Trattamenti fisico-chimici per la diminuzione delle aflatossine e di Aspergillus niger nei chicchi di mais (Zea mays)

Le aflatossine sono metaboliti tossici secondari prodotti da alcune specie del fungo Aspergillus in alimenti a base vegetale come frutta a guscio, caffè, fave di cacao, frutta secca, uva, mais, riso e cereali più piccoli. Secondo l’International Agency for Research on Cancer, le aflatossine (B1, B2, G1, e G2) sono molto importanti a livello mondiale perché sono tra i 120 agenti classificati nel gruppo 1 come cancerogeni per l’uomo e presentano un rischio elevato di indurre carcinoma epatocellulare. La presenza di aflatossine è stata ampiamente segnalata nelle aree geografiche con climi tropicali, dove condizioni ottimali di temperatura e umidità relativa contribuiscono alla crescita dei funghi produttori di aflatossine. Per quanto riguarda la riduzione dei livelli di aflatossine, sono stati utilizzati diversi metodi per prevenire la contaminazione da muffe prima o dopo il raccolto, per inibire la crescita delle muffe e la produzione di micotossine negli alimenti e per detossificare gli alimenti o gli organismi contenenti aflatossine, tra cui metodi biologici, fisici o chimici.

Il controllo delle aflatossine con metodi biologici è stato ampiamente studiato negli ultimi anni, e prevede principalmente l’impiego di batteri come Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii spp., Lactobacillus bulgaricus, Bifidobacterium animalis, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus e Bacillus licheniformis. Tra i metodi fisici e chimici per la detossificazione da aflatossine, sono stati valutati l’effetto dei trattamenti termici (tostatura, cottura ad elevata temperatura, cottura a pressione, frittura e riscaldamento ad infrarossi) sulla variazione del pH unitamente agli estratti naturali e ad altri trattamenti alternativi, come l’ozono, l’irradiazione e l’acqua elettrolizzata. Aspergillus niger è la specie più comune responsabile della decomposizione post-raccolta, e frequentemente coesiste con Aspergillus flavus, che è uno dei principali produttori di aflatossine. Le condizioni di temperatura alle latitudini tropicali e subtropicali favoriscono la contaminazione dei cereali con A. niger, uno dei funghi coinvolti nella contaminazione del mais durante i periodi di pre e post-raccolta.

È noto che A. niger causa anche il marciume dei chicchi nel mais, compromettendo la produttività e la sicurezza del mais stesso. Sono stati condotti, a tal proposito, vari studi per controllare Aspergillus spp. utilizzando trattamenti fisici e chimici, come bicarbonato di ammonio, cloruro di sodio, carbonato di ammonio e bisolfito di sodio, in grado di inibire efficacemente A. flavus e Aspergillus parasiticus nel mais contaminato.

Cloruro di sodio a 100 g L-1 e acidi organici a concentrazioni comprese tra 0.5 e 1 g L−1 hanno mostrato risultati positivi anche in uno studio in vitro sull’inibizione di A. flavus. Anche gli oli essenziali sono stati valutati nell’inibizione di A. parasiticus in vitro, con gli oli essenziali di cannella, citronella, chiodi di garofano e timo che presentano un effetto inibitorio relativamente elevato ad alte concentrazioni. La luce ultravioletta pulsata (UV) è stata utilizzata per inattivare le spore di A. niger nella farina di mais con una riduzione di 4 log10 nel numero di spore vitali. Questo studio ha valutato l’efficacia dei trattamenti con ultrasuoni, radiazioni UV, acqua elettrolizzata e bicarbonato di sodio per ridurre le aflatossine B1, B2, G1 e G2 in vitro e di A. niger nei chicchi di mais (Zea mays).

Infatti, i chicchi di mais sono comunemente contaminati da micotossine e funghi. Lo scopo di questo studio era quello di valutare la riduzione delle aflatossine B1, B2, G1 e G2 e l’inibizione di Aspergillus niger nei chicchi di mais mediante ultrasuoni, radiazioni ultraviolette (UV), acqua elettrolizzata e bicarbonato di sodio. La determinazione delle aflatossine è stata eseguita mediante cromatografia liquida ad alte prestazioni con rilevazione a fluorescenza e derivatizzazione post-colonna, e l’analisi di A. niger è stata eseguita valutando la crescita del micelio in agar patata destrosio. Il miglior trattamento per la riduzione delle aflatossine e per l’inibizione della crescita dei miceli è stato valutato nel mais contaminato da A. niger.

I risultati ottenuti dallo studio mostrano una significativa riduzione delle aflatossine sulla base del seguente ordine: bicarbonato di sodio > ultrasuoni > UV > acqua elettrolizzata per le aflatossine B1, B2 e G2. Per l’aflatossina G1, l’ordine di riduzione era bicarbonato di sodio > ultrasuoni > acqua elettrolizzata > UV, con valori massimi compresi tra 70.50% e 87.03% raggiunti con il bicarbonato di sodio; per gli altri trattamenti la riduzione era compresa tra il 51.51% e il 65.44%. Per quanto riguarda il fungo, l’ordine di inibizione nel controllo della crescita miceliale era bicarbonato di sodio > ultrasuoni > acqua elettrolizzata > UV nei chicchi di mais, e l’inibizione della crescita miceliale è stata ottenuta ad una concentrazione di bicarbonato di sodio di 3.0 g L-1.

Il bicarbonato di sodio, l’acqua elettrolizzata, gli ultrasuoni e le radiazioni UV hanno inibito la crescita di A. niger su agar da patata destrosio e diminuito il contenuto di aflatossine B1, B2, G1 e G2 in vitro. Il bicarbonato di sodio si è dimostrato capace di inibire la crescita del micelio nei chicchi di mais.

Il presente articolo è una sinossi della ricerca Physicochemical treatments for the reduction of aflatoxins and Aspergillus niger in corn grains (Zea mays)