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Élevage

Les Mycotoxines : une question de santé publique

Date de publication : 20/11/2023 Temps de lecture : 6 minutes

Les mycotoxines, des toxines produites par certains champignons comme le Fusarium, peuvent contaminer diverses denrées alimentaires, notamment les céréales et les fruits secs. Ces substances naturelles, présentes dans notre alimentation, peuvent avoir de graves conséquences sur la santé, y compris le risque de cancer. Nous allons décortiquer leur mode d'action et comprendre l'ampleur du risque qu'elles représentent pour la santé humaine et animale.

Mycotoxines : Présentation générale

L’identification du risque mycotoxines apparaît dans les années 1960 suite à la présence de toxines révélées dans des produits végétaux (céréales, café, cacao, fruits…) et animaux (lait, abats…).

Les conséquences pour l’homme peuvent se traduire par un affaiblissement du système immunitaire, des cancers hépatiques, rénaux ou digestifs, ou bien encore de la neurotoxicité.

Du côté des animaux, on observera davantage une diminution de la productivité, une baisse de l’ingestion, une augmentation du nombre de cellules somatiques, jusqu’à la mort de l’animal.

Mais une mycotoxine, c’est quoi exactement? Les mycotoxines sont des métabolites secondaires (ou substances toxiques) invisibles et produits par de minuscules champignons du groupe Fusarium suite à un stress. Elles sont l’arme de défense des champignons.

Les mycotoxines peuvent appartenir à trois familles distinctes : les Trichotécènes (DON, T2, HT2), la Zéaralénone et les Fumonisines. Elles se développent sur les plantes, particulièrement en cas de période chaude et humide lors de la floraison ou lors du stockage des grains, avant leur transformation.

Les mycotoxines entraînent des pertes de rendement et altèrent la qualité physique des grains. Elles sont résistantes à la cuisson et même à la stérilisation. Elles peuvent donc se retrouver dans toute la chaine alimentaire. Or, non seulement elles altèrent la qualité des aliments mais, elles peuvent surtout être néfastes pour la santé.

Les mycotoxines ont la particularité d’être invisibles, inodores, et n’ont aucun goût! Seule une analyse en laboratoire décèle leur présence. De plus, la détection de la fusariose au champ ne signifie pas pour autant qu’il y a fabrication de mycotoxines. Et inversement ! Le champignon peut être invisible et les toxines présentes.

Les différents types de mycotoxine

Il existe des centaines de mycotoxines différentes réparties en deux grandes familles :

  • Les mycotoxines de champs comme les Fumonisines, la Zéaralénone, ou bien encore les Trichotécènes: Elles se développent lors de stress thermique (gros écart de température), de stress hydrique (alternance de période de sécheresses et d’inondations), de stress chimique (dû à un mauvais traitement antifongique), ou encore de stress mécanique (comme une attaque d’insectes).

  • Les mycotoxines de stockage comme par exemple les Aflatoxines et les Ochratoxines qui peuvent être liées à un mauvais tassement de l’ensilage, à un produit trop sec ou encore un chantier trop rapide. Les mycotoxines de stockage peuvent également être liées aux conditions de récoltes, à la qualité du stockage et à la propreté des lieux.

types de mycotoxines

On recense donc plus de 500 mycotoxines. Elles sont résistantes à la température, au stockage, et sont chimiquement très stables. Certaines mycotoxines moins toxiques peuvent produire des métabolites secondaires qui sont plus toxiques que le métabolite d’origine. Les mycotoxines peuvent interagir entre elles, ce qui augmente considérablement leur toxicité.

Comme expliqué précédemment, les mycotoxines sont produites par des champignons, et plus particulièrement par 5 espèces de champignons :

Quelle que soit la famille de mycotoxines, il faut savoir que leur effet peut être augmenté en présence d’autres mycotoxines. On appelle ce phénomène d’interaction la synergie des mycotoxines. Par exemple :

  • Les effets de la DON sont augmentés en présence de Zéaralénone,
  • T-2 toxine augmente l’activité de DON,
  • Aflatoxine et T-2 toxine ont un effet synergique.

Les sources de mycotoxines dans l’alimentation

Présence de mycotoxines dans les céréales

Les céréales, éléments essentiels de notre alimentation, peuvent malheureusement être affectées par des mycotoxines, des substances toxiques créées par de minuscules champignons. Ces champignons peuvent proliférer aussi bien sur les grains de céréales dans les champs que pendant leur stockage. Les variations climatiques, en particulier les cycles de sécheresse et d'humidité, sont des conditions propices à la production de ces mycotoxines. Parmi la variété de ces composés nocifs, certains sont fréquemment observés dans les céréales :

  • Le déoxynivalénol (DON), se manifestant principalement dans le blé, le maïs, l'avoine, et d'autres céréales.
  • Les trichotécènes, générées principalement sur le champ par le champignon Fusarium lors de la floraison des céréales.
  • Les fumonisines, produites notamment par le Fusarium.

Ces mycotoxines résistent aux traitements classiques, ce qui accroît le risque de contamination de la chaîne alimentaire, mettant ainsi en péril la sécurité des produits alimentaires et des aliments pour animaux. Il devient donc essentiel de mettre en place des contrôles sanitaires stricts pour minimiser leur présence dans notre alimentation.

La patuline : une mycotoxine dans les pommes

La patuline, une mycotoxine engendrée par diverses moisissures, telles que Aspergillus, Penicillium, et Byssochlamys, est couramment détectée dans les pommes décomposées et les produits qui en dérivent, comme les jus de pomme, les compotes, et les fruits secs. Bien que la patuline ne soit pas la mycotoxine la plus puissante, elle exhibe un certain degré de génotoxicité, suggérant un potentiel effet mutagène, voire cancérogène.

Au sein de la pomme, la patuline se développe généralement durant le stockage des fruits, particulièrement lorsque les conditions favorisent la croissance de moisissures. Elle peut également contaminer le jus provenant de plusieurs centaines de fruits à partir d'une seule pomme altérée. Bien que cette mycotoxine soit présente dans d'autres fruits, c'est principalement dans la pomme qu'elle pose un problème de santé publique et économique.

Les régulations alimentaires encadrent la présence de patuline à 50 µg/kg dans les produits alimentaires. Pour minimiser les contaminations par la patuline, les producteurs de pommes adoptent des pratiques de gestion intégrée et durable des stocks.

L’aflatoxine : un danger caché dans l’alimentation animale

Les aflatoxines sont pratiquement indestructibles dans le traitement normal des aliments (ébullition, friture, grillage) et la souche qui contamine le lait n'est pas affectée par le traitement normal des produits laitiers (pasteurisation et traitement par ultra-chaleur).

Par conséquent, il est important de minimiser l'occurrence et la propagation de la contamination le long de la chaîne alimentaire. Le tri des produits de mauvaise qualité est une méthode importante, mais les produits triés doivent être complètement retirés de la chaîne alimentaire.

Cependant, pour réduire l'exposition aux aflatoxines des populations, en particulier les plus vulnérables, une autre approche très importante consiste à réduire la consommation fréquente d'aliments à haut risque, notamment le maïs et les arachides, et à diversifier l'alimentation des ménages. La diversification alimentaire a l'avantage de réduire à la fois l'exposition et la consommation, tout en améliorant directement la nutrition.

Les aflatoxines contaminent fréquemment une variété de denrées alimentaires, en particulier celles originaires des régions chaudes et humide :

  • Les céréales comme le maïs, le riz, le blé et le sorgho sont souvent touchées, notamment lorsqu'elles sont stockées dans des conditions inadéquates.
  • Les fruits secs comme les figues et les dattes peuvent aussi être affectés.
  • Les oléagineux, tels que les arachides, les noix et les amandes, sont également régulièrement contaminés.
  • Les épices et les huiles végétales crues ne sont pas épargnées.

Il est à noter que la contamination peut se produire avant et après la récolte. En outre, si un animal est nourri avec des aliments contaminés, les aflatoxines s'accumulent dans sa viande, présentant un risque pour la santé humaine lors de la consommation de cet animal

L'effet des aflatoxines sur les animaux d'élevage est donc un sujet de préoccupation pour les agriculteurs et les éleveurs. En effet, ces substances toxiques peuvent avoir un impact significatif sur la santé et les performances de leurs animaux. Par exemple, une exposition chronique peut conduire à une diminution de la croissance, une anémie ou même favoriser le développement de cancers. Cependant, la sensibilité aux aflatoxines varie d'un animal à l'autre :

  • Les porcs sont particulièrement sensibles. En cas d'exposition, ils peuvent présenter une diminution de l'appétit et une réduction de la croissance. Les truies en lactation sont particulièrement à risque et peuvent transmettre les aflatoxines à leurs porcelets par le lait.

  • Les bovins et les volailles semblent moins sensibles aux aflatoxines, bien qu'une contamination prolongée puisse provoquer des troubles hépatiques et des cancers.

Il est important de noter que les animaux aquatiques et les animaux de compagnie peuvent également être affectés par les aflatoxines. Cependant, les données sur leur sensibilité sont moins complètes.

La fumonisine et le blé : un exemple à ne pas négliger

Les aflatoxines font partie des mycotoxines les plus toxiques et sont produites par certaines moisissures (Aspergillus flavus et Aspergillus parasiticus) qui se développent sur le sol, la végétation en décomposition, le foin et les graines.

On retrouve ces toxines, sous forme d’aflatoxine, dans le lait des animaux nourris avec des aliments contaminés. À forte dose, les aflatoxines peuvent provoquer une intoxication aiguë pouvant mettre la vie de l’individu en danger, en général à cause des lésions hépatiques.

Les animaux sont exposés à l’aflatoxine en consommant des aliments contaminés par des souches fongiques productrices d’aflatoxines pendant la croissance, la récolte ou le stockage. Les symptômes de toxicité chez les animaux vont de la mort à des maladies chroniques, des troubles de la reproduction, une immunosuppression, ou encore une diminution de la production de lait et d’œufs.

On a également montré la génotoxicité des aflatoxines, ce qui signifie qu’elles peuvent abîmer l’ADN et provoquer des cancers chez l’animal. Certains faits montrent qu’elles peuvent causer des cancers hépatiques chez l’être humain également.

La détection de l’aflatoxine est importante pour garantir la sécurité des produits alimentaires et prévenir les risques potentiels pour la santé humaine et animale.

La méthode ELISA est largement utilisée pour la détection de l’aflatoxine dans les produits alimentaires. La méthode consiste à capturer l’aflatoxine à l’aide d’un anticorps spécifique, qui est ensuite détecté par une réaction enzymatique colorimétrique.

Comment éviter et se débarrasser des mycotoxines ?

Comment détecter les mycotoxines dans l’alimentation ?

Les mycotoxines ont la particularité d’être invisibles, inodores, et n’ont aucun goût;! On peut en trouver dans toutes les matières premières d’origine végétale, mais le seul moyen d’en être sur est de faire une analyse.

Les mycotoxines sont difficiles à identifier. Des symptômes subcliniques ou cliniques vont varier en fonction :

  • Du nombre et du type de mycotoxines,
  • Des interactions entre les mycotoxines (antagonistes, additives, ou synergétiques),
  • Des facteurs de stress (gestion de l’élevage, pathologies, etc …).

Les symptômes peuvent êtres nombreux, variés, et non spécifiques:

  • Baisse de l’ingestion donc perte de poids,
  • Dermatites,
  • Vomissements, diarrhées, hémorragies,
  • Baisse de la production laitière,
  • Troubles de la reproduction,
  • Augmentation du nombre de cellules somatiques.

Il est difficile d’échantillonner et d'analyser correctement les mycotoxines car leur distribution est très hétérogène dans la parcelle et/ou dans l'échantillon. Très souvent, les analyses ne révèlent pas de niveau de contamination mycotoxine par mycotoxine. Il est donc très important d'observer les animaux en plus des résultats des analyses. Egalement, c'est l'association de plusieurs mycotoxines qui peut apporter des problèmes (synergie).

Des analyses complètes et obligatoires peuvent être réalisées dans certains domaines, analysant la présence ou l’absence de plus de 150 mycotoxines. Ces analyses sont très coûteuses et difficiles à interpréter, mais essentielles pour la mise en place du bon traitement.

L’importance de l’analyse des mycotoxines

Des réglementations ont été mises en place dans plus de 100 pays. Elles définissent pour les toxines jugées préoccupantes, des valeurs seuils à ne pas dépasser dans les denrées alimentaires et les aliments pour animaux. Ces limites ont été établies avec des coefficients de sécurité garantissant que les produits n'ont pas d'impact sur la santé humaine et animale.

Dans l'Union européenne, la mise sur le marché et l'utilisation des grains et coproduits céréaliers n'est donc possible que si la présence de mycotoxines spécifiques est inférieure à des teneurs maximales. Ces teneurs peuvent faire l’objet d’une réévaluation afin de les adapter au risque, aux connaissances scientifiques et au niveau d’exposition des populations.

Les textes européens prévoient également la mise en place de plans de surveillance de certaines denrées. En France, la Direction générale de la concurrence, de la consommation et de la répression des fraudes (DGCCRF) mène régulièrement des contrôles à ce sujet.

Enfin, lorsqu'un lot est jugé non-conforme à la réglementation, il est interdit de le mélanger avec des lots conformes. De même, l'usage de procédés chimiques pour « décontaminer » des lots est interdit.

Comment éliminer les mycotoxines?

La meilleure façon d’éliminer les mycotoxinessera de les capter pour les désactiver, puis de les éliminer par le système digestif le passage dans les fécès. C’est ce qu’on appelle l’adsorption.

Il existe une très grande complexité entre les différentes mycotoxines, et certaines sont très difficiles à adsorber (comme la DON et la ZEA). Différents critères rentrent en compte:

  • La taille,
  • Le poids moléculaire,
  • La capacité d’échange ionique,
  • La polarité.

Et sans oublier bien entendu l’effet synergie!

Famille de mycotoxine Particularité taille
AFLATOXINES
OCHRATOXINES
Très petites
et polaire
0.7-0.8 nm
ZEARALENONE
FUMONISINE
Plus grosses
et moins polaires
1-1.5 nm
TRICHOTHECENES Très grosses
et faible polarité
1.5 nm

Afin de capter un large spectre de mycotoxines, il faut utiliser 2 types d’adsorbants :

  • Les adsorbants inorganiques comme les argiles ou le charbon :
  • mycotoxines adsorbants inorganiques
    Smectite, © OMNI Laboratories Inc

    Concernant les argiles, la Bentonite ou Montmorillonite ont une structure en feuillets qui leur alloue une grande capacité de rétention d’eau. La couche intermédiaire avec des cations hydratés permet une augmentation de leur capacité d’échange cationique, ce qui leur confère une forte affinité pour les molécules polaires.

    Les adsorbants inorganiques vont donc être principalement actifs sur les mycotoxines polaires comme l’Aflatoxine et l’Ochratoxine, (la Fumonisine et la Zéaralenone en moindre quantité).

    Mais qu’en est-il des mycotoxines peu polaires ? Car plus la polarité est faible, et plus les capteurs (ou fixateurs) sont inefficaces.

    mycotoxines capteurs
  • Les adsorbants organiques comme les parois de levures :
mycotoxines adsorbants organiques

Les parois de levures spécifiques vont apporter des protéines inactivées et des constituants biologiques afin de désactiver les mycotoxines non polaires et mixtes comme les Trichotécènes (= DON et T-2). La Fumonisine et la Zéaralénone sont considérées mixtes.

Une fois les mycotoxines désactivées, les enzymes (produites pendant la fermentation des parois) vont modifier leur forme chimique à l’aide de deux réactions : Une réaction spécifique Et une réaction irréversible.

representation chimique 1 adsorbants organique
representation chimique 2 adsorbants organiques

Les produits de la réaction ne sont pas toxiques (contrairement à la détoxification naturelle dans le rumen).

Notre proposition de produits

Les dangers des mycotoxines pour la santé humaine

Les symptômes associés à l’ingestion de mycotoxines

La présence de mycotoxines dans les grains destinés à l’alimentation animale est problématique. Si les bovins et les volailles sont peu sensibles aux mycotoxines, les porcs le sont beaucoup plus. La présence de mycotoxines sur les céréales qu’ils ingèrent dégrade leur appétit et fait baisser leur croissance. Il est prouvé que les mycotoxines perturbent la reproduction des truies et provoquent une baisse de l’appétit des porcelets. Des malformations à la naissance sont également observées.

Le Déoxynivalénol ou DON est le Trichotécène le plus fréquent, voire la toxine la plus répandue dans le monde. Les porcs sont très sensibles à cette mycotoxine. Elle cause des vomissements ou bien encore une perte de l’appétit. Raisons pour lesquelles la teneur maximale en DON recommandée par l’Union Européenne pour les porcs est de 900 ppb.

L’effet des mycotoxines sur l’homme

À certains taux, les mycotoxines peuvent être néfastes pour la santé humaine. Elles possèdent une toxicité aigüe variable avec des effets à long terme comme l’induction de cancer, des modifications de l’ADN ou des effets néfastes sur le fœtus. Leurs impacts à forte dose sont très délétères sur différents organes vitaux (foie, reins, système nerveux ou immunitaire...).

effet mycotoxines sur l'homme
Toxicité aiguë variable, effets à long terme : mutagènes, tératogènes, cancérigènes (source : Bayer)

L’effet du changement climatique sur les mycotoxines

Le climat terrestre global connait des changements résultant de la hausse des émissions de gaz à effet de serre de nature anthropogénique. Le climat étant le facteur agro-écosystémique ayant le plus d’influence sur le cycle de vie des champignons (connaissant leur capacité à coloniser les champs et produire des toxines), un changement de leur répartition géographique et des profils de contamination en mycotoxines est attendu

effet du changement climatique mycotoxines

Le changement climatique, en modifiant les conditions environnementales, a un impact direct sur la mycotoxinogénèse. Les variations de température, d'humidité, de précipitations et de concentration de dioxyde de carbone peuvent favoriser le développement des moisissures, notamment sur les céréales, et par conséquent, augmenter la production de mycotoxines.

En particulier, la montée des températures et les changements dans les schémas de précipitation peuvent induire une augmentation du risque de contamination par les mycotoxines dans les cultures alimentaires. Les augmentations de la concentration de CO2 dans l'air peuvent également favoriser la production de mycotoxines.

Les régions chaudes et humides sont particulièrement propices à la présence de certaines espèces de champignons producteurs de mycotoxines, comme Aspergillus, qui produit des aflatoxines. Le changement climatique pourrait donc accroître la présence d'aflatoxines dans les aliments en Europe.

Ces facteurs climatiques, couplés à d'autres facteurs environnementaux comme la présence d'organismes nuisibles ou la disponibilité des nutriments, peuvent avoir une influence déterminante sur la production de mycotoxines.

Références : Zingales et al., 2022. Climate Change and Effects on Molds and Mycotoxins. Toxins, 14, 445.

Ce qu'il faut retenir :

  • Il n’y a pas de mycotoxine sans champignon;
  • Une mycotoxine peut être produite par plusieurs champignons;
  • Un champignon peut produire plusieurs mycotoxines;
  • La présence de champignons producteurs de mycotoxines sur une denrée alimentaire ne signifie pas non plus qu’une mycotoxine est produite;
  • Une denrée peut contenir une mycotoxine alors que le champignon n’est plus présent.