L’applicabilità del trattamento proposto è supportata anche dalla conservazione delle qualità nutrizionali del latte in termini di quantità di proteine, grassi e lattosio presenti dopo le procedure di adsorbimento.
DETOSSIFICAZIONE DI LATTE VACCINO MEDIANTE PROCESSI DI INTERAZIONE TRA AFLATOSSINA M1 E MATRICI MINERALI ARGILLOSE
I recenti scandali emersi agli occhi dell’opinione pubblica e legati al consumo di alimenti contaminati da agenti microbici o chimici tossici responsabili di patologie più o meno gravi a carico dell’uomo, hanno determinato una profonda revisione ed il conseguente cambiamento della legislazione nazionale ed europea in materia di sicurezza alimentare al fine di produrre e immettere sul mercato alimenti sicuri in grado di garantire la salute del consumatore.
Il latte e i prodotti lattiero-caseari sono alimenti oggetto di grande discussione nell’ambiente sanitario, in quanto ritenuti vettori involontari di alcune patologie sia acute che croniche. La contaminazione di questi prodotti è una di quelle circostanze che inducono forte preoccupazione nell’opinione pubblica, tanto che l’Unione Europea ha emanato numerose direttive in materia. Tra i contaminanti vi sono le micotossine, sostanze tossiche prodotte da muffe presenti negli alimenti umani e animali. L'aflatossina B1 ne è un esempio, molto tossica anche in piccole quantità, ma non presente nel latte. L'aflatossina M1 è, invece, presente nel latte e nei suoi derivati.
Le aflatossine sono sostanze piuttosto stabili; infatti l'aflatossina B1, presente nell'alimentazione animale, non viene eliminata durante la digestione, ma metabolizzata in aflatossina M1. Per questo motivo, l'aflatossina M1 è presente negli alimenti di origine animale, quali il latte e tutti i suoi derivati (per esempio yogurt e formaggi) nei quali può risultare anche molto più concentrata rispetto al latte di partenza. L'aflatossina M1 è tossica e cancerogena e risulta stabile durante la pastorizzazione o altri trattamenti termici a cui può essere sottoposto il latte. E' evidente che la fascia di popolazione in allattamento risulta pericolosamente esposta al rischio.
Sono state studiate numerose strategie per debellare o inattivare le aflatossine dagli alimenti. Fra i sistemi sperimentati per limitare il problema c'è l'assunzione di sostanze chemiopreventive, l'irradiazione-gamma, l'inattivazione termica, la separazione fisica, la degradazione microbiologica, vari trattamenti chimici e l'assorbimento su substrati solidi che blocchino le aflatossine rendendole non biodisponibili.
Ciascuno di questi approcci presenta un bilancio di vantaggi e controindicazioni che spesso è difficile da ottimizzare, ma l'assorbimento di aflatossine da parte di opportuni minerali silicatici sembra avere le maggiori possibilità di successo, anche rispetto ad altri assorbitori solidi di tipo organico, come carboni attivi e resine.
La possibilità che le aflatossine si leghino in modo sufficientemente stabile a minerali silicatici è stata indagata per la prima volta negli anni '70, dando l'avvio a numerosi studi in vitro e in vivo che hanno confrontato materiali diversi, al fine di individuare quelli più adatti, che risultano essere le smectiti.
La maggior parte di questi studi ha riguardato minerali dispersi in mezzi acquosi, da utilizzare nell'alimentazione animale; in pratica è stata indagata la situazione che si verifica nel tratto gastro-intestinale dei bovini, attraverso simulazioni di laboratorio o per somministrazione in vivo.
Il gruppo di ricerca del Laboratorio di Geologia Medica e Ambientale dell’IMAA ha invece studiato un aspetto assolutamente sottovalutato nella letteratura scientifica, cioè il trattamento del latte, verificando il potere assorbente di vari tipi di argille commerciali. Per rendere i risultati sperimentali trasferibili ad uso pratico, si sono utilizzate argille con ampia disponibilità sul mercato, e procedendo con interazioni latte/argilla relativamente semplici e riproducibili.
Un test preliminare è stato eseguito per confrontare il diverso modo di assorbire l’aflatossina di due argille, caolino e bentonite, aventi capacità di scambio cationico molto diverso. Il latte utilizzato nella sperimentazione è stato di tipo bovino e fornito da un'azienda della provincia di Potenza; il suo impiego è stato condotto sia tal quale sia con aggiunta di opportune e accurate quantità di aflatossina M1. Sono state, quindi, preparate sospensioni latte/argilla a diversi rapporti in peso dei due componenti. Il contatto fra argilla e latte è stato sempre di 24 ore e a temperatura di 20°C, successivamente separati mediante sedimentazione. Sono stati valutati anche gli effetti delle argille sulle proprietà nutrizionali del latte, analizzando, in particolare, le concentrazioni di grassi, proteine, lattosio prima e dopo i trattamenti. Il contenuto di aflatossina è stato determinato con la metodica ELISA [Enzyme Linked ImmunoSorbent Assays] mentre la determinazione dei principali costituenti (grasso, proteine e lattosio) tramite MilkoScan.
I risultati hanno evidenziato una maggiore efficienza della bentonite rispetto al caolino nel rimuovere l'aflatossina M1 dal latte, risultato in linea con le attese, considerando le diverse composizioni mineralogiche delle due argille. Eccezioni hanno riguardato i campioni di latte con le più basse concentrazioni di contaminante, in cui non si sono rilevate significative differenze fra le due argille. Inoltre, i sistemi a minor rapporto latte/argilla hanno confermato una maggiore efficienza di adsorbimento.
In ogni caso, entrambi i campioni utilizzati si sono dimostrati efficaci nel ridurre la concentrazione della micotossina al di sotto del limite massimo di legge (50 ng/L per gli adulti e 25 ng/L per lattanti) a partire da una contaminazione fino a 80 ng/L.
L'importanza di questi risultati è stata confermata dalle quantità di proteine, grassi e lattosio nei campioni di latte dopo le procedure di adsorbimento: le quantità di questi nutrienti organici non sono diminuite in modo significativo rispetto ai campioni iniziali nella maggior parte dei sistemi studiati, e le proprietà nutrizionali di tutti i campioni di latte sono state mantenute pressoché inalterate utilizzando modeste quantità di argilla rispetto al latte. Solamente i sistemi con il minimo rapporto latte/argilla hanno evidenziato sensibili diminuzioni nel contenuto di proteine.
Figura 1: Concentrazione di AFM1 assorbita da diversi tipi di Bentonite e Caolino, in relazione al contenuto nel latte. Suffissi: A, B e C si riferiscono a 1, 2, e 4 g di argilla, rispettivamente, aggiunti a 40 ml di latte. Concentrazione di AFM1 nel latte: a) 12.0 ng/L, b) 43.7 ng/L, c) 56.8 ng/L e d) 77.8 ng/L.
Considerata la maggiore efficienza della bentonite, si è continuato lo studio approfondendo l'interazione fra latte e diversi tipi di bentonite. In particolare, si è proceduto a selezionare sei bentoniti con diverse caratteristiche chimiche e mineralogiche. I risultati hanno mostrato che il contaminante è stato rimosso dal latte da un minimo del 70% a un massimo del 100%; in particolare, la bentonite più efficiente si è dimostrata quella contenente saponite (smectite triottaedrica), lasciando un residuo di argilla nel latte di solo lo 0.4%. Le analisi di grassi, proteine e lattosio non hanno evidenziato variazioni significative rispetto ai valori iniziali, in tutti i sei sistemi studiati.
Lo studio è stato ulteriormente approfondito impiegando le due bentoniti più efficienti per ottenere isoterme di adsorbimento dell'aflatossina M1 in soluzione acquosa. La bentonite ricca in saponite ha confermato la sua maggior efficienza già rilevata con la sperimentazione effettuata con il latte, evidenziando una capacità massima di adsorbimento pari a 0.079 mol/Kg. La presenza di micotossine negli alimenti è un problema emergente in tutto il mondo e tutti i possibili strumenti per raggiungere la sicurezza alimentare dovrebbero essere promossi e sviluppati. L'adsorbimento di contaminanti tramite materiali quali le argille presenta diversi vantaggi, come la facilità di utilizzo, una separazione che non comporta trasformazioni chimiche o biochimiche della tossina, l'efficienza nell'ottenere prodotti salubri per il consumo da parte dell'uomo.
Il prosieguo dell’attività di ricerca verterà sulla sperimentazione a grande scala del processo di detossificazione del latte per una industrializzazione del processo.
Lo studio è stato eseguito in collaborazione con l’istituto Zooprofilattico sperimentale della Puglia e della Basilicata ed è stato oggetto di una tesi di laurea Specialistica in Tecnologie Applicate alla Diagnostica di Laboratorio Biomedico presso l’Università degli Studi di Urbino.
I risultati scientifici sono dettagliati nel seguente articolo:
Carraro A., De Giacomo A., Giannossi M.L., Medici L., Muscarella M., Palazzo L., Quaranta V., Summa V., Tateo F. (2014). Clay minerals as adsorbents of aflatoxin M1 from contaminated milk and effects on milk quality. Applied Clay Science 88-89: 92-99.
Per informazioni:
Maria Luigia Giannossi, CNR-IMAA,Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
Luca Medici, CNR-IMAA,Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
