Volume: il mais

Sezione: coltivazione

Capitolo: prevenzione micotossine

Autori: Paola Battilani

Introduzione

Il mais è un prodotto che in tutte le aree di coltivazione a livello mondiale è a rischio di contaminazione da micotossine. Attualmente sono note più di 300 micotossine e sono stati elencati parecchi generi di funghi, principalmente Aspergillus, Penicillium, Fusarium, ai quali appartengono specie produttrici di micotossine. Tre importanti funghi micotossigeni, Fusarium graminearum, produttore di deossinivalenolo (DON) e zearalenone (ZEA), F. verticillioides, produttore di fumonisine (FB), e Aspergillus flavus, responsabile della presenza di aflatossine (AF), trovano nel mais un ospite idoneo. Gli effetti tossici delle micotossine sono diversi e sono noti principalmente sugli animali ai quali sono spesso destinati i prodotti più scadenti. Le specie animali più sensibili alle fumonisine sono equini e suini che manifestano rispettivamente leucoencefalomalacia, sindrome neuro-degenerativa, ed edema polmonare, associato ad alterazioni del fegato e del pancreas e mortalità fetale. Il DON causa citotossicità, lesioni cutanee, leucopenia e immunosoppressione. Inoltre, può causare rifiuto del cibo, nausea, vomito e forti reazioni gastrointestinali. Lo ZEA ha un effetto estrogenosimile; i suini sono considerati gli animali più sensibili e i polli i più resistenti. Le notizie relative all’effetto sull’uomo sono molto scarse. Le AFs sono sostanze dotate di elevata tossicità acuta e cronica; l’aflatossina B1 (AFB1) è quella presente in maggior quantità e con tossicità più elevata. Gli effetti acuti causati da AFB1 si manifestano con ittero, febbre, edema degli arti inferiori ed effetti gastroenterici e nei casi più gravi morte. La cancerogenicità, principalmente a carico del fegato, rappresenta l’effetto cronico più rilevante. Tutti i mammiferi che ingeriscono AFB1, ne eliminano una quota come aflatossina M1 nel latte; questa sostanza ha tossicità acuta paragonabile a quella della molecola da cui deriva, mentre la cancerogenicità epatica è circa il 2-8% rispetto a quella della B1. Al fine di minimizzare l’esposizione dell’uomo alle micotossine e i problemi sanitari da esse causati, la Commissione Europea ha definito dei limiti massimi di presenza negli alimenti, quindi anche nel mais e nei suoi derivati, riportati nel Regolamento n. 1881/2006 e aggiornati nel Regolamento n. 1126/2007. Vi sono anche delle raccomandazioni per gli alimenti destinati agli animali e sono anch’essi pubblicati sulla Gazzetta Ufficiale della Commissione Europea (n. 100/2003 e n. 576/2006).

Campionamento e analisi

Le cariossidi contaminate non sono distribuite in modo uniforme nelle spighe e negli ammassi di granella; dato che una singola cariosside può contenere livelli di tossine anche molto elevati, le modalità con cui si raccolgono i campioni per le analisi sono fondamentali. La Commissione Europea ha predisposto uno specifico Regolamento (n. 401/2006) in cui sono definiti i metodi da seguire e le quantità da campionare. Le analisi ufficiali delle micotossine vengono eseguite con metodi e apparecchiature sofisticati e costosi, basati sulla cromatografia liquida ad alta precisione, che richiedono una accurata preparazione del campione. Per garantire un buon controllo del rispetto dei limiti di legge, ma a costi accettabili, sono allo studio metodi rapidi, meno precisi, ma che possono essere applicati almeno per le indagini preliminari. Risultati interessanti sono stati ottenuti per le fumonisine con la spettrometria nel vicino infrarosso; questa tecnica non distruttiva, che fornisce il risultato in tempo reale, è già applicata da diversi operatori della filiera mais per la determinazione delle componenti della granella. Un sistema ancora più semplice è disponibile per le aflatossine, basato sulla fluorescenza emanata dalle cariossidi contaminate da A. flavus ed esposte a radiazione UV. Questi metodi hanno certamente un interesse pratico per una prima valutazione dei campioni.

Micotossine nel mais italiano

L’importanza delle differenti micotossine varia tra gli ambienti e gli anni, ma F. verticillioides è il fungo maggiormente presente sul mais in Italia. Monitoraggi condotti negli anni 2002-2007 nel nord Italia su più di 450 campioni di granella raccolti in campo hanno confermato l’alta percentuale di cariossidi infette da F. verticillioides, in genere superiore al 40%, con differenze tra le regioni campionate, con un gradiente positivo da ovest a est, più marcato in alcuni anni quali il 2002. Nei sei anni considerati, il contenuto medio di fumonisina è stato intorno a 4500 μg/kg (ppb) con valori massimi vicino a 20.000 ppb; il 35% circa dei campioni è risultato al di sotto della soglia di legge di 2000 μg/kg, ma la percentuale è salita a oltre 50 secondo il nuovo limite di 4000 μg/kg fissato nel Regolamento CE n. 1126/2007. La fumonisina è un problema quasi tutti gli anni, DON e ZEA lo sono occasionalmente, come pure le aflatossine. Inoltre, i livelli elevati segnalati per la fumonisina interessano in genere la maggior parte dei campioni, mentre per l’aflatossina il numero di campioni oltre i limiti di legge è solitamente limitato, ma con contaminazioni molto elevate. Le ragioni di queste differenze vanno ricercate nelle caratteristiche dei funghi, in particolare nelle loro esigenze termiche e di umidità e nel rapporto che stabiliscono con la pianta ospite.

Funghi tossigeni

Tutti i funghi micotossigeni del mais si conservano durante il periodo invernale, e comunque in assenza del mais, nei residui colturali nel terreno. F. verticillioides, principale agente del marciume rosa della spiga, la raggiunge trasportato dal vento o dalle gocce di acqua e causa l’infezione attraverso le sete, nel periodo di fioritura, o attraverso le ferite, causate principalmente dalla piralide. F. graminearum, responsabile del marciume rosso della spiga, la raggiunge solo trasportato dalla pioggia e l’infezione avviene attraverso le sete. A. flavus viene trasportato dal vento e può infettare la cariosside attraverso le sete, dalla zona del pedicello e attraverso ferite. Quindi, sia nel raggiungimento della spiga che nella modalità di infezione vi sono differenze tra questi funghi. La muffa, di colore bianco rosato per F. verticillioides, bianco rossastro per F. graminearum e verde per A. flavus, non è sempre ben visibile nel caso dei funghi tossigeni del mais e non vi è una chiara relazione tra le cariossidi ammuffite e il contenuto di tossine, soprattutto in presenza di F. verticillioides. Questi funghi trovano le condizioni ottimali per le loro attività a temperature e umidità differenti. A. flavus resiste a condizioni di bassa umidità e predilige le temperature elevate, intorno ai 30 °C, F. graminearum è il più esigente in umidità e si sviluppa in modo ottimale tra 20 e 25 °C, e F. verticillioides ha un comportamento intermedio, necessita di umidità maggiore rispetto ad A. flavus e di temperatura maggiore rispetto a F. graminearum. Le condizioni meteorologiche non agiscono solo in modo diretto sul ciclo biologico dei funghi, ma possono anche agire indirettamente mettendo la coltura in condizioni di stress. Le piante indebolite, o comunque in condizioni non ottimali, sono più suscettibili agli attacchi dei patogeni.

Influenza delle tecniche agronomiche

Sviluppo fungino e formazione di micotossine avvengono in campo, sulla pianta, ma proseguono nelle successive fasi di lavorazione e conservazione se vengono mantenute condizioni utili ai funghi. Le condizioni meteorologiche della zona di coltivazione determinano il rischio di presenza delle micotossine, ma le tecniche di coltivazione possono modificarne il livello e rappresentano un utile strumento di prevenzione. Numerose ricerche sono state condotte per valutare l’effetto delle rotazioni colturali e delle lavorazioni del suolo sullo sviluppo dei funghi tossigeni. In mais non sono stati riscontrati evidenti effetti, sia nei confronti della infezione da A. flavus che da Fusarium spp.; probabilmente, la grande diffusione della coltura sul territorio assicura un inoculo così abbondante che gli avvicendamenti perdono gran parte del loro ruolo, soprattutto per i funghi che sono trasportati dal vento. L’epoca di semina influenza l’accumulo di micotossine. In particolare, un anticipo della semina si traduce, generalmente, in una maggiore robustezza della pianta, meno soggetta a stress, e quindi in un minor rischio di accumulo di micotossine, anche se le condizioni climatiche avverse possono vanificarne l’efficacia. Le semine comprese tra marzo e la prima o la seconda decade di aprile in genere consentono di ottenere livelli di tossine, soprattutto fumonisine, più bassi. È importante seminare ibridi adatti alla zona di coltivazione ed è necessario dare la precedenza a quelli che offrono le migliori garanzie per quanto riguarda la tolleranza agli attacchi fungini e la resistenza agli stress idrici. La concimazione azotata, per l’influenza che ha sul vigore delle piante e sul ritardo del disseccamento, è in grado di influenzare l’accumulo di micotossine. Una concimazione equilibrata, minimizza il rischio di contaminazione, mentre apporti troppo scarsi o eccessivi lo aumentano. È stata più volte messa in luce la relazione tra stress idrico e contaminazione da aflatossine e il loro contenuto è sempre risultato maggiore dove lo stress idrico era più accentuato. L’effetto delle carenze idriche è meno evidente sulle Fusario-tossine, mentre l’eccesso idrico è in grado di portare a un aumento di accumulo di fumonisine. Quindi, la corretta gestione dell’irrigazione è un’importante azione preventiva. La crescita delle muffe e l’accumulo delle tossine sono maggiori tanto più è prolungato il periodo di maturazione. Ne consegue che il ritardo della raccolta, che ha lo scopo di ottenere una granella meno umida e contenere così i costi di essiccazione, influenza negativamente la sanità della granella. Seppure influenzato dall’andamento meteorologico, il contenuto in FB1 aumenta ritardando il momento della raccolta, in particolare negli ibridi più tardivi che mantengono a lungo condizioni di umidità della granella favorevoli alla crescita dei Fusaria. La formazione di AFs è favorita in campo da temperature elevate (massima giornaliera superiore a 30 °C) nel periodo compreso tra maturazione fisiologica e raccolta e bassa umidità della granella; quindi, una consistente riduzione del rischio può essere perseguita raccogliendo con umidità della granella non inferiore al 22-24%.

Ruolo delle avversità

I funghi tossigeni causano marciumi delle cariossidi, ma dato che il loro effetto di riduzione della produzione è minimo, attualmente non sono previsti interventi di controllo specifici. Sono però allo studio fungicidi che potrebbero avere un effetto diretto sulle contaminazioni. Le larve degli insetti creano una via d’accesso per i funghi e ne favoriscono la diffusione, soprattutto per i Fusarium spp., mentre per A. flavus la relazione tra fitofagi e sviluppo del fungo è stata rilevata solo in alcuni ambienti. In diversi areali maidicoli italiani è stata dimostrata un’apprezzabile influenza dell’entità dell’attacco da piralide sulla concentrazione di fumonisine e l’impiego di insetticidi ha dimostrato una buona efficacia nel ridurre la contaminazione da micotossine, anche se con notevole variabilità fra gli anni e le località. È anche importante mantenere pulito il terreno dalle erbe infestanti, in modo da evitare competizione idrica e nutrizionale con la coltura. Infatti, la presenza di erbe infestanti è un elemento di forte stress per la pianta, quindi predisponente per l’infezione fungina.

 

Raccolta e stoccaggio

L’accumulo di micotossine in mais avviene in campo, ma come detto, può proseguire dopo la raccolta se le condizioni rimangono idonee allo sviluppo del fungo, in particolare se l’umidità della granella non è inferiore al 15%; la temperatura spesso si mantiene nell’intervallo utile per i funghi se non si lavora in ambienti condizionati. Il mais viene raccolto solitamente a umidità superiore al 15%, quindi dopo la raccolta deve essere effettuata tempestivamente l’essiccazione, entro 48 ore dal ricevimento del prodotto, con temperature non troppo elevate ed evitando repentini sbalzi termici che possono comportare rotture delle cariossidi. I danni fisici della granella (rotture e fessurazioni) sono tra gli elementi che più favoriscono l’attacco dei funghi, promuovendo così le contaminazioni post-raccolta; è quindi necessaria un’opportuna regolazione delle mietitrebbie per ridurre le rotture e per eliminare dal prodotto le cariossidi ammuffite, spesso dotate di un peso specifico inferiore. Questi accorgimenti, tuttavia, non sono sufficienti a eliminare completamente le contaminazioni dato che anche la granella integra può contenere elevati livelli di micotossine. Anche la pulitura della granella, eseguita per allontanare il prodotto alterato (cariossidi spezzate, farina e polvere) ha un’importante azione preventiva e può essere attuata in fase di caricamento dall’essiccatoio e durante le successive movimentazioni dagli impianti, compresa l’uscita dai centri di stoccaggio. Poiché fino a oggi non sono stati ancora individuati ibridi resistenti ed economiche tecniche di detossificazione e risanamento delle partite contaminate da micotossine, la prevenzione risulta essere ancora la migliore strategia di controllo, purché sia applicata su tutta la filiera, a partire dal campo e durante la lavorazione del prodotto.


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