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home > la rivista online (numero 12/15 dicembre 2007/ anno LXII)

Contributi pratici

Residui di Contaminanti ambientali e xenobiotici in mangimi semplici. Risultati di un monitoraggio in Provincia di Biella nell’anno 2006

di A. Curcio, C. Visca
ASL n.12, Biella
S. Squadrone, B. Vivaldi, R. Tarasco, L. Decastelli, M.C. Abete
I.Z.S. Piemonte, Liguria e Valle D’Aosta




Sommario

La presenza di xenobiotici, soprattutto dei contaminanti ambientali (Piombo, Cadmio, Idrocarburi policiclici aromatici, etc.) e delle micotossine nei mangimi semplici vegetali rappresenta una delle principali fonti di preoccupazione per l’inquinamento dell’intera filiera dei prodotti di origine animale.
Ciò ha indotto le Autorità sanitarie nazionali competenti, in particolare i Servizi Veterinari, ad attivare specifici piani di monitoraggio, come il Piano Nazionale di vigilanza e controllo sanitario sull’Alimentazione Animale (PNAA). L’obiettivo del PNAA è di assicurare, in accordo a quanto già stabilito dal Reg. CE n.178/2002 e dal Reg. CE n. 882/2004, un sistema ufficiale di controllo dei mangimi lungo l’intera filiera alimentare al fine di garantire un elevato livello di protezione della salute umana, animale e dell’ambiente.
Nell’anno 2006, nella Provincia di Biella 19 partite di mangimi semplici, mais e soia, sono state sottoposte a campionamento conoscitivo e quindi analizzate per valutare la presenza di residui di piombo (Pb), cadmio (Cd), idrocarburi policiclici aromatici (IPA), fumonisine ed aflatossine.

Introduzione

La presenza di sostanze tossiche nei mangimi destinati all’alimentazione animale costituisce un rischio variabile per gli animali e di conseguenza per i consumatori, secondo il grado di assorbimento, il metabolismo dell’animale, il carry-over e il profilo tossicologico di queste sostanze. In base alle loro caratteristiche fisico-chimiche i contaminanti sono metabolizzati dall’organismo o, come alcuni metalli, si legano in maniera irreversibile ai tessuti degli organi bersaglio (Kan e Meijer, 2007).
Gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) sono un ampio gruppo di composti organici che derivano dalla combustione incompleta di sostanze organiche. La loro presenza può dunque essere correlata a combustioni derivate da incendi boschivi, a preparazione di alimenti alla griglia o, ancora, ad attività industriali quali centrali termiche o inceneritori. In base alla loro origine si possono distinguere in IPA di formazione endogena, presenti sulla superficie degli alimenti a causa di trattamenti termici severi (alte temperature, tempi lunghi di trattamento, etc.) e IPA di formazione esogena, derivanti dalla combustione del carburante: i gas e i fumi di combustione possono venire a contatto con l’alimento, contaminandone la superficie. Particolare attenzione va posta ai processi di essiccamento delle materie prime, ad esempio di tipo oleaginoso, quali sanse, vinaccioli o altri semi oleosi (soia), etc. per la possibile contaminazione dell’olio estratto (Conte, 2002).
Solitamente si rileva la presenza di miscele di IPA, ma di norma si determina analiticamente soltanto il benzo(a)pirene perché è considerato indicatore della concomitanza degli altri (Guillen, Sopelana, 2003).
Tecniche di essiccazione utilizzate per conservare i cereali, come l’esposizione diretta al calore prodotto dalla combustione, possono aumentare la concentrazione degli IPA (Guillen e Sopelana 2003).
La combustione di gas che genera il calore necessario per disidratare le granaglie destinate a consumo animale non ha effetto sulle concentrazioni del benzo(a)pirene, ma causa incrementi tra il 41% e il 126% per fluorantene, pirene e crisene (Dennis et.al. 1991).
La relazione tra l’esposizione alle emissioni di combustioni ed effetti cancerogeni è conosciuta e documentata da molto tempo (Guillen e Sopelana 2003). Per alcuni IPA sono stati dimostrati sia l’assorbimento intestinale che il passaggio nell’epitelio della mammella delle vacche, con conseguente carry-over nel latte (Cavret et al., 2005).
Per quanto riguarda i residui di metalli pesanti quali piombo e cadmio, naturalmente presenti nell’ambiente, negli ultimi anni essi hanno fatto registrare un notevole incremento delle loro concentrazioni nei suoli adibiti a colture agricole in seguito alla massiccia industrializzazione. Questo ha compromesso la resa quali/quantitativa dei prodotti e ha determinato l’ingresso di questi inquinanti nella catena alimentare. Il cadmio si accumula principalmente nel fegato e nei reni (Prankel et al., 2004) e il suo carry-over nel latte è molto basso (< 0,05%) (Bluthgen, 2000) così come per la carne e le uova. Tuttavia, sull’accumulo di residui giocano un ruolo esenziale fattori quali la concentrazione del metallo nel mangime, la durata dell’esposizione dell’animale al mangime e lo stato organico-inorganico dell’elemento, non essendo il metallo in alcun modo metabolizzato dall’organismo (Prankel et al., 2004).
Per il piombo gli organi bersaglio in cui viene rilevata una maggiore contaminazione sono ossa, fegato e reni, mentre il tenore nel latte è di solito molto più basso di quello nel sangue. Il carry-over dal mangime al latte è dell’ordine del 0,1-1% (Bluthgen, 2000).
Su scala globale cereali e mangimi subiscono, inoltre, contaminazioni multiple da parte di micotossine, prodotte da muffe del genere Fusarium (tricoteceni, zearalenone e fumonisine). La contaminazione è inevitabile poiché molte specie del genere Fusarium sono considerate dei fitopatogeni (Placinta et al., 1999).
L’intossicazione nell’organismo dell’uomo e degli animali provoca tipicamente un decorso a andamento cronico, con danni progressivi e irreversibili solitamente localizzati a livello di specifici organi e tessuti.
In particolare, nell’uomo è segnalata una potenziale cancerogenicità dei residui di fumonisine; l’assorbimento da parte dell’uomo di quantità di residui eccessive e/o per tempi prolungati è stato associato a casi di neoplasie dell’esofago (Naceour Halouet e Altissimi, 2003).
L’assorbimento di residui di fumonisine negli animali può manifestarsi con segni clinici di leucoencefalomalacia e danni a livello epatico negli equini; attività epatocancerogena nei ratti; edema polmonare, inappetenza, riduzione della crescita, mortalità nei suini; mortalità, lesioni a livello di fegato, rene, cuore e polmoni nei polli (M. De Liguoro 2006).
I dati a disposizione sul carry over delle fumonisine dal mangime ai prodotti destinati a consumo umano (latte e uova compresi) indicano che il passaggio di queste micotossine è modesto.
Molta attenzione pongono a questo tipo di contaminanti soprattutto gli allevatori di suini, in quanto le fumonisine provocano notevoli danni economici dovuti da un lato al mancato incremento ponderale degli animali e dall’altro a disfunzioni nella sfera riproduttiva ed anche elevata mortalità.
Alcuni allevatori e veterinari operanti nel settore ci hanno indicato come valore di attenzione, per una materia prima destinata ai suini, già un inquinamento pari a 5 ppm. Per facilitare il riscontro della presenza di fumonisine nella granella di mais sono stati posti in commercio appositi Kit rapidi da utilizzare direttamente in campo.
Le aflatossine sono un gruppo di metaboliti tossici prodotti da Aspergillus flavus, A. parasiticus e A. nominus (Eaton e Groopman, 1994). L’aflatossina B1 è frequentemente riscontrata nei campioni contaminati e classificata come cancerogena per l’uomo. Le aflatossine B2, G1 e G2 sono possibili cancerogeni, ma non sono mai rilevate se non in concomitanza con la B1.
Nell’uomo sono associate a casi di carcinoma del fegato ed epatite acute (Li et al., 2001; Park et al., 2004).

Materiali e Metodi

Campionamento

Nella campagna cerealicola 2006, nella Provincia di Biella sono stati prodotti all’incirca 256.000 quintali di mais e 28.000 quintali di soia. Il comparto produttivo agricolo biellese è caratterizzato da una fortissima dispersione delle aziende che, nella maggior parte dei casi, sono di dimensioni piccole o medio-piccole. Una piccola quota di aziende (circa il 10%) che producono cereali (compreso mais da destinare all’alimentazione zootecnica) essicca esclusivamente granella prodotta all’interno dell’azienda stessa, mentre la maggior parte di esse (circa il 90%) conferisce la granella di mais a impianti industriali per la pulitura e l’essiccazione.
Nell’ambito di questa ricerca sono stati effettuati 19 campioni conoscitivi di materie prime (mais e soia) corrispondenti ad altrettante partite di prodotto pronte per lo stoccaggio e/o il consumo.
10 di questi campioni sono stati prelevati presso le aziende produttrici stesse, i restanti 9 presso essiccatoi industriali. I campionamenti sono stati distribuiti sul territorio per valutare:
1) il probabile rischio di inquinamento ambientale da industrie tessili e meccano-tessili e strade a forte traffico automobilistico,
2) il grado di inquinamento da IPA nelle aziende che utilizzano essiccatoi con bruciatore a gasolio.
3) Il grado di inquinamento delle materie prime da micotossine quali fumonisine e aflatossine B1. Il ciclo produttivo delle materie prime è stato analizzato in tutte le sue fasi, quindi schematizzato in un diagramma di flusso (Fig. 1 )



Stabiliti i punti critici, ogni partita di granella è stata campionata prima e dopo l’essiccazione. Il campionamento è stato eseguito rispettando il più possibile la significatività e l’omogeneità della partita stessa.
Il raccolto del mais, in Provincia di Biella, avviene generalmente nel periodo compreso tra la fine di ottobre e l’inizio di novembre. Secondo l’andamento climatico stagionale e il periodo di raccolta, l’umidità del prodotto può variare dal 22% al 24%.
Nelle piccole aziende zootecniche che effettuano in proprio l’essiccazione del mais e della soia da destinare a consumo animale, dopo una grossolana pulitura preliminare il mais è essiccato con essiccatori a letto fisso. Ciò significa che in questi apparecchi la granella è depositata su griglie fisse attraverso le quali viene fatto passare un flusso continuo di aria calda ottenuto con dei bruciatori a gasolio. Il tempo medio necessario per un essiccatoio che tratta 110 q di prodotto per ciclo (umidità del 23% e temperatura dell’aria di 70°-75°C) è di circa 12 ore. Al termine di ciascun ciclo produttivo, ossia quanto la granella raggiunge un’umidità media del 13%, i cereali sono subito raffreddati e successivamente stoccati in silos.
Negli impianti industriali, invece, il mais è portato in locali di stoccaggio dove permane per un massimo di 12 ore; successivamente è sottoposto a pulitura mediante l’uso di calamite e setacci per eliminare eventuali residui di ferro, tutoli o materiale terroso. In questi stabilimenti l’essiccazione avviene “in flusso continuo” vale a dire per caduta della granella controcorrente rispetto a un flusso di aria calda a 100°-110°C per 4 ore circa, fino al raggiungimento di un’umidità media del 13%. In questi impianti l’aria calda è ottenuta dalla combustione di gas metano. Il mais essiccato è quindi sottoposto a un’ulteriore pulitura tramite ventilazione per eliminare le impurità di minori dimensioni e il pulviscolo, e quindi stoccato in silos o magazzini.
Il campionamento è stato eseguito secondo le norme di legge vigenti.

Residui di IPA
Per la determinazione degli IPA 5 g di campione liofilizzati sono stati sottoposti ad estrazione - previa saponificazione - con n-Esano e portati a secco con evaporatore rotante in corrente d’azoto.
Per la purificazione sono state utilizzate colonnine di silice e l’estratto è stato eluito con una miscela di esano/etere 9/1, poi portato a secco in corrente d’azoto e ripreso con 0,2 ml di iso-ottano.
La determinazione è stata effettuata tramite gas cromatografia-spettrometria di massa (GC-MS).

Residui di Metalli pesanti
I campioni di mangime pervenuti in laboratorio sono stati opportunamente sminuzzati e omogenati.
Dal prodotto ottenuto sono stati prelevati 0,7 g per la ricerca di cadmio e piombo: tutte le analisi sono state eseguite in doppio. La determinazione analitica di questi due elementi è stata condotta mediante spettrofotometria ad assorbimento atomico, con atomizzazione elettrotermica e correzione del fondo con effetto Zeeman, utilizzando il metodo delle aggiunte standard per ogni campione. I limiti di quantificazione (LOQ) del metodo di prova sono 0,01mg/kg (ppm) per il cadmio e 0,04 mg/kg per il piombo.
Si è valutata inoltre l’umidità dei campioni tramite bilancia umidimetrica, onde esprimere il risultato finale al tasso del 12% di umidità, come previsto dalle norme vigenti.

Residui di Fumonisine ed Aflatossine
Sono stati utilizzati due kit immunoenzimatici della ditta Tecna, “FN360, Kit per Fumonisine, quantitativo, ELISA, 96 det.” (con un campo di applicazione di 0,42 µg/g - 20 µg/g) per la determinazione quantitativa delle fumonisine nei cereali e “I’Screen AFLA, ELISA, 96 det.” per la determinazione quantitativa delle aflatossine B1, B2, G1 e G2.


Risultati

La Tabella 1 (clicca qui per aprire su nuova finestra) riporta i risultati relativi alla presenza di piombo e cadmio nelle matrici analizzate.
Il decreto 10 gennaio 2007 del Ministero della Salute (in recepimento della Dir. 2005/87/CE) fissa i tenori massimi consentiti per Pb e Cd in materie prime per mangimi rispettivamente a 10 mg/kg (ppm) e 1 mg/kg (ppm) di mangime al tasso di umidità 12%. Nessuno dei mangimi analizzati ha superato questi limiti.
I dati relativi alla presenza di fumonisine ed aflatossine sono esposti nella Tabella 2. (clicca qui per aprire su nuova finestra)
La Raccomandazione del 17 agosto 2006 (2006/576/ CE), che sarà in vigore dal 1° ottobre 2007, fissa i valori di riferimento per le fumonisine a 60 mg/kg (ppm) per il granturco e derivati: nessun campione ha superato questo limite.
Per le aflatossine, il limite massimo di aflatossina B1 nei mangimi semplici, stabilito dalla Direttiva 2003/100/CE della Commissione del 31 ottobre 2003 che modifica l’allegato I della Direttiva 2002/32/CE del Parlamento europeo e del Consiglio (recepita con il Decreto legislativo del 10 maggio 2004 n. 149) è di 0,02 mg/kg (ppm) di mangime al tasso di umidità 12%: Anche in questo caso non ci sono campioni al disopra del limite di legge consentito.
Per quanto riguarda le concentrazioni dei IPA (Tabella 3 /clicca qui per aprire su nuova finestra) i valori riscontrati rientrano nelle medie rilevate in questa tipologia di prodotti; del resto la legislazione vigente a tutt’oggi non prevede limiti per le materie prime impiegate nella formulazione dei mangimi.
È però opportuno segnalare che in 10 campioni di mais sui 19 analizzati si sono riscontrati livelli di fenantrene piuttosto elevati: tutti i campioni con i livelli elevati di fenantrene provenivano da essiccatoi con bruciatori alimentati a nafta.

Discussione e Conclusioni

Nel complesso, i dati emersi dalla nostra indagine sono piuttosto rassicuranti. Infatti, la mancata rilevazione di residui apprezzabili di micotossine, aflatossine e fumonisine, indica il rispetto delle norme di prevenzione (controllo umidità e temperature) nelle aziende esaminate. Tuttavia, per quanto riguarda le fumonisine, alla luce dei risultati ottenuti sarebbe auspicabile che i produttori ponessero maggiore attenzione al grado di contaminazione già in fase di raccolta, destinando le partite inquinate (> 5 ppm) alle specie meno sensibili (ruminanti).
Per la soia, per la quale non è stato indicato un limite massimo di contaminazione, nei pochi campioni esaminati, sono state riscontrate concentrazioni di residui inferiori alla soglia di rilevabilità e pertanto non si ritiene che la contaminazione di questa matrice costituisca un pericolo concreto per l’alimentazione animale. I bassi livelli di cadmio e piombo, tutti al di sotto del limite di rivelabilità della metodica strumentale, portano a concludere che nel territorio della Provincia di Biella non sia presente un inquinamento riferibile alla presenza di metalli pesanti.
Tra gli IPA analizzati, i livelli di concentrazione più elevati con un massimo di 11,6 ppb, sono stati riscontati per il fenantrene che è classificato dallo IARC come un cancerogeno di cat. A3 (cancerogeno riconosciuto per gli animali, ma non dimostrato tale per l’uomo) (IARC 2004).
Questa nostra indagine sottolinea quanto sia importante implementare questi sistemi di monitoraggio da parte dell’autorità competente (Servizi Veterinari). Gli operatori del settore dei mangimi e i produttori primari, da parte loro, devono assicurare in tutte le fasi della produzione il rispetto della legislazione vigente (Reg. CE 183/2005) e i dettami dei manuali delle corrette prassi di produzione, con relativa valutazione dei rischi chimici, fisici e microbiologici, al fine di garantire la tutela degli animali e dei consumatori di alimenti di origine animale.
Sarebbe necessario estendere il monitoraggio a un numero più elevato di campioni comprendendo un territorio più esteso, per avere risultati statisticamente ancora più significativi.



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