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ENEA: biosensori innovativi per l'identificazione di micotossine in derrate alimentari

Nel contesto agroalimentare globale, in questi ultimi anni, oltre alla quantità di alimenti necessaria per sfamare la popolazione, sono sempre più presi in considerazione concetti chiave quali sicurezza alimentare, qualità, tracciabilità, rintracciabilità e filiera. Alcune derrate alimentari di origine vegetale possono contenere tossine prodotte da funghi e sviluppate in campo o durante la conservazione. Tali tossine possono avere azione cancerogena, teratogena e mutagena verso l’uomo e gli animali. L’Unione Europea e l'Italia hanno adottato una politica di pronto intervento e attuato provvedimenti con lo scopo di disciplinare questo fenomeno; sono stati fissati limiti massimi alla contaminazione da micotossine sia negli alimenti che nei mangimi animali. Per l’uomo si sono rivelate cancerogene le aflatossine, prodotte dal genere fungino Aspergillus che nel nostro paese colpisce in particolar modo il mais, mentre in altri paesi colpisce arachidi, noci, nocciole, mandorle e pistacchi. La lotta a queste tossine si sviluppa lungo tutta la filiera produttiva, poiché la loro produzione può avvenire in qualunque momento, dal campo allo stoccaggio. La combinazione di buone pratiche agricole, controllo biologico, sviluppo di particolari cultivar resistenti e controllo lungo tutti i vari processi produttivi può prevenire la formazione di queste tossine.
Il controllo sulle derrate è quindi di fondamentale importanza.
Tra i metodi più usati per il controllo sono in evidenza gli immunochimici, quelli cromatografici e i biosensori.
ENEA studia da parecchi anni tecnologie che permettano rapidamente l’individuazione di questi contaminanti negli alimenti. È di questi giorni la pubblicazione relativa alla messa a punto di biosensori QCM (Quartz Crystal Microbalance), una sorta di "naso" biologico che individua la presenza di sostanze tossiche nei cibi. Viene contemplato l’uso di molecole di natura biologica, come anticorpi o enzimi che quando entrano in contatto con una determinata sostanza, per esempio una tossina, reagiscono, e subendo delle modificazioni che vengono “tradotte” in un impulso o segnale elettrico quantificabile. Si tratta di dispositivi di elevata sensibilità, alta selettività, bassi costi, che offrono la possibilità di essere rigenerati e che hanno molteplici potenzialità di applicazione.
Il biosensore messo a punto presso il Centro Ricerche ENEA Casaccia è particolarmente adatto all’identificazione dell’Aflatossina B1: si basa sulla tecnologia QCM, Quartz Crystal Microbalance (sensori gravimetrici a cristalli di quarzo) che utilizza simultaneamente aptameri e immunoglobuline. Questo biosensore è di piccole dimensioni e offre il vantaggio di potere essere trasportato per l’utilizzo sul campo. Le ricerche sono state condotte in collaborazione con l’Università Comenius di Bratislava e con l’Università degli Studi di Roma "Tor Vergata". I ricercatori che hanno messo a punto il dispositivo spiegano che esso utilizza gli aptameri, ovvero molecole di DNA costituite da brevi sequenze a singolo filamento, più stabili rispetto alle proteine generalmente usate per sviluppare biosensori.
Come detto in precedenza, l’individuazione rapida e sicura delle micotossine che contaminano alimenti destinati agli animali e all’uomo è di particolare importanza considerate le conseguenze che l’esposizione a tali tossine può avere sulla salute sia a livello acuto che cronico.

La UE si occupa di questo tema anche con la messa a punto di analisi e monitoraggi che coinvolgono tutti i paesi membri. Il 3 ottobre scorso EFSA (Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare) ha pubblicato i risultati di un monitoraggio effettuato su 26.613 campioni (mangimi e granaglie di uso finale indefinito), raccolti da 21 paesi europei tra il 2007 e il 2012. In quasi la metà di questi campioni è stato individuata la micotossina Deossinivalenolo (DON). Questa micotossina, prodotta da alcune specie di funghi Fusarium, determina stati patologici negli animali nutriti con mangimi contaminati, mentre nell’uomo diviene dannosa a livello acuto con malessere, vomito e diarrea; a livello cronico è considerata fattore sinergico per lo sviluppo del cancro epatico. Questo è solo un esempio, molte altre tossine prodotte da specie diverse di funghi compromettono la qualità e la sicurezza di alcuni prodotti agricoli tipici italiani.

La messa a punto di nuovi strumenti, come il biosensore prodotto dall’ENEA, permette un controllo rapido e sicuro garantendo così maggiore sicurezza negli alimenti destinati all’uomo e agli animali.

Per saperne di più:
www.enea.it/it/enea_informa/news/biosensori-innovativi

www.efsa.europa.eu/it/supporting/pub/406e.htm

Pubblicazione completa nell'allegato "Biosensori Enea" (pdf)

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