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Première Journée Nationale
« MYCOTOXINES ET SÉCURITÉ SANITAIRE DES PRODUITS ALIMENTAIRES »
15 Décembre 2012 IAV Hassan II, Rabat
www.msm.org.ma
Problématique générale des mycotoxines dans l’alimentation
Cas du Maroc
A. TANTAOUI ELARAKI & A. ZINEDINE
3
Mycotoxine?
4
De «mykes» (grec): champignon et «toxicum» (latin ): poison
Substances produites par les moisissures dans les denrées alimentaires et douées
d’une toxicité spécifique pour l’Homme et les animaux
5
Historique
6
Ergotisme
Symptômes: hallucinations, gangrènes des extrémités (arrêt de l'irrigation sanguine) suivies de mort.
Décrit depuis l’Antiquité 40.000 personnes tuées en Aquitaine (France) début
du XIème siècle. Derniers cas rapportés en 1926 et 1951 (ex. URSS)
7
8
9
Ergotisme: feu de la Saint Antoine ou Mal des Ardents
Agent causal
- XVIIème siècle: responsabilité reconnue du pain fait avec de la farine de seigle.
- Ce seigle était atteint par l'ergot de seigle dû
à un champignon: Claviceps purpurea
10
Claviceps purpurea sur blé
Claviceps purpurea sur seigle
ATA (Aleucie Toxique Alimentaire)
- Attaque de la moelle osseuse
- Nombreux décès en Europe de l’Est (ex. URSS, années 1930 et 1940), Europe centrale, Etats-Unis, Finlande et Chine.
- Mycotoxines responsables: trichothécènes,
produits par des Fusarium
12
Découverte des aflatoxines
- UK (1960): 100000 dindes et canards tués (période de Noël);
- « Turkey-X disease » (maladie X du dindon);- Farine d’arachide (Brésil): . spores d’Aspergillus flavus . substance toxique associée
13
Aflatoxine
Etonnement!
• A. flavus moisissure « banale »
• Les moisissures, en général, réputées sans danger pour la qualité hygiénique des produits alimentaires
• Certaines espèces utiles
14
Moisissures utiles (fromages)
15
Penicillium roqueforti
Roquefort etfromages bleus
Moisissures utiles (fromages) (suite)
16
Penicillium camemberti
Fromage à croûte moisie type Camembert
Maladies cryptogamiques et attaque de produits alimentaires
17
- aspects économiques (producteurs)- aspects organoleptiques (consommateur)
Penicillium italicum
Penicillium digitatum
Depuis 1960, évolution rapide
- Nombreuses espèces fongiques reconnues toxinogènes
- 300 à 400 mycotoxines découvertes
- Majorité sans intérêt alimentaire réel
- Certaines très préoccupantes
18
Quelques-unes des mycotoxines les plus préoccupantes
Groupes de mycotoxines Mycotoxines Conditions d’apparition
Aflatoxines (AF) AFB1, AFB2, AFG1, AFG2 Climats tropicaux et subtropicaux
Ochratoxines (OT) OTA, OTB, OTC, etc. Climats tempérésEn cours de stockage
Zéaralénone Zéaralénone Moisissures partout dans le monde
Trichothécènes Vomitoxine,NivalenolDéoxynivalénol
Fusarenone X T2 & HT2 toxines,
Diacétoxyscirpenol
Moisissures partout dans le monde
Fumonisines Fumonisines Climats tempérés et climats chauds
19
Les moisissures toxinogènes
20
Au niveau des genres
Les plus importants
Assez importants
À ne pas oublier
AspergillusPenicilliumFusarium
StachybotrysAlternaria
TrichotheciumClaviceps
21
Penicillium citrinum
Penicillium verrucosum
Stipe = conidiophore
Penicillium
Aspergillus
Têtes conidiennes d’Aspergillus
a: monsériée
b: bisériée
Aspergillus sp.
Aspergillus flavus
Aspergillus ochraceus
Fusarium
Macroconidies et microconidies de
FusariumFusarium verticilloides
Fusarium moniliforme
Espèces et souches
- Dans un genre, espèces toxinogènes et d’autres non (jusqu’à nouvel ordre)
- Une espèce peut produire plusieurs mycotoxines
- Une mycotoxine peut être produite par plusieurs espèces
- Variabilité entre souches d’une espèce
25
Nature chimique des mycotoxines
26
• Très variable
• Parfois plusieurs variantes chimiques formant un groupe de mycotoxines (exemples: les aflatoxines, les fumonisines, les trichothécènes, etc.)
27
28
Aflatoxines
29
Ochratoxines
Citrinine
Patuline
Zéaralénone
32
Trichothécènes
Fumonisines
Toxicité
34
• Toxicité avérée pour:
- Homme et animaux (mycotoxicoses: syndromes spécifiques)
- Végétaux- Microorganismes
35
Sur homme et animaux
36
Toxicité aiguëIngestion de fortes doses de toxines en un
temps court
Toxicité chroniqueIngestions répétées dans le temps de faibles
doses de toxine Effet cumulatif
Toxicité aiguë fréquente chez les animaux
• Exemples au Maroc:
- Années 80: 640 vaches laitières tuées (province de Nador) suite à l’ingestion de son de blé moisi
- 1991: 216 équidés tués dans le Gharb suite à l’ingestion de paille moisie
Stachybotryotoxicose sur équidés, Gharb (1991)
85113
18
Stachybotris atra
Toxicité aiguë rare chez l’Homme
• Cas historiques (ergotisme, ATA, etc.)
• 2004 (Kenya): - 126 cas de décès non expliqués - enquête épidémiologique du CDC d’Atlanta
(USA): aflatoxines dans le maïs et céréales (1000 ppb > 250 fois aux limites admissibles)
40
Mycotoxines
Encéphalomalacie
Fumonisine
Fusarium moniliforme
Cancer
Aflatoxines
Aspergillus flavus
Hémorragie poumon et cerveau
Patuline
Plusieurs espèces
Hémorragie du foie
Rubratoxine
Penicillium rubrum
Troubles intestinaux
Austidiol
Aspergillus ustus
Activité trémorgène
Penitrème
Penicillium crustosum
Nécrose hépatique
Stérigmatocystine
Aspergillus versicolor
Syndrome de la bave
Slaframine
Rhizoctonia leguminicola
Néphrotoxicité
Ochratoxine
P. verrucosum; A. ochraceus
Œstrogène
Zéaralénone
F. graminearum
Aperçu sur la diversité des syndromes mycotoxiques
Synergie d’action entre mycotoxines
- Mycotoxines produites par une même moisissure dans un produit
- Mycotoxines produites par différentes espèces fongiques contaminant un produit
41
Organes cibles des mycotoxines
Toxine Foie Rein Syst. Nerv.
Gland. endoc. Peau
Syst. Immu.
Aflatoxines * * * *
Ochratoxines * * * *
Trichotécènes * * *
Trémorgènes *
Acide cyclopiazonique
* * *
Zéaralénone * *
42
Conditions de toxinogenèse
43
Milieu (substrat);Paramètres de l’environnement (température,
stress hydrique, HR de l’air);Autres paramètres: - Lésions mécaniques (récolte); - Attaque par insectes;- Présence d’autres moisissures,
44
Effet du substrat
• Composition en nutriments (nature des sources de carbone et d’azote, des minéraux, etc.)
• Activité de l’eau (aw): valeur minimale exigée• pH• Présence de facteurs stimulants ou de
facteurs inhibiteurs de la toxinogenèse
45
Activité de l’eau (aw)
o Les moisissures s’adaptent souvent à des niveaux d’aw moyens (espèces mésophiles) ou faibles (espèces xérophiles)
o La plupart des moisissures toxinogènes des
céréales et légumineuses sont mésophiles ou xérotolérantes
46
Les moisissures de stockage (céréales) généralement xérotolérantes
47
20
18
16
14
12
10
0,7 0,8 0,9
Sorption
Désorption 1
Activité de l’eau
Teneur en
eau (%)
Bactéries
Levures osmophiles
Levures
Moisissures xérotolérantes
Moisssures hygrophiles
Isothermes de sorptiondu blé vers
20°C et zones
d’activitédes différentescatégories de
micro-organismes
48
20
18
16
14
12
10
0,7 0,8 0,9
Sorption
Désorption 1
Activité de l’eau
Teneur en
eau (%)
Levures osmophiles
Moisissures xérotolérantes
Une humidité de 16% (aw de 0,78 à 20-25°C) ne permet pas de stopper le développement des moisissures xérotolérantes
(Aspergillus glaucus) Une aw de 0,70 ralentit nettement la croissance, d’où une
conservation de plusieurs mois
Effets du substrat sur la toxinogenèse
Mycotoxines Moisissures Substrats
Aflatoxines A. flavus A. parasiticus
Favorables: céréales, figues, graines oléagineuses, fruits secs
Toxinogenèse faible: olive (facteurs inhibiteurs)
Ochratoxines
A. ochraceus
P. verrucosum
Légumineuses plus favorables que céréalesPeu sur olive
Céréales plus favorables que légumineuses
Fumonisines F. verticillioides F. proliferatum
Maïs plus favorable que blé et orge
49
50
Aspergillus flavus sur maïs
Effet des conditions de l’environnement
• Température
• Stress hydrique
• Humidité relative de l’air
51
Effet de la température
Espèce Croissance Toxinogenèse
minimum optimum Toxine minimum optimum
A. flavus & A. parasiticus
10 32-33 AFT 12 25-30
A. ochraceus 8 24-37 OTA 12 31
P. verrucosum 0 20 OTA 0 20
F. graminearum- 24-26
ZEA - 20
DON - 28
F. verticilloides & F. prolififeratum
4 30 FB1 10 15-30
52
Métabolisme des mycotoxines
53
- Transformations (métabolisations)
- Rejets : féces, urine, salive, lait, œufs (telles quelles ou transformées)
- Accumulation organes: foie, reins, etc. (telles quelles ou transformées)
54
Distribution d’une mycotoxine et de ses métabolites dans l’organisme
SangT+M
Œuf T+M
Rein T+M
Lait T+M
MuscleT+M
Autres Viscères
T+M Foie
T M
Aliment T Féces T Tube digestif T (destruction ?)
Urine T+MT: mycotoxineM: métabolite
Contamination des denrées d’origine animale
- Lait- Œufs
- Viandes - Abats
Métabolisation des mycotoxines (exemple: Aflatoxine)
• Chez la vache laitière, l‘AFB1 (tourteaux d'arachides ou de maïs) partiellement métabolisée dans le foie .
• L’AFM1 est excrétée dans le lait.
Foie Aflatoxine M1
Aflatoxine B2a
Aflatoxine R0
(Aflatoxicol)
Aflatoxine B1
58
Métabolisation de l’aflatoxine B1 (alimentation) en aflatoxine M1 (rejetée dans le lait)
Taux de rejet des mycotoxines dans le lait
Mycotoxine ingérée Formes rejetées Taux de rejet (% de la toxine ingérée)
Aflatoxine B1 Aflatoxine M1 1-3 (limites: 0,17-6,2)
Ochratoxine A (OTA) OTA & OTαOTA
0 (vache)0,026 (chèvre)
T2 Toxine T2-toxines + métabolites
0,2
Zéaralénone Zéaralénone 0,01
59
Rejet d’aflatoxines dans les différentes fractions de l’œuf (en g/g) après ingestion d’une dose unique (11,26 mg)
60
Fraction Temps après
ovulationTemps d’oviposition
10 h 14 h 24 h 48 h
Blanc 4,98 7,72 5,25 -
Jaune 5,10 6,42 6,43 7,31
membrane 3,23 8,87 8,26 12,47
Taux d’ochratoxine A détectés dans les œufs de poule ayant ingéré la toxine
Taux d’ochratoxine A dans l’alimentation (en ppb)
0,5 ppm 5,0 ppm
Niveau de contamination*
Jaune Blanc Jaune Blanc
4,7 + 2,7 3,7 + 2,5 5,7 + 2,0 1,9 + 0,3
* Moyenne de 6 poules
Devenir au cours des traitements technologiques
62
- Traitements thermiques (chaleur) - Froid (réfrigération et congélation)- Extraction- Fermentation- Raffinage des huiles brutes- Panification
63
Effets des traitements thermiques
Produit Mycotoxines Traitement Résultat
Arachides Aflatoxines 100°C Réduction 10%
Arachides Aflatoxines Grillage (sec ou à l’huile)
Réduction 50-70%
Moût de brasserie Déoxynivalenol(DON)
Ébullition, 90’ Résiste
Céréales Zéaralénone Cuisson Résiste
- DON et T2 toxine 120°C180°C
210°C, 30-40’
StablesStables Détruits
Céréales Ochratoxine A Autoclavage, 3h Réduction 83-87,5%
64
Stabilité thermique de l’aflatoxine M1
65
Barèmes de pasteurisation Taux de destruction (%)
62°C-30 min70°C-30 min71°C-40 sec72°C-45 sec74°C-30 min75°C-40 sec77°C-16 sec80°C-45 sec
0 à 350
28,9+11a; 6 à 13b
4540120
0 à 64
Total 0 à 64
a: lait artificiellement contaminé; b: lait naturellement contaminé.
Effet du froid (aflatoxine M1 dans le lait)
Température (°C)
Durée (jours)
Taux de réduction (%)
Réfrigération
0 4 40
0 6 80
5 1-3 11-25
Congélation
-18 60 0
-18 120 40
66
Extraction
Matiè. Pre. Opération Toxine Répartition (%)
Lait Écrémage AFM1 Lait écrémé 75-94,5
Crème 5,5-25
Caillé de fromagerie
Égouttage AFM1 Lactosérum 20-86
Cai. égoutté 14-80
Graines Oléagineuses
Trituration Aflatoxines Tourteau 85-99
Huile brute 1-15
Graines de tournesol
Trituration AOH AME AT Tourteau:3 présentes
Huile 0 à traces
Olives Trituration AFB1 OTA AME alternariol
Grignon majorité
HuileTrès peu
Céréales Mouture AFB1 OTA ZEA
T-2Résultats variables selon céréale,
toxine, mouture (sèche ou humide), etc.
67
Fermentation
Produit Fermentation Toxine Résultat
Lait Lactique (yaourt) AFM1AFB1
Sans effetRéduction
Lait Lactique (lben) AFM1 Disparition
Jus (pomme) Alcoolique Patuline Disparition
Bière Alcoolique DONOTA FB1
Sans effetForte stabilité
Pain
Alcoolique AFB1 35% réduction
Alcoolique DON 22% réduction
Levain tradition. AFB1/AFG1 79/92% réduction
68
Raffinage des huiles brutes
- Neutralisation à la soude: destruction des aflatoxines
- Décoloration: complète l’élimination
- Attention: résidus d’aflatoxines dans huiles raffinées!
69
Huiles de graines oléagineuses (arachide, tournesol, etc.),
sésame, germe de maïs, olive, etc.
Panification
L’ensemble du processus n’élimine pas totalement les mycotoxines:
- DON: réduction de 44% - AFB1: réduction de 87,7%- AFG1: réduction de 87,3%
70
+ Acide propionique (0,2%)
Fabrication de fromages
71
Taux de concentration*
Fromages
8,15,83,73,21,7
MozzarellaParmesan
Tilsit; CamembertFromage frais
Brick
Concentration de l’AFM1 dans le fromage par rapport à la teneur du lait de départ
* Teneur du fromage /teneur du lait de départ (g/kg en AFM1)
Moyens de lutte
72
- Détoxification- Adsorption- Prévention: au champ, stockage, transport,
etc.
73
Détoxification
• Physique (ex. flottation); • Chimique (ex. traitement à l’ammoniac);
• Biologique (bactéries, désactivation enzymatique).
74
Adsorption
• Substances adsorbantes (capteurs fixateurs): argiles, charbon actif, parois de microorganismes, etc.;
• Spectre limité, efficacité variable; • Coût supplémentaire
75
Prévention
• Précautions au champ (conduite de la culture, récolte);
• Conditions de transport et de stockage (humidité);
• Contrôle des denrées (alimentation humaine, aliments du bétail);
• Réglementation appropriée
76
Conclusion
77
• Mythe de l’aliment biologique• Mythe de l’aliment frais
• Aliment moisi peut être non toxique• Aliment n’ayant jamais été en contact avec
moisissure peut être toxique
• Rester très vigilent 78
détruits
Votre aflatoxine, je vous la sers avec du riz ou
avec des pâtes?
Qu’en est-il au Maroc?
80
• Intoxication de porcs par une alimentation moisie (Ninard et Hinterman, 1945)
• Données éparses et insuffisantes sur la contamination des aliments
• Manque d’études épidémiologiques
81
Alimentation animale
82
Produits Analysés AFB1 OTA Références
Aliments pour volailles 315 20 -200 ppb
(2000-5625)
- Kichou & Wasler. Vet Hum Toxicol. 1993 Apr;35(2):105-8.
Différents aliments pour volailles
70 1 0 Benkerroum & Tantaoui Elaraki, Revue Méd. Vét., 2001, 152, 335-42
Tourteau de SojaTourteau de tournesolAliments composés pour volailles
121853
145
---
Tantaoui Elaraki et al., Actes Inst. Agron. Vét., 2000, 20, 65-70
Aliments pour volailles 20 66 %(20 ppb)
- Zinedine et al. Int J Food Microbiol. 2007 Apr 1;115(1):124-7
Aliments pour volailles 70 - 30%(30 ppb)
Sifou et al. Congrès International . MICROBIOD 2. Marrakech. Oct 2012.
83- Non recherché
Alimentation animale
Alimentation humaine
Aflatoxine M1 dans le lait pasteurisé
86
7 % dépasse la LMR européenne
87
Poucentages de contamination
53 – 84 %
ArgentineBrésilCorée
EspagneIndeIranItalie
JaponKoweitLibye
Portugal Turquie
Aflatoxine M1 dans le lait
ESTIMATION DE LA PRISE JOURNALIÈRE (DI)
88
- Contamination moyenne: 0.0186 μg/l
- Consommation: 64 L/personne/an
- DI = 3.2 ng AFM1/personne /jour
Pays ou région DI (AFM1) ng/personne/jour
Europe 6.8
Amérique Latine 3.5
Orient 12
Moyen Orient 0.7
Afrique 0.1
Maroc 3.2
A. Zinedine et al. Intern J Food Microbiol, 114 (2007): 25-29.
Produits Analysés Contaminés Valeurs limites (ppb) Référ.
Arachides Arachides Amandes
NoixPistaches
Raisins secsRaisins secs
Figues sèches Prunes Dattes
476
2727244244383835
6131000010
25-120*820**18-30*
20*----
20*-
2122221222
Total 330 12 18-820
89
2- Tantaoui Elaraki et al., Actes Inst. Agron. Vét., 2000, 20, 65-70
1- Tantaoui Elaraki et al., Actes Inst. Agron. Vét., 1994, 14, 11-6
* μg/kg Aflatoxine B1
** μg/kg aflatoxines totales B1+B2+G1+G2
Aflatoxines dans les fruits secs
Produits AnalysésAflatoxine B1 Ochratoxine A
contaminés
Teneurs limites (μg/kg)
contaminés
Teneurs limites (μg/kg)
Olives noires façon Grèce
103 12 5-37 5 40-80
Huile d’olive vierge
60 0 - 3 40
90
Tantaoui Elaraki & Le Tutour, Oléagineux, 1985, 40, 451-4
Olives & huile d’olive
91
Aflatoxines dans les épices
Produits analysés Contaminés Taux
Blé Orge Maïs
Son de blé
1077550
54
001
0
--
18*
-
Total 286 2 2
Produits analysésContaminés
OTA ZEA
Blé Orge Maïs
Son de blé
87754314
03*00
0000
Total 219 3 0
92
Aflatoxine B1
Ochratoxine A & Zéaralénone
* 1,13 – 2,83 μg/kg
Tantaoui Elaraki et al., Actes Inst. Agron. Vét., 1994, 14, 11-6
* μg/kg
Céréales
93
Fumonisine B1, Ochratoxine A & Zéaralénone
95
96
- % de contamination: 48% (0.14 - 150 ng/g)
- 26 % échantillons LMR (Europe) (3ng/g)
- La présence d’OTA dans le pain est due à la contamination de la matière première (farine)
>
97
- Contamination moyenne : 13 ng/g
- Consommation quotidienne moyenne : 577 g
- Pour un adulte (60 kg): DI = 126 ng/kg pc
- 7 fois TDI (17.1 ng/kg bw) : EFSA (2006)
- 9 fois TDI (14 ng/kg bw) : Comité FAO/WHO (2001)
> >
- Exposition potentielle des marocains à l’OTA via la consommation de pain
- Cette exposition est probablement liée aux cas de néphropathies: Insuffisance Rénale Chronique (4000 nouveaux cas/an)
L’hypothèse reste à confirmer: études épidémiologiques: Etude Cas-Témoins
98
Déoxynivalénol = vomitoxine
99
100
Mycotoxines émergentes
Fusarioses
Pertes estimées (blé et orge) aux USA: 2900 millions Dollars / an
- Enniatins (ENs) : Espèces de Fusarium
- 35 molécules ENs ont été isolées dont : A, A1, B, B1
- Activité biologique: phytotoxique.
Enniatines (ENs)
Fusarium tricinctum
Fusarium avenaceum
- Certaines espèces de Fusarium et Beauveria bassiana.
- Induisent une fragmentation de l’ADN.
- Activité antibactérienne
Beauvéricine (BEA)
Fusarium proliferatum
Fusarium poae
105
- Structure terpénique : Fusarium
- Activité biologique contre Artemia salina
- Cytotoxique au lignes cellulaires des Lymphocytes B
- Tératogène
Fusaproliférine (FUS)
Fusarium subglutinans
106
Céréales
107
(mg/Kg)
Céréales
108
Dérivés de céréales
109
Riz
ENB > ENB1 > ENA1 > ENANorvège, Finlande:
Italie, USA: FUS & BEA > ENs
ENA1 > ENB1 > ENB > ENAMaroc, Espagne & Tunisie:
Influence des conditions climatiques ?
Législation marocaine ?
117
Quelques spécificités du Maroc
Trituration d’olives fortementmoisies dans les mâasras traditionnelles
120Photo M. Majdi
Distribution de pain moisi aux vaches laitières
121
Myco-toxines
Réglemen-tation
SSA
122
www.msm.org.ma
e-mail: msm.maroc@yahoo.fr
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