe le lesioni sul prodotto agricolo provocando un facile attacco da parte del fungo.

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