Aspergillus from grapes: ochratoxin A risk in relation to climate change and new strategies for reducing contamination
Creators: name: CERVINI, CARLA FRANCESCA
Publisher: name: Università di Foggia
Year: 2020
Subjects: subject: ochratoxin A; Aspergillus carbonarius; climate change; grapes; ecophysiology
subject: ochratoxin A
subject: Aspergillus carbonarius
subject: climate change
subject: grapes
subject: ecophysiology

description: L’ocratossina (OTA) è una delle più abbondanti micotossine contaminanti gli alimenti prodotta da specie fungine appartenenti ai generi Aspergillus e Penicillium. Il vino è considerato la seconda fonte di contaminazione da OTA dopo i cereali. OTA è una potente nefrotossina, classificata come possibile cancerogeno per l’uomo (Gruppo 2B). Aspergillus carbonarius, appartenente alla sezione Nigri, è considerato il maggiore responsabile della contaminazione da OTA nell’uva. A seconda dello stadio fenologico della pianta, della zona geografica, delle condizioni metereologiche, la contaminazione può variare da un anno all’altro. Infatti, la colonizzazione fungina e la produzione di micotossine negli ecosistemi agricoli è influenzata dalle condizioni climatiche. Sulla base delle informazioni esistenti relativamente al cambiamento climatico, si stima che le coltivazioni potrebbero essere soggette a variazioni climatiche caratterizzate dall’ aumento della concentrazione di CO2 (da 400 a 800-1200 ppm) e delle temperature (+2-5°C). Nello scenario di tali cambiamenti, la sicurezza alimentare potrebbe essere compromessa e le micotossine rappresentare un crescente pericolo per la salute umana. Gli effetti del cambiamento climatico (CC) sono già evidenti risultando, ad esempio, nell’ampliamento dell’area esposta al rischio di contaminazione da aflatossine nei paesi del sud Est Europeo. Inoltre, in stagioni favorenti la contaminazione di OTA il limite legislativo stabilito per la sua presenza in uva e prodotti da essa derivati (2 μg∙L-1) potrebbe essere superato. Al riguardo, sono state proposte numerose strategie per la decontaminazione del vino da OTA sebbene l’uso di adsorbenti, tra cui il carbone attivo associato ad una diminuzione dei parametri organolettici e nutritivi del prodotto finale, ad oggi sia l’unico sistema impiegato nell’industria alimentare. Una soluzione migliore, potenzialmente sicura ed ecosostenibile, potrebbe essere rappresentata dalla biodegradazione attraverso microorganismi ed enzimi. Tuttavia, questa strategia non è comunemente usata. Con il presente progetto di dottorato, abbiamo studiato l’effetto combinato di fattori del CC (ad es. l’aumento di temperatura, stress idrico e incremento della concentrazione di CO2) sull’ecofisiologia, l’espressione di geni correlati alla biosintesi di OTA e la produzione fenotipica della stessa in ceppi di A. carbonarius. Per lo svolgimento delle seguenti attività è stato utilizzato un sistema in vitro preparando un substrato a base di succo d’uva e simulando condizioni climatiche tipiche della regione Puglia, un’area particolarmente suscettibile al problema della contaminazione da OTA. Inoltre, la già nota capacità di A. carbonarius di degradare la tossina, è stata considerata come possibile strategia di riduzione di OTA. Lo scopo finale è stato quello di identificare e caratterizzare proteasi responsabili della degradazione dell’ocratossina in OTα, un suo derivato meno tossico. iv Gli interessanti risultati ottenuti evidenziano che il preannunciato aumento delle temperature sia diurne che notturne potrebbe non determinare un aumento del rischio ocratossigeno nell’areale del Sud della Puglia. D’altro canto, i risultati sperimentali in riferimento all’incremento della CO2, indicano un possibile aumento della contaminazione da OTA. Inoltre, a causa dei cambiamenti climatici molte specie fungine potrebbero risultare resilienti oppure trovare condizioni più idonee al loro sviluppo in zone diverse da quelle già note. Una rinnovata valutazione e definizione delle aree di rischio potrebbero risultare necessarie. La riduzione dei livelli di OTA e il concomitante aumento di OTα, hanno confermato la capacità di A. carbonarius di degradare OTA. Infatti, l’aumento dell’espressione di alcuni geni esaminati codificanti per proteasi, ha suggerito che queste potrebbero svolgere un ruolo chiave nella degradazione della micotossina. Un’aspartil proteasi (proteasi acida) è stata selezionata per ulteriori studi e per il suo possibile impiego come decontaminante di prodotti derivanti dall’uva.