Les mycotoxines dans l'alimentation: Évaluation et gestion du risque

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Fruit de la réflexion d'experts réunis au sein du CSHPF, cet ouvrage dresse le bilan des connaissances actuelles sur la contamination des aliments par diverses mycotoxines : aflatoxines , ochratoxine , patuline , zéaralénone , fumonisines. Pour chacune d'elles, il précise les risques encourus par l'homme et les animaux.
Les agents mycotoxicoses. Définition et origine des mycotoxines. Écotoxicogenèse. Métabolisation des mycotoxines. Effets biologiques et pathologiques. Nature du risque. Risques cancérogènes. Techniques analytiques pour la recherche des mycotoxines dans les aliments. Analyse des biomarqueurs d'exposition. Évaluation du risque. Les aflatoxines. L'ochratoxine A. La patuline. Les fumonisines. La zéaralénone. Mycotoxines et produits laitiers. Estimation des niveaux théoriques d'ingestion d'aflatoxines et d'ochratoxine. Gestion du risque. Procédés pour réduire la présence des mycotoxines dans les denrées alimentaires. Réglementation mondiale. Réglementation européenne. Conclusions et recommandations.
Publié le : mercredi 5 février 2014
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EAN13 : 9782743017309
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CONSEIL SUPERIEUR
D'HYGIÈNE PUBLIQUE DE FRANCE
Section de l'Alimentation et de la Nutrition
Les mycotoxines
dans l'alimentation :
évaluation et gestion du risque
Editions
TEC
& oocl
MINISTÈRE DE L'EMPLOI
ET DE LA SOLIDARITÉ
Dirtctinn Générait 1/1 /./ Stt»11 Conseil supérieur d'hygiène
publique de France
Section de l'alimentation et de la nutrition
Les mycotoxines
dans l'alimentation
Evaluation et gestion du risque
Coordonnatrice
A. PFOHL-LESZKOWICZ
B25B2J
ua
& LONDRES DOC NEW YORK
PARIS
11, rue Lavoisier
F 75384 Paris Cedex 08 Chez le même éditeur
Rapports du CSHPF
Section de l'alimentation et de la nutrition
• Les limites de sécurité dans les consommations alimentaires des vitamines et
des minéraux, 1996.
• Plomb, cadmium et mercure dans l'alimentation : évaluation et gestion du
risque, 1996.
Section des milieux de vie
(ex Section de l'évaluation des risques de l'environnement sur la santé)
• L'ozone, indicateur majeur de la pollution photochimique en France : évalua­
tion et gestion du risque sur la santé, 1996.
• Pollution atmosphérique à l'intérieur des bâtiments : sources, expositions et
risques sanitaires, 1996.
• L'amalgame dentaire et ses alternatives : évaluation et gestion du risque, 1998.
Section des eaux
• Risques sanitaires liés aux boues d'épuration des eaux usées urbaines, 1998.
DANGER
LE
PHOTOCOPILLAGE
TUE LE LrVRE
© TECHNIQUE & DOCUMENTATION, 1999
ISBN : 2-7430-0293-X
Toute reproduction ou représentation intégrale ou partielle, par quelque procédé que ce soit, des pages publiées dans le
présent ouvrage, faite sans autorisation de l'éditeur ou du Centre Français d'Exploitation du droit de copie (20, rue des
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ductions strictement réservées à l'usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective, et, d'autre part, les
analyses et courtes citations justifiées par le caractère scientifique ou d'information de l'œuvre dans laquelle elles sont
erincorporées (loi du 1 juillet 1992 - art. 40 et 41 et Code pénal art. 425). Sommaire
Avant-propos IX
Liste des membres du groupe de travail « contaminants etphytosanitaires »... XIII
Liste des du sous-groupe « mycotoxines » XV
Remerciements XVII
PREMIÈRE PARTIE
Les agents mycotoxicoses
Chapitre I : Définition et origines des mycotoxines - A. Pfohl-Leszkowicz.... 3
1 Définition des mycotoxines 3
2 Conditions de contamination 4
3 Origine dess et produits contaminés 5
4 Voies de contaminations 10
5 Risques1
6 Quelques méthodes pour réduire les contaminations 12
Bibliographie4
Chapitre II : Écotoxicogenèse - A. Pfohl-Leszkowicz 17
1 Humidité et température8
2 Acidité du milieu (pH) 23
3 Oxygénation
4 Insectes5
5 Substrats6
6 Interactions entre micro-organismes 27
7 Facteurs chimiques
Bibliographie 30 IV LES MYCOTOXINES DANS L'ALIMENTATION
Chapitre III : Métabolisation des mycotoxines - A. Pfohl-Leszkowicz,
P. Guerre et P. Galtier 37
1 Métabolisation de Faflatoxine9
2 métabolisation de l'ochratoxine A 46
3. Effets comparés des mycotoxines sur les enzymes de biotransfor­
mation 50
Bibliographie5
Chapitre IV : Effets biologiques et pathologies - A. Pfohl-Leszkowicz 69
1 Mécanismes moléculaires 7
2 Effets biologiques 87
Bibliographie 9
DEUXIÈME PARTIE
Nature du risque
Chapitre V : Risques cancérogènes - M. Castegnaro 121
1 Aflatoxines 122
2 Stérigmatocystine6
3 Griséofulvine
4 Lutéoskyrine7
5 Acide pénicillique
6 Cyclochlorotine
7 Patuline8
8 OchratoxineA
9 Toxines defusarium moniliforme 129
10 Autres mycotoxines
Bibliographie 134
Chapitre VI : Techniques analytiques pour la recherche des mycotoxines
dans les aliments - S. Dragacci et J.-M. Frémy 141
I Rappel sur les grands principes d'analyse des mycotoxines2
2. Recherche des aflatoxines B et G 146
3e de l'aflatoxine Mj dans le lait et les produits laitiers 153
4 Analyse de l'ochratoxine A dans les produits d'origine animale
ou végétale 15
5 Analyse des fumonisines dans les produits d'origine végétale 159
6e de la zéaralénone dans lessee 160
7 Analyse des trichothécènes dans les produits d'origine végétale 162
8e de la patuline dans les jus et compote de fruits 163
9 Immunoanalyse et tests rapides de détection des mycotoxines5
10 Rappel sur les méthodes de décontaminations au laboratoire6
II Perspective en matière de validation de méthodes pour les myco­
toxines dans l'alimentation humaine 168
Bibliographie 169 Sommaire V
Chapitre VII : Analyse des biomarqueurs d'exposition - M. Castegnaro 173
1 Aflatoxines 174
2 Ochratoxine A8
3 Fumonisines 185
Bibliographie7
TROISIÈME PARTIE
Évaluation du risque
Chapitre VIII : Les aflatoxines - M. Castegnaro et A. Pfohl-Leszkowicz 199
1 Production dess 200
2 Structures et propriétés physico-chimiques des aflatoxines 20
3 Toxicocinétique3
4 Intoxication aiguë par les aflatoxines4
5 Activité mutagène et génotoxique des aflatoxines 211
6 Exposition de l'homme aux aflatoxines 22
Bibliographie 228
Chapitre IX : L'ochratoxine A -A. Pfohl-Leszkowicz et M. Castegnaro 249
1 Production de l'ochratoxine A 250
2 Structure et propriétés physico-chimiques
3 Toxicocinétique de l'OTA1
4 Toxicité aiguë et subaiguë3
5 Néphrotoxicité5
6 Immunotoxicité et myélotoxicité7
7 Tératogénicité 258
8 Génotoxicité et mutagénicité 26
9 Neurotoxicité
10 Exposition de l'homme à l'ochratoxine A2
11 Évaluation et commentaires6
Bibliographie 26
Chapitre X : La patuline - A. Pfohl-Leszkowicz 279
1 Agents produisants la patuline
2 Propriétés physiques et chimiques
3 Toxicocinétique 280
4 Toxicité
5 Tératogenèse et embryotoxicité5
6 Mutagénicité6
7 Substances contaminées7
8 Commentaires8
Bibliographie 290 VI LES MYCOTOXINES DANS L'ALIMENTATION
Chapitre XI : Les fumonisines - A. Pfohl-Leszkowicz 295
1 Champignons producteurs 296
2 Propriétés physico-chimiques
3 Toxicocinétique9
4 Pathologies liées aux fumonisines chez les animaux 301
5 Embryotoxicité et tératogenèse 307
6 Immunotoxicité 310
7 Phytotoxicité
8 Pathologies chez l'homme1
9 Les fumonisines dans les aliments3
Bibliographie
Chapitre XII : La zéaralénone - A Pfohl-Leszkowicz 33
1 Structure et propriétés physico-chimiques2
2 Toxicocinétique 33
3 Toxicité5
4 Effets sur la reproduction6
5 Autres effets9
6 Génotoxicité
7 Tératogenèse 340
8 Moyens de lutte contre les effets toxiques 34
9 Contamination1
10 Limites actuelles préconisées4
Bibliographie
Chapitre XIII : Mycotoxines et produits laitiers -J.-M. Frémy et S. Dragacci. 353
1 Contamination directe 35
2n indirecte9
Bibliographie 367
Chapitre XIV : Estimation des niveaux théoriques d'ingestion d'aflatoxines
et d'ochratoxine - Ph. Verger, J.-L. Volatier et A. Dufour 371
1 Données utilisées 37
2 Résultats pour les aflatoxines2
3 Consommation des produits contenant des aflatoxines 373
4 Estimation de l'ingestion d'aflatoxines B[ et Mj4
5 Résultats pour l'ochratoxine 38Sommaire vn
QUATRIÈME PARTIE
Gestion du risque
Chapitre XV : Procédés pour réduire la présence des mycotoxines dans
les denrées alimentaires - R. Lopez-Garcia, D.L. Park
et M.B. Gutierrez de Zubiaurre 387
1 Contrôle des risques associés à la contamination des aliments par
les mycotoxines 390
2 Effets du traitement industriel des aliments contaminés par des
mycotoxines4
3 Adsorption des mycotoxines en solution9
4 Décontamination biologique 40
5 Dégradation chimique1
Bibliographie
Chapitre XVI : Réglementation mondiale - C. Canet
1 Prévention de la contamination 41
2 Bases réglementaires2
3 Situation réglementaire actuelle7
Bibliographie 42
Chapitre XVII : Réglementation européenne -J. -M. Heintz 429
1 Travaux préliminaires de la Commission 430
2 Avis du Comité Scientifique de l'Alimentation Humaine 43
3 Règlement (CE) n° 1525/98 de la Commission sur les teneurs maxi­
males en aflatoxines 434
4 Directive n° 98/53/CE de la Commission sur les modes d'échantil-
lonnageet les méthodes d'analyse pour contrôle des aflatoxines 439
Bibliographie 45
Chapitre XVIII : Conclusions et recommandations - J.-F. Narbonne,
451 A. Pfohl-Leszkowicz, M. Castegnaro etJ.-M. Heintz
451 1 Identification des dangers
2 Caractérisation des dangers. 452
3 Évaluation du risque 453
454 4 Options de gestion du risque.
Abréviations utilisées 457 Avant-propos
J.-F. Narbonne*
Les événements récents qui ont touché à la sécurité alimentaire (vache folle,
dioxine, nitrates, métaux lourds, nitrosamines, antibiotiques...) ont eu un retentisse­
ment important dans les médias et ont particulièrement sensibilisé le consommateur,
mais aussi l'ensemble de la filière agroalimentaire par un effet amont - aval allant du
producteur au distributeur. Dans les processus d'assurance qualité, les différents
maillons de la chaîne ont développé des méthodologies permettant d'assurer la sécu­
rité des aliments proposés aux consommateurs. Dans cette gestion des risques, sont
aussi impliquées les instances nationales et internationales, chargées de l'établisse­
ment des « règles du jeu ».
Mais pour gérer les risques il faut les connaître et les évaluer, ce qui implique de
disposer d'éléments objectifs apportés par les données scientifiques. On voit donc
que la sécurité alimentaire fait appel à trois éléments indissociables de l'analyse des
risques : (1) l'évaluation des risques, (2) la gestion des risques, (3) la communica­
tion.
Pour la mise en œuvre de ces trois éléments, il a fallu définir le rôle des différents
acteurs et organiser les interactions. En France, le Conseil Supérieur d'Hygiène
Publique de France placé sous l'égide du Ministère de la Santé est en charge, par
l'intermédiaire de sa Section Alimentation et Nutrition d'effectuer l'évaluation des
risques liés à l'alimentation et de proposer aux pouvoirs publics des options de ges­
tion. Il est évident que cette étape essentielle ne doit pas rester obscure pour les
autres partenaires (gestionnaires publics, industriels et consommateurs), car c'est la
connaissance des risques qui permet une bonne gestion et une information claire. Il
s'agit aussi pour le consommateur d'être informé objectivement, car c'est lui qui, en
définitive, accorde sa confiance à un système par son acte d'achat.
* Laboratoire de Toxicologie Alimentaire, 1STAB, Université Bordeaux 1. X LES MYCOTOXINES DANS L'ALIMENTATION
La mise au clair de l'ensemble des données scientifiques disponibles apporte une
certaine garantie pour éviter les interprétations partiales pouvant être utilisées comme
support dans certaines actions commerciales, politiques ou médiatiques. Le CSHPF a
donc décidé de publier sous forme de volumes complets, l'ensemble des éléments
scientifiques sur lesquels est fondée l'évaluation pour un risque donné et l'établisse­
ment des propositions de gestion. Un premier ouvrage sur quelques métaux lourds
présents dans l'alimentation a été publié en 1996 (Plomb, Cadmium et Mercure dans
l'alimentation : évaluation et gestion du risque, Tec et Doc, Lavoisier).
Le document présenté ici concerne les mycotoxines et est divisé en 18 chapitres
qui suivent les étapes de l'évaluation du risque et se termine par les propositions des
options de gestion. Ce document est particulièrement dense et contient des informa­
tions qui peuvent intéresser des publics différents : industriels, experts, toxicologues,
médecins, vétérinaires, agronomes, gestionnaires, distributeurs, analystes,
étudiants... et, bien sûr, consommateurs. De plus, les mycotoxines concernent plu­
sieurs filières, en particulier celles des céréales et du lait. Enfin les données dispo­
nibles ne sont pas « homogènes », car abondantes pour certaines mycotoxines (afla-
toxine, ochratoxine, fumonisine), elles ne sont que très fragmentaires pour d'autres
(trichothécènes). L'architecture de l'ouvrage tient compte de ces différents éléments.
Le groupe de travail « Contaminants et Phytosanitaires » du CSHPF a demandé à
Annie Pfohl-Leszkowicz, Pharmacien et Professeur de Toxicologie & Sécurité
Alimentaire à l'ENSA de Toulouse, dont les travaux de recherche en matière d'effets
toxicologiques des mycotoxines au niveau moléculaire font référence, de se charger
de la réalisation de cet ouvrage et de coordonner les différentes contributions.
Qu'elle soit remerciée pour l'immense travail accompli et pour sa persévérance dans
cette tâche.
1 RAPPELS SUR L'ÉVALUATION
ET LA GESTION DES RISQUES
Avant d'aller plus en avant dans la lecture d'un ouvrage traitant de l'évaluation et
de la gestion des risques, il semble indispensable de donner pour les « non-spécia­
listes » la définition des termes utilisés pour identifier les phases de l'évaluation et de
la gestion des risques. À la suite des problèmes récents qui se sont posé en sécurité
alimentaire, une réflexion a été effectuée dans le cadre du CODEX pour mieux pré­
ciser les étapes indispensables à l'établissement de valeurs de référence au niveau
international, en prenant pour base l'analyse du risque. Cela a donné lieu à une publi­
cation à laquelle le lecteur pourra se référer pour une information complète (Huggett
étal., 1998)*.
* Huggett et ai, 1998, Enviromental Toxicology and Pharmacology, 5, 227-236. A vant-propos XI
1.1 Evaluation des risques
Il est essentiel de bien différencier la notion de danger de la notion de risque. Le
danger concerne les effets toxiques susceptibles d'être induits par un agent éventuel­
lement toxique, le risque est la probabilité d'apparition de ces effets en fonction des
conditions d'exposition au danger.
1. La première étape consiste en l'identification du danger. Il s'agit de détecter
les effets toxiques, dit aussi effets néfastes, à partir des données disponibles in vitro,
in vivo, chez l'animal ou chez l'homme. Ainsi, un composé peut être considéré
comme cancérogène, neurotoxique, hépatotoxique, perturbateur endocrinien, immu-
notoxique... selon les fonctions cellulaires ou les tissus atteints. Les données dispo­
nibles pour cette étape concernent souvent les animaux modèles. Less chez
l'homme sont, sauf exception, fragmentaires et concernent par exemple les études
épidémiologiques et l'observation clinique.
2. La deuxième étape consiste à caractériser le danger, c'est-à-dire de situer les
niveaux d'exposition à partir desquels apparaissent les dangers identifiés. Il s'agit
alors d'essayer d'établir la relation entre la dose et l'effet en fonction des données
disponibles. Dans la grande majorité des cas, cette relation n'est possible que chez
l'animal de laboratoire (en général le rat), car elle est très difficile à établir chez
l'homme ! Il s'agit alors d'extrapoler les relations « effet-dose » observées chez le rat
au cas de l'homme. Pour cela, on utilise des facteurs de sécurité qui sont détaillés
dans le chapitre 18 : Conclusions-Recommandations. À partir de la dose sans effet
chez l'animal, on calcule une dose journalière admissible (DJA) ou tolérable (DJT)
pour l'homme, qui indique la limite à partir de laquelle il peut y avoir un risque
d'apparition des effets néfastes.
3. Il s'agit dans la troisième phase d'évaluer l'exposition de l'homme à l'agent
éventuellement toxique pour les différentes catégories de la population (enfants,
femmes, personnes âgées, adolescents, professionnels...). Les éléments nécessaires
sont d'une part les dosages de la substance en question dans les vecteurs d'exposi­
tion (aliments, eau, air...) et d'autre part d'évaluer les flux dess d'exposition
(consommation des aliments, capacités respiratoires...). Ceci permet d'établir avec
plus ou moins de précision des niveaux d'exposition générale pour des fractions de
population.
4. Dans la phase finale de l'évaluation du risque, il s'agit de caractériser le
risque en mettant en parallèle les données d'exposition et les doses pour lesquelles
les dangers peuvent apparaître. On peut alors constater que l'ensemble de la popula­
tion peut être au-dessus ou en dessous de la DJT, ou que certaines fractions de la
population sont susceptibles de se trouver au-dessus de cette valeur calculée (et
constituent une population à risque).
1.2 Options de gestion
En tenant compte de l'ensemble des données collectées au cours de l'évaluation
des risques, il s'agit de proposer, si nécessaire, des mesures permettant de réduire XII LES MYCOTOXINES DANS L'ALIMENTATION
l'exposition de l'ensemble de la population ou de certaines fractions de la popula­
tion. Pour cela, on peut proposer certaines mesures en fonction des risques évalués et
des possibilités techniques disponibles. Ces options peuvent consister en :
- des mesures d'interdiction ;
- des valeurs limites d'exclusion du marché ;
- dess guides (but que les professionnels doivent s'efforcer d'atteindre) ;
- des seuils d'intervention ;
- des réductions des sources ;
- des plans de surveillances.
Ces options de gestion sont soumises aux pouvoirs publics et plus généralement à
l'ensemble de la Société qui doit effectuer ses choix en fonction des rapports béné­
fices/risques. Ces éléments qui sont détaillés dans le chapitre 18 « Conclusions-
Recommandations » constituent aussi un élément de référence des positions fran­
çaises au sein des instances communautaires et internationales. Liste des membres
du groupe de travail
« contaminants
et phytosanitaires »
M. NARBONNE Jean-François (Président) Université Bordeaux I
Ministère de l'Économie, des Finances et de M. ANDRÉ Bernard
l'Industrie
M. BOISSET Michel Conservatoire National des Arts et Métiers
M. BUYS Marc Union des Industries de la Protection des
Plantes
M. CASTEGNARO Marcel Centre International de Recherche sur le Cancer
Mlle COULON Sylvie Ministère de l'Agriculture et de la Pêche
M. DECLERCQ Bernard Laboratoire Interrégional de Paris-Massy
M. DUCOM Patrice e des Denrées Stockées de Cenon
M. GEIGER Philippe Ministère de l'Aménagement du Territoire et de
l'Environnement
M. GERMONNEAU Philippe Réseau National de Santé Publique
M. HEINTZ Jean-Marc Expert (Nestlé France)
Mme JANIN Geneviève Centre National d'Etudes Vétérinaires et
Alimentaires de Paris
M. KECK Gérard École Nationale Vétérinaire de Lyon
M. KENIGSWALD Hugues L'Alliance 7
Mme KOLF-CLAUW École Nationale Vétérinaire de Maison-Alfort
M. LAFFORGUE Hervé Association Nationale des Industries Agro-ali­
mentaires
M. LOREAL Henri Institut Français de Recherche pour
l'Exploitation de la Mer XIV LES MYCOTOXINES DANS L'ALIMENTATION
M. MANCHON Philippe Expert
M. MILHAUD Guy École Nationale Vétérinaire de Maison- Alfort
M. MOULIN-WRIGHT Vincent Confédération Française de la Coopération
Agricole
M. PASCAL Gérard Centre National d'Études et de
Recommandations sur la Nutrition et
l'Alimentation
M. RABACHE Maurice Conservation National des Arts et Métiers
M. PÉRIQUET Alain Université Paul Sabatier de Toulouse
M. PICOT André Centre national de la Recherche Scientifique
Mme ROUBAN Anne Ministère de l'Économie, des Finances et de
l'Industrie
M. ROUGE Michel Ministère chargé de la Santé
M. VERGER Philippe Observatoire des Consommations Alimentaires Liste des membres
du sous-groupe
« mycotoxines »
Comité de rédaction
Madame
Annie PFOHL-LESKOWICZ École Nationale Supérieure Agronomique
coordonnatrice Toulouse
Messieurs
Marcel CASTEGNARO Centre International de Recherche contre le
Cancer (IARC, Lyon)
Jean-Marc FRÉMY Centre National d'Études Vétérinaires et
Alimentaires de Paris
Jean-Marc HEINTZ Expert (Nestlé France)
Philippe MANCHON Expert
Jean-François NARBONNE Université de Bordeaux-I
Philippe VERGER Observatoire des Consommations Aalimentaires Remerciements
En tant que coordonnatrice de la rédaction de l'ouvrage « Mycotoxines : évalua­
tion et gestion du risque », je tiens à remercier le Professeur Narbonne, président du
groupe de travail « contaminant et phytosanitaire » de la Section de l'Alimentation et
de la Nutrition du Conseil Supérieur d'Hygiène Publique de France de m'avoir
confié ce travail.
J'adresse mes plus vifs remerciements aux autres membres du groupe de rédac­
tion « Mycotoxines » : les Docteurs Marcel Castegnaro, Jean-Marc Frémy, Jean-
Marc Heintz et Philippe Verger, Monsieur Philippe Manchon, qui ont accepté durant
deux ans et demi, en plus de leurs obligations professionnelles déjà lourdes, de
consacrer une partie de leur temps à la réalisation de ce document. Qu'ils soient tout
spécialement remerciés du caractère amical des relations qui se sont nouées au sein
du groupe, ainsi que de leur soutien et de leurs encouragements, sans lesquels cet
ouvrage n'aurait pu être réalisé.
Mes remerciements vont aussi ainsi aux auteurs non-membres de ce groupe, le
Docteur Colette Canet et le Professeur Douglas Park et ses collaborateurs qui, par­
fois même en dépit de la barrière linguistique, nous ont fait bénéficier de leur exper­
tise.
Je tiens à remercier plus particulièrement Monsieur Philippe Manchon pour
l'énorme travail de relecture et de correction de ce document, et de préparation de
l'index ceci permet d'en faire non seulement un ouvrage scientifique mais aussi un
livre que les lecteurs trouveront, j'espère, agréable à lire. PREMIÈRE PARTIE
Les agents
des mycotoxicoses CHAPITRE I
Définition
et origines
des mycotoxines
A. Pfohl-Leszkowicz*
1 DÉFINITION DES MYCOTOXINES
Selon Mannon & Johnson (1985) environ 25 % des denrées alimentaires sont
contaminées par des mycotoxines, métabolites secondaires de diverses moisissures.
La mycoflore est estimée entre 200 000 et 300 000 espèces.
Les moisissures (fungi imperfecti) ont deux facettes (Dupuy, 1994) :
- l'une bénéfique : transformation de matières premières alimentaires (en parti­
culier lors de la fermentation), production d'antibiotiques, d'enzymes, de condi­
ments, d'agents de flaveurs, de protéines, pouvant être utiles à la santé humaine et
donc largement utilisées dans l'industrie agroalimentaire. Cependant, une souche
utilisée par l'industrie alimentaire n'est pas forcément atoxique et peut devenir toxi-
nogène dans un certain milieu ;
- l'autre nuisible : altération des denrées alimentaires, formes imparfaites
d'agents pathogènes entraînant mycoses et allergies, production de métabolites
toxiques (mycotoxines) pour l'homme et les animaux. Les mycotoxines sont des
métabolites secondaires c'est-à-dire ne sont pas nécessaires au développement du
champignon comme le sont les acides aminés, les acides gras, les acides nucléiques
ou les protéines.
Ces moisissures et mycotoxines entraînent des problèmes économiques pour les
marchands de grain (qualité pauvre du grain, baisse de rendement pour la production
de céréales), pour les producteurs de volailles et de bétails (performances réduites
des animaux et diminution de la reproduction, pertes dues aux maladies), les indus­
tries alimentaires fabriquant des produits pour les animaux et l'homme. Les causes
indirectes sont la production de substances non vendables (due à la modification de
* École Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse, Laboratoire de Toxicologie et Sécurité
Alimentaire, Avenue de l'Agrobiopole, BP 107, F-31326 Auzeville-Tolosane. 4 LES AGENTS DES MYCOTOXICOSES
l'aspect de l'aliment, l'altération des caractéristiques organoleptiques ou chimiques),
un prix de revient augmenté pour la detoxification (protection par les antifongiques)
ou destruction lorsque les substances sont trop contaminées. Pour les éleveurs, cela
implique une augmentation du prix d'achat des aliments non contaminés, ou du coût
entraîné par la décontamination de la nourriture, ou par les soins aux animaux
malades. Ceci entraîne à l'échelle mondiale des pertes estimées à 5 à 10 %.
2 CONDITIONS DE CONTAMINATION
Tout au long de la chaîne alimentaire, depuis le champ jusqu'à l'assiette du
consommateur ou la mangeoire de l'animal, tel ou tel groupe de moisissures est sus­
ceptible de se développer et de produire des toxines si les conditions écologiques,
notamment l'humidité, lui sont favorables. La contamination des aliments ou des
graines peut avoir lieu avant ou pendant le stockage (figure 1). Les champignons
toxinogènes sont classés en 4 groupes suivant le moment auquel ils se développent :
- pathogène pour la plante (ex. F. graminareum élaborant la zéaralénone) ;
- champignons poussant et produisant la mycotoxine sur plantes sénescentes ou
stressées (ex. F. moniliformet la fumonisine et A. flavus produisant les
aflatoxines) ;
Maturité
Humidité adéquate
Humidité minimum
Variété résistante
inspection visuelle des grains
Pesticides
CHAMP
RÉCOLTE
Bonne pratique de laboratoire
Inspection, contrôle
Contrôle humidité température
Destruction des substances
contaminées
STOCKAGE
TRANSFORMATION
Conservation
Cuisson
Test de contamination Élimination aliments moisis
Viande, lait
FOURRAGE ALIMENTATION HUMAINE
Figure 1
Localisation des mycotoxines
le long de la chaîne alimentaire et moyens de prévention Définition et origines des mycotoxines S
- champignons colonisant à l'origine la plante et prédisposant celle-ci à la conta­
mination par la mycotoxine lors de la récolte (ex. F. roseum produisant des tricho-
thécènes) ;
- champignons existant dans le sol et dans le matériel de putréfaction et qui pro­
liféreront lors du stockage (ex. A. ochraceus et P. viridicatum élaborant tous deux
l'ochratoxine A).
La présence de moisissures sur les graines ne signifie pas nécessairement forma­
tion de mycotoxines.
La formation de mycotoxines est conditionnée au préalable par la croissance des
champignons. La synthèse de ces métabolites secondaires et leur quantité ne sont pas
seulement influencées par des paramètres environnementaux et nutritionnels au
moment de la production, mais surtout par la croissance et le développement d'un
champignon bien particulier. Certains facteurs et notamment les insectes peuvent
favoriser la contamination. (Sinha, 1961 et 1969 ; Dunkel, 1988). Le développement
des moisissures dépend énormément de la température et du degré d'humidité.
Pendant le stockage, les céréales perdent de leur qualité et sont de ce fait plus sen­
sibles à l'infection par des champignons. Les facteurs influençant la formation de
mycotoxines incluent humidité, température, temps, intégrité des graines, l'oxygène,
le dioxyde de carbone, la composition du substrat, le taux de champignons, la préva­
lence d'espèces toxinogènes, les interactions microbiennes, les insectes (pour une
revue voir Ominski et ai, 1994 et chapitre 2).
3 ORIGINE DES MYCOTOXINES
ET PRODUITS CONTAMINÉS
Les mycotoxines sont produites par 5 types de champignons : Aspergillus,
Pénicillium, Fusarium, Claviceps et Alternaria (Miller & Trenholm, 1994).
Plusieurs sortes de mycotoxines sont retrouvées dans les aliments (tableau /), seule­
ment certaines contaminent l'alimentation humaine et sont toxiques pour la santé
humaine, les plus importantes étant : les trichothécènes, l'ochratoxine, les afla-
toxines, la stérigmatocystine, la zéaralénone, la citrinine, la patuline, l'acide pénicil-
lique, les fumonisines (D'Mello & McDonald, 1997 ; Scudamore & Livesey, 1998).
Dans les fourrages, on peut trouver des mycotoxines appartenant à d'autres espèces,
à l'origine de mycotoxicoses chez les animaux (tableau 2). L'origine chimique des
mycotoxines est très diverses puisque certaines dérivent des acides aminés (alca­
loïdes de l'ergot, acide aspergillique, acide cyclopiazonique, slaframine, gliotoxine,
roquefortine, sporodesmine), d'autres des polycétoacides (aflatoxines, ochratoxine,
patuline, citrinine, acide pénicillique, stérigmatocystine, zéaralénone) et d'autres
sont des dérivés terpéniques (diacétoxyscirpénol, fusarénone, désoxynivalénol, rori-
dines, toxine T-2, verrucarine). Quelques formules chimiques sont données dans les
chapitres spécifiques et figure 2, page suivante. 6 LES AGENTS DES MYCOTOXICOSES
Acide pénicillique Stérigmatocystine
Citrinine Toxine T-2
Figure 2
Tableau 1
Moisissures et mycotoxines retrouvées dans divers aliments
Champignons Toxines Denrées
Aspergillus Aflatoxines Maïs, arachides, graines de coton,
Stérigmatocystine de potiron, riz, haricots, tissus
Ochratoxine A d'animaux (jambon, lard,
saucisses), lait et dérivés
Fusarium Trichothécènes Blé, maïs, orge, riz,
(DON, NIV, Toxine T-2, DAS) seigle, avoine, noix
Zéaralénone, Fumonisines,
Fusarine, Moniliformine
Pénicillium Patuline, Citrinine, Pénitrem A, Fruits et jus de fruits,
Acide cyclopiazonique, Ochratoxine A blé, riz, fromage, noix
Alternaria Alternariol Fruits, légumes et produits
Acide Ténuazonique dérivés de pommes et tomates
Claviceps Alcaloïdes de l'Ergot Blé et dérivés, seigle 7 Définition et origines des mycotoxines
Tableau 2
Moisissures présentes dans les fourrages et produits en silo
Espèces fongiques Mycotoxines
Aspergillus flavus, parasiticus Aflatoxines, acide cyclopiazonique ochraceus Ochratoxine A
Aspergillus fumigatus Fumigaclavines, gliotoxine versicolor Stérigmatocystine
Pénicillium viridicatum, cyclopium Ochratoxine A, citrinine aurantogriseum Verrucosidine, viomelléine, xanthomégnine
Pénicillium roqueforti Fumiclavine, roquefortine, PR toxine
Fusarium culmorum, graminearum, Désoxynivalénol, T-2 toxine,
sporotrichioides diacétoxyscirpénol, zéaralénone
Fusarium moniliforme Fumonisine, moniliformine
Claviceps Ergotamine, ergostine, ergocrystine, acide lysergique
Alternaria Acide ténuazonique, alternariol
Acremonium lolii Lolitrem, paxilline cœnophialum Ergopeptine
Phomopsis leptostromiformis Phomopsines
Pithomycès chartarum Sporodesmine
Satratoxines Stachybotris atra
Wallemia sebi Walleminol A
D'après D'Mello & Macdonald. 1997 ; Scudamore & Liveseley, 1998.
Les substances contaminées sont très diverses. Toutes les denrées alimentaires
peuvent être détériorées (tableau 3).
3.1 Dans les Céréales
Les céréales sont des vecteurs de mycotoxines très importants car elles sont uni­
versellement consommées par l'homme et par les animaux. Elles peuvent être conta­
minées à plusieurs moments (en plein champ ou lors du stockage). En général ce
sont les insectes qui sont les vecteurs. Ce sont dans les pays aux conditions clima­
tiques chaudes et humides (et donc en particulier les pays africains, Asie du Sud et
Amérique du Sud) que la croissance des champignons toxinogènes (surtout ceux
produisant les aflatoxines) est le plus favorisée. Ainsi, le riz, le maïs et le millet, ali­
ments de base des populations de ces pays, sont souvent contaminés par les afla­
toxines (voir chapitre 8). Environ 55 millions de tonnes de céréales sont perdus
chaque année dans le monde. 8 LES AGENTS DES MYCOTOXICOSES .
Tableau 3
Exemple de produits contaminés par des moisissures toxinogènes
Espèces toxiques Mycotoxines
Denrées
probables contaminantes
Blé, farine, pain, Aspergillus flavus, ochraceus, Aflatoxines, Ochratoxine,
maïs, chips versicolor Stérigmatocystine,
Pénicillium citrinum, citreoviride, acide pénicillique,
patuline, cyclopium, P. martensii, patulum,
pubertum
Fusarium moniliforme désoxynivalénol, zéaralénone,
fumonisine
Arachide, noix Aspergillus flavus, ochraceus, Aflatoxines, Ochratoxine,
versicolor Stérigmatocystine,
Pénicillium citrinum, cyclopium, trichothécènes, cytochalasines
expansum patuline
Tourte à la viande, Aspergillus flavus, Aflatoxines, Stérigmatocystine,
viande cuite, fromage, Pénicillium viridicatum, Ochratoxine,
cacao, houblon roqueforti, patulum, commune patuline, acide pénicillique
Aflatoxines, Ochratoxine, Viandes, porc salé, Aspergillus flavus, ochraceus,
fromage Stérigmatocystine, patuline, versicolor, Pénicillium
acide pénicillique, pénitrem viridicatum, cyclopium
Poivre noir et rouge, Aspergillus flavus, ochraceus Aflatoxines, Ochratoxine
pâtes
Fèves, orge, maïs, Aspergillus flavus, ochraceus, Aflatoxines, Ochratoxine,
sorgho, soja versicolor, Altemaria, Stérigmatocystine,
Fusarium moniliforme, alternariol,
Pénicillium cyclopium, griséofulvine,
viridicatum, citrinum, expansum, acide pénicillique, citrinine,
islandicum, urticae patuline
Aspergillus flavus, versicolor, Aflatoxines, Stérigmatocystine, Pâtisserie réfrigérée
Pénicillium viridicatum, Ochratoxine, patuline, ou congelée
cyclopium, citrinum, martensii, acide pénicillique, citrinine,
citreoviride, palitans, pénitrem
puberulum, roquefort, urticae
Denrée alimentaire Pénicillium, Aspergillus, Aflatoxine, acide kojique,
(stockage domestique) ochratoxine, pénitrem,
patuline, acide pénicillique,
Fusarium oxysporum trichothécènes
Patuline Pomme et produits Pénicillium expansum
dérivés de pomme
D'après Cast, 1989. Définition et origines des mycotoxines 9
3.2 Dans les oléagineux
Dans les graines et les tourteaux, couramment utilisés en alimentation animale, on
trouve des Aspergillii, des Fusaria et des Penicillia. Les mycotoxines sont, en
grande partie, éliminées lors de l'extraction du corps gras et de sa purification indus­
trielle (voir chapitre 8 et 14).
3.3 Dans les fruits et légumes
Les fruits et les légumes sont recouverts d'une multitude de champignons à l'état
de spores qui peuvent proliférer aisément si les conditions de stockage leur sont
favorables. Les fruits sont souvent altérés par des Penicillia, comme P. digitatum et
italicum poussant sur les agrumes. Toutefois, la plupart ne sont pas toxinogènes,
bien qu'on puisse retrouver de la zéaralénone et des trichothécènes sur des bananes.
Il faut aussi porter une attention particulière à certains produits tels que les jus de
pomme, les compotes ou les petits pots pour bébés où des pommes pourries risquent
d'être mélangées à des pommes saines et peuvent de ce fait augmenter le risque
d'une contamination par la patuline provenant de P. expansum (voir chapitre 10).
Les jus de fruit insuffisamment stérilisés peuvent être envahis par des Byssochlamys
ou des Humicolas, dont les spores résistent à très haute température.
3.4 Dans les viandes et les produits de charcuterie
Les produits de charcuterie sont quelques fois recouverts de moisissures mais le
substrat n'est pas forcément favorable à la production de mycotoxines. Néanmoins
des moisissures toxiques peuvent se développer comme Wallemia sebi. La contami­
nation des viandes est plutôt le résultat d'une transmission par le biais de la chaîne
alimentaire. L'accumulation d'aflatoxines dans les viandes est peu probable. En
revanche il n'est pas impossible que certaines mycotoxines s'accumulent en partie
dans le foie et le rein. Ainsi, l'ochratoxine A est fréquemment retrouvée dans le
muscle de porc et de volaille ainsi que dans les abats qui constituent de ce fait une
source non négligeable en cette mycotoxine (voir chapitre 8 et 9).
3.5 Dans le lait et les produits laitiers
Quand les moisissures ont été ajoutées intentionnellement on parle de contamina­
tion endogène, dans le cas contraire il s'agit de contamination exogène (voir cha­
pitre 13). Une très grande variété de moisissures est utilisée dans les fromages fer­
mentes (il s'agit de ce qu'on appelle les « moisissures nobles ») mais il est
impossible d'être sûr que ces champignons n'ont pas d'effets néfastes. De plus, on
trouve aussi des moisissures qui n'ont pas été désirées et qui se révèlent dangereuses.
La contamination exogène peut concerner de nombreuses souches de moisissures
(les plus fréquentes appartenant au genre Pénicillium du fait de sa capacité à se déve­
lopper à de basses températures). 10 LES AGENTS DES MYCOTOXICOSES —
Les espèces contaminant le lait en poudre et les yaourts appartiennent aux genres
Mucor, Fusarium, Geotrichum, Pénicillium, Alternaria, Cladosporium, Aspergillus
et Rhizopus. Dans les laits en poudre se développe parfois Neurospora. Les beurres
rancissent sous l'effet d'Aspergillus repens.
L'aflatoxine B| produite par A. flavus est excrétée dans le lait sous forme d'afla-
toxine M, (Allcroft & Carnaghan, 1963 et chapitre 13).
3.6 Dans les autres produits
Le cacao, les épices, les amandes, les raisins secs, les pistaches, les cacahuètes,
les produits emballés (pains de mie, biscuits, biscottes) sont aussi concernés par la
présence de mycotoxines.
4 VOIES DE CONTAMINATIONS
L'exposition de l'homme s'effectue essentiellement par voie alimentaire, néan­
moins, une autre voie d'exposition aux mycotoxines peut être le milieu de travail,
par l'air ambiant (Shotwell & Burg, 1982 ; Dvorackova & Pichova, 1986 ;
Plamgreen & Lee 1986 ; Selim et ai, 1998 ; voir aussi chapitre 8). Plusieurs études
ont montré la présence d'aflatoxines dans l'air ambiant de moulin d'arachide,
l'atmosphère d'un atelier de préparation de nourriture pour animaux (Autrup et al.,
1991 et chapitre 8), les poussières de maïs récoltées pendant la moisson. Par
exemple, le taux d'AFB[ contenu dans l'air d'une usine de traitement du blé est de
3107 ng/m , ce qui correspond à une exposition journalière de 40 à 856 ng (Burg et
ai, 1981). Dans une autre étude, il a été montré que la quantité d'AFB| est d'autant
plus élevée que les particules en suspension dans l'air sont petites. Dans les parti­
cules de 7 um, on détecte jusqu'à 1814 ppb, alors que dans celles de 7 à 11 u.m, le
taux est de 695 ppb (Sorenson et al., 1981 ). Quelques études indiquent que l'exposi­
tion à ces poussières chargées en AFB peut avoir un effet sur la santé humaine. Il a (
été observé une fréquence plus élevée de cancers hépatiques et des poumons chez
des travailleurs d'une usine d'arachide que chez des individus non exposés (Hayes
et ai, 1984 ; Dvorackova, 1986). L'exposition hebdomadaire des travailleurs était de
0,04 à 2,5 ug d'AFB, (VanNiewenhuize et al., 1973).
Plus récemment, lors d'une intoxication aiguë par des quantités massives d AFBj
dans le Sud-Est asiatique ayant entraîné la mort, il a été montré que les individus
avaient des adduits d'AFB à l'ADN, dans les poumons (Harrison & Garner, 1991).
Un cas de contamination par inhalation de spores à'Aspergillus ochraceus a été
décrit par Di Paolo et al. (1993). En effet, une fermière a souffert d'insuffisance
rénale aiguë due aux ochratoxines, apparue 24 jours après avoir travaillé huit heures
dans un grenier qui avait été fermé pendant plusieurs mois et où se trouvaient des
spores de champignons. Définition et origines des mycotoxines 11
Des matériaux de construction à base de cellulose peuvent contenir des spores de
Stachybotrys à l'origine d'une contamination par voie pulmonaire (Andersson et ai,
1997). Ces spores élaborent des mycotoxines comme les trichothécènes (Jarvis,
1991 ; Jarvis et ai, 1995). Les résidents de ces immeubles souffrent d'irritation des
yeux, de la peau, des muqueuses, ont des problèmes respiratoires, des maux de tête et
de la fatigue (Croft et ai, 1986 ; Johanning et ai, 1996). Récemment ces symptômes
ont été reproduits chez des souris exposées par voie intra-nasale à des spores de
Stachybotrys atra (Nikulin et ai, 1996 et 1997). Expérimentalement des souris, des
rats et des porcs ont été exposés à des aérosols contenant de la toxine T-2. Une telle
inhalation provoque des nécroses de la rate, du thymus et des tissus lymphatiques
ainsi qu'une nécrose de la paroi intestinale (Creasia et ai, 1987 ; Marrs et ai, 1986 ;
Pang et ai, 1987). Par cette voie de pénétration la toxine T-2 est 10 fois plus toxique
que par voie systémique (Creasia et ai, 1987).
5 RISQUES
La contamination des aliments de l'homme ou des animaux peut provoquer un
certain nombre de maladies. On peut distinguer en médecine humaine et vétérinaire
3 types de maladies :
1) Les mycoses. Le champignon pénètre dans les tissus, s'y développe ce sont la
plupart du temps des atteintes des muqueuses et de la peau qui apparaissent parmi
lesquelles les bronchomycoses, les pneumomycoses, liées hAspergillus ou encore le
muguet de la cavité buccale dû à Candidas albicans. Pour que des champignons
soient, par eux-mêmes, pathogènes chez les mammifères, il faut qu'ils puissent
croître dans l'organisme et par conséquent à une température de 37 °C. Le diamètre
de leurs spores peut aussi être déterminant car il est possible d'atteindre des niveaux
significatifs de mycotoxines après des inhalations de spores. Plus leur diamètre est
petit, plus il leur sera facile de pénétrer dans le poumon (Pitt, 1994).
2) Les allergies dues aux champignons répondent aux caractères généraux de ce
type de maladie : rhinite, conjonctivite, vomissements. Le plus souvent le vecteur de
ces allergies est l'air ambiant, mais les champignons et les mycotoxines accompa­
gnant les aliments pourraient eux aussi y contribuer. À titre d'exemple, certains
maraîchers manipulant des pieds de céleris atteints de pourriture due à Sclerotinia
ont présenté des dermatites des mains et des bras, liées à la présence dans le champi­
gnon de dérivés du psoralène. Les Penicillia, qui ont longtemps été considérés
comme sans conséquence pour la santé humaine, sont dominants dans les climats
frais, en particulier dans les zones tempérées, alors que les Aspergilii sont plus com­
muns sous les tropiques. Ces deux espèces sont allergènes et récemment, les infec­
tions dues à ces champignons se sont accrues à cause de l'augmentation du nombre
de personnes immunodéficientes (selon une étude de Sirisanthana, 1994, 93 % de
personnes infectées par Pénicillium marneffei étaient HIV-positives).
3) Les mycotoxicoses. La plupart des moisissures toxiques poussent sur l'aliment,
diffusent dans la masse de l'aliment, élaborent des toxines et provoquent des intoxi­
cations. Ces intoxications, parfois sérieuses et mortelles chez l'animal, sont plus
rares chez l'homme. Les mycotoxicoses sont connues depuis des siècles (c'est le cas 12 LES AGENTS DES MYCOTOXICOSES
par exemple du feu de Saint-Antoine provoqué par l'ergot du seigle). D'autres
mycotoxicoses ont été découvertes plus récemment : les trichothécènes sont respon­
sables de l'Aleucie Toxique Alimentaire (ATA) apparue en URSS en 1930, Tafia-
toxine, quant à elle, est à l'origine de la maladie X des dindons (renommée aflatoxi-
cose) qui a sévi en Grande-Bretagne en 1960 (voir chapitres 4, 8-12). Un bon
nombre de ces mycotoxines ont un effet plus insidieux dans la mesure où elles sont
cancérogènes (voir chapitre 5).
Pour qu'une substance soit considérée comme responsable d'un mycotoxicose
chez l'homme, 5 conditions doivent être remplies :
- existence de la mycotoxine dans l'alimentation,
- exposition de l'homme à cette mycotoxine,
- corrélation entre l'exposition et l'incidence de la maladie,
- reproductibilité des symptômes caractéristiques chez les animaux,
- mode d'action similaire chez l'homme et les animaux.
Pour déterminer si l'homme est soumis à contamination on peut procéder de
2 manières : (i) analyse de la nourriture (voir chapitre 6), (ii) mesure des résidus du
produit ou des métabolites dans les tissus et fluides (voir chapitre 7). Cependant,
l'absence de marqueurs biologiques ne signifie pas toujours non contamination.
Quant à la corrélation entre exposition et incidence, elle ne peut être mise en évi­
dence que par des études épidémiologiques.
6 QUELQUES MÉTHODES POUR RÉDUIRE
LES CONTAMINATIONS
Pour pouvoir lutter contre les moisissures et les mycotoxines, il faut savoir à quel
moment elles se développent. Ainsi, il est possible de définir 6 moments privilégiés
au cours de l'élaboration d'un produit : lors de la culture, de la récolte, du stockage,
de la transformation, de l'alimentation des animaux et enfin lors de la consommation
par l'être humain (voirfigure 1).
Les moyens de lutte pour chaque période définie sont consignés dans le tableau 4
suivant et ne sont pas exhaustifs (voir aussi chapitre 15).
Ce concept de décontamination n'est pas toujours réaliste pour l'agriculteur qui
souhaiterait un produit à la fois efficace contre plusieurs moisissures, simple, écono­
mique, courant d'application, ne produisant pas d'autres toxiques et n'altérant pas
les qualités nutritionnelles et gustatives des aliments. Il souhaiterait tout aussi bien,
simplement un cultivar résistant.
Dans l'attente d'un tel produit, et étant donnée l'impossibilité de la maîtrise totale
des conditions climatiques, quelques pratiques de lutte, pas forcément économiques
mais déjà existantes, peuvent être mises en place :
1. respecter la rotation des cultures ;
2. avoir des lieux de stockage frais, secs et aérés où la température est contrôlée ;
3. lors du transport et du stockage industriel des grains, éviter les points
d'échauffement ; Définition et origines des mycotoxines 13
Tableau 4
Méthodes de lutte contre la contamination
Période définie Solutions proposées :
Au champ - créer des plantes résistantes
- limiter le développement par l'emploi de fongicides
- arrosage adapté
- apport en minéraux
- veiller à la maturité du grain À la récolte
- inspection visuelle pour éliminer les éléments abîmés
- éviter les récoltes par temps humide
- contrôle périodique Au stockage
- maintenir une bonne température
- contrôler l'humidité
- détruire les produits contaminés
- contrôle mais, plus au niveau des mycotoxines que des moisissures À la transformation
Dans l'alimentation - tests de contamination, puis décontamination si nécessaire
des animaux
À la consommation - éliminer les aliments contaminés
- jouer sur la cuisson (voir stabilité thermique, chapitre 15)
4. récolter le plus possible par temps sec ;
5. procéder au séchage avant l'ensilage (l'idéal étant de diminuer le taux d'oxy­
gène pour diminuer l'activité et la prolifération des moisissures) ;
6. effectuer un pré-tri (balistique par exemple) avant stockage.
En industrie agroalimentaire (IAA), deux types de traitements sont fréquemment
utilisés : ceux appliqués directement sur les aliments et ceux visant à limiter les
sources de contamination. Si ces dernières consistent simplement à éliminer les pro­
duits contaminés, les premières regroupent de nombreuses possibilités :
- la stérilisation par la chaleur. Un autoclavage de 20 à 30 min de 115 à 120 °C
est préconisé. Une simple pasteurisation, en revanche, est généralement insuffisante,
- la réfrigération, même si elle ne tue pas les moisissures, inhibe au moins leur
croissance,
- la lyophilisation, la déshydratation et la dessiccation freinent leur prolifération,
- un milieu acide et en atmosphère pauvre en 0 limite le développement des 2
moisissures,
- c'est aussi le cas des agents de conservation, mais leur utilisation est sévère­
ment réglementée,
- traitements de prévention tels que l'aménagement des locaux, les mesures
d'hygiène, le traitement des surfaces avec des peintures fongicides, la désinfection
des mêmes surfaces ou encore l'assainissement de l'air (de nombreuses moisissures
sont véhiculées par l'air) par des filtres, des aérosols ou des fumées fongiques, reste
à promouvoir. 14 LES AGENTS DES MYCOTOXICOSES
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exposite van een fabriekespopulatie. Trans. Soc. Geneesk, 51, 754-760. CHAPITRE II
Ecotoxicogenèse
A. Pfohl-Leszkowicz*
La contamination par un champignon, son développement et la production de
toxine peuvent se produire aux champs, lors du stockage ou durant ces deux périodes
(Sauer, 1978 ; Abramson, 1991). Aux champignons présents au début du stockage,
succèdent les champignons de stockage (Sinha et ai, 1969 ; Abramson et ai, 1990 a
et b). Pendant le stockage, les céréales perdent de leur qualité et deviennent plus sus­
ceptibles aux infections fongiques ainsi qu'à l'attaque par les insectes (Sinha, 1961
et 1992). Il y a diminution des teneurs en protéines, en aminoacides, en vitamines et
acidification de la substance, à l'origine d'une baisse de la valeur nutritive. La pré­
sence de champignons ne signifie pas nécessairement l'élaboration de mycotoxines.
La formation de mycotoxines est conditionnée par plusieurs facteurs d'ordre biolo­
gique, physique et chimique (D'Mello et ai, 1997).
Ainsi, les moisissures se développant aux champs nécessitent une forte humidité
et appartiennent aux genres Alternaria, Fusarium et Cladosporium, alors que la
microflore de stockage en nécessite moins et est représentée par les Aspergillii et les
Penicillia (Sauer, 1978). Les conditions d'envahissement d'un substrat par des moi­
sissures et le développement de mycotoxines sont multiples et complexes. La
connaissance des facteurs qui interviennent dans ce développement est essentielle
pour la compréhension générale de la contamination et devrait faciliter la prédiction
et la prévention du développement des mycotoxines. Les facteurs qui affectent la
formation de mycotoxines incluent le taux d'humidité, la température, le temps de
stockage, les dommages aux enveloppes des graines, la présence d'oxygène et de
dioxyde de carbone, la composition du substrat, la prédominance d'espèces toxino-
gènes, la dispersion des spores, les interactions microbiennes et la présence
d'insectes (Hesseltine, 1976 ; Sinha et ai, 1986). La présence d'autres micro-orga­
nismes, de bactéries ou autres champignons modifie la croissance des champignons
* École Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse, Laboratoire de Toxicologie et Sécurité
Alimentaire, BP 107, avenue de l'Agrobiopole, 31326 Auzeville-Tolosane. 18 LES AGENTS DES MYCOTOXICOSES
producteurs de mycotoxines. Ceci est en fait dû à une modification du pH qui, par
exemple, lorsqu'il baisse peut inhiber la croissance de certains Aspergillii (Pitt et
Hocking, 1985, Wiseman & Marth, 1981, Northolt & Bullerman, 1982, Mislivec et
ai, 1988).
1 HUMIDITÉ ET TEMPÉRATURE
Dans les régions tempérées, les moisissures qui se développent sur les graines de
céréales peuvent être classées en 3 catégories suivant l'humidité nécessaire à leur
croissance : les moisissures de terrain, de stockage et de détérioration (Christensen,
1965). Les moisissures se développant aux champs, comme celles se développant sur
le matériel de putréfaction nécessitent une forte humidité (20 à 25 %) pour leur crois­
sance (Hesseltine, 1976), alors que les moisissures de stockage sont capables de
croître sur des substrats contenant de 10 à 18 % d'humidité (Lillehoj & Elling,
1983). Au lieu du taux d'humidité, la disponibilité en eau (a^,) d'une substance est
utilisée pour exprimer, les besoins du champignon. L'a est définie comme le rap­w
port de la tension de vapeur du produit sur l'eau pure (Pitt & Hocking, 1985). Ce fac­
teur tient compte de l'équilibre de l'eau disponible entre le substrat et l'air ambiant, à
une température donnée. Plus l'a est faible, moins il y aura d'eau disponible pour la w
croissance du champignon. La croissance de tous les micro-organismes est caractéri­
sée par a minimum, optimum et maximum. L'a minimum pour la plupart des w w
espèces fongiques contaminant les céréales est de 0,7 (Northolt et ai, 1979 a ;
Lacey, 1989). Quelques espèces xérophiles comme Aspergillus flavus ou Pénicillium
restrictus sont capables de croître à des a < 0,75 à 25 °C (Lesage-Meessen & w
Cahagnier, 1998 et tableau /).
Ce sont des moisissures, comme A. halophilicus, glaucus et restrictus qu'on
retrouvera dans les fruits secs, les laits en poudre, les confitures et les dérivés de
céréales. Pour les Aspergilli, la croissance optimale suivant les espèces se situe entre
un a de 0,72 et un a de 0,9. La plupart des Penicillia poussent mieux à des w w
a > 0,95, bien que P. chrysogenum pousse à 0,78 ; P. aurantiogriseum à 0,81 et w
P. purpurogenum à 0,84 (Hocking & Pitt, 1979). Les Fusaria nécessitent plus
d'humidité (a entre 0,98 et 0,995) (Sauer, 1978). w
La température est un autre facteur déterminant pour la croissance du champi­
gnon et la formation de mycotoxine. La température optimale de toxicogenèse est en
général voisine de la température optimale de croissance, tout en demeurant légère­
ment inférieure si l'on considère la toxicogenèse proprement dite, c'est-à-dire la pro­
duction de toxine par unité de croissance du champignon. Il en est ainsi pour la pro­n d'aflatoxine par A. flavus, de l'ochratoxine par A. ochraceus, de la
stérigmatocystine par A. versicolor, de la patuline par P. granulatum, de l'acide
pénicillique et de l'acide cyclopiazonique par P. verrucosum. Pour d'autres toxines,
telles que la zearalénone élaborée par Fusarium roseum, la température optimale de
toxinogenèse est inférieure à celle de la croissance, respectivement 15 et 25 °C. La
croissance de chaque espèce fongique est caractérisée par des températures mini­
males, optimales et maximales (tableau 2). Certaines espèces sont capables de . Écotoxicogenèse 19
croître à des températures inférieures à 0 °C, c'est le cas par exemple de
Cladosporium herbarum ou Helicostylum pulchrum qui se développent à - 6 °C dans
les réfrigérateurs ou les entrepôts frigorifiques. De même, certains trichothécènes
peuvent être produits par F. tricinctum à des températures de 1 à 4 °C. À l'inverse,
d'autres peuvent se développer jusqu'à 55-60 °C. Ainsi, A. flavus et A. fumigatus
peuvent se développer dans les tunnels de séchage de pâtes alimentaires (Lacey,
1989).
Tableau 1
Activité de l'eau, minimale pour la croissance de moisissures xérophiles
Champignon A T° C Produits d'isolement Références w
0,84 Pitt & Hocking, 1977 Asperg Mus fia vus 25 Lait en poudre
Aspergillus versicolor 0,83 22 Blé en cours de stockage Pelhate, 1968 sydowii 0,79 25 Poisson séché indonésien Wheeler & Hocking, 1988
Aspergillus candidus 0,79 25 Poisson séchén r &, 1988 rest rictus 0,77 22 Blé en cours de stockage Pelhate, 1968
Aspergillus penicilo'ides 0,73 25 Poisson séché indonésien Andrews & Pitt, 1987 wentii 0,74 25 Poisson séchén s & Pitt, 1987
0,84 Hocking & Pitt, 1979 Pénicillium restrictum 25 Non précisé expansum 0,82 25 Non précisé Hocking & Pitt, 1979
D'après Lesage-Meesen & Cahagnier, 1998.
Tableau 2
Températures caractéristiques de croissance
de quelques Aspergillii, Penicillia et Fusarium
Espèces fongiques T T T
min opt max
Aspergillus flavus 15 35 44 clavatus 10 25 37
Pénicillium aurantiogriseum 8 24 28 purpurogenum 28 12 35
Fusarium tricinctum 5 25 35
La production de mycotoxines différentes par les mêmes espèces ou souche de
champignons varie selon la température. Comme on peut le constater sur le
tableau 3, Fusarium graminareum produit un maximum de zéaralénone à 25 °C,
alors que deux fois plus de désoxynivalénol est produite à 28 °C (Greenhalgh, 1983).
C'est l'influence combinée de l'humidité et de la température qui est en fait primor­
diale. Les températures et a , les plus favorables à la croissance du champignon, ne w20 LES AGENTS DES MYCOTOXICOSES
correspondent généralement pas à celles de la production de toxine. Hill et ai (1985)
ont publié une représentation graphique de l'effet de la température et de l'activité de
l'eau sur la croissance d'Aspergillus flavus et parasiticus, et la production d'afla-
toxine (figure 1).
Tableau 3
Influence de la température sur la formation
de zéaralénone et désoxynivalénol
Température Concentration en ppm
°C Zéaralénone Désoxynivalénol
19,5 57,7 ± 7 6,1 ±0,6
25 120+13 149 ±14
28 98 ± 34 365 ±15
Aflatoxine
Croissance
Figure 1
Relation entre activité de l'eau et température
pour la croissance et la production d'aflatoxine
(d'après Hill etal., 1985)
Les conditions optimales de développement de la moisissure sont 36 °C pour un
a de 0,95, alors que l'aflatoxine est produite à 33 °C pour un a^, de 0,99. De même, w
bien que l'optimum d'a de croissance de P. viridicatum soit identique à celle de w
production de l'ochratoxine, la température joue un rôle important (figure 2). La
croissance du champignon peut avoir lieu entre 0 et 31 °C à a 0,95, alors que la syn­w
thèse d'ochratoxine A ne pourra avoir lieu qu'entre 12 et 24 °C (Northolt et al,
1979b, Steyn, 1984).
Activité en eau Écotoxico genèse 21
Figure 2
Effet de l'activité en eau et de la température sur la croissance
de Pénicillium viridicatum et production d'ochratoxine A
(d'après Steyn, 1984)
P. cyclopium et P. viridicatum poussent et produisent l'OTA dans des gammes
de températures bien plus larges qu'Aspergillus ochraceus (Krogh, 1987). D'une
manière générale la majorité des Penicillia est capable de se développer à des tempé­
ratures basses contrairement aux Aspergillii, c'est pour cela que les Penicillia sont
plus abondants sous des climats tempérés, alors que les Aspergillii prédominent sous
les climats chauds (Krogh, 1987). De la même manière, la patuline est produite entre
0 et 24 °C par P. expansum, et entre 4 et 31 °C par P. patulum à 0,99 d'a , alors w
qu'A, clavatus ne peut pas produire la patuline à une température < 12 °C même si
l'a est élevé (Northolt et ai, 1979 a et 1978). En ce qui concerne les Fusaria, ils w
sont généralement associés aux climats froids. Magan et al. (1997) ont étudié l'effet
de la température et de l'humidité sur la croissance de F. proliferatum et F. monili-
forme (figure 3).
Gqaleni et al. (1996) ont étudié l'effet combiné de l'activité de l'eau et de la tem­
pérature sur la production d'acide cyclopiazonique (CPA) par P. commune et d'afla-
toxine et de CPA par A. flavus (tableaux 4 et 5).
Le maximum de CPA est produit par P. commune à 20 °C pour un a de 0,98. La w
combinaison d'un a élevé et d'une faible température favorise la production de w
CPA, alors qu'un a faible et une température élevée favorisent le moins cette pro­w
duction. A. flavus est capable de produire du CPA et de l'AF à tous les a et toutes w
les températures testées. Le plus fort taux d'AF produit est obtenu lors d'un a élevé w
et une forte température. Ces conditions favorables de développement sont obtenues
fréquemment dans les régions tropicales et subtropicales (Miller, 1995).
Croissance mycélienne
mm/jour
Ochratoxine A,
mg 22 LES AGENTS DES MYCOTOXICOSES
Fusarium moniliforme
0,98
0,96
0,94
0,92
0,9
0,88
Fusarium poliferatum
0,98
0,96
0,94
0,92
0,9
0,88
Figure 3
Effet de l'activité de l'eau et de la température sur la croissance
de Fusarium moniliforme et proliferatum
(d'après, Magan et ai, 1997)
La présence d'une quantité suffisante d'eau dans une substance, qui puisse favo­
riser la croissance du champignon, provient d'un séchage insuffisant avant stockage,
de la pénétration de la pluie, de la neige ou de vent dans les entrepôts ou bien encore
d'une migration de l'eau à cause du gradient de température dans les bacs de stoc­
kage (Christensen & Kaufmann, 1974 ; Sauer, 1978 ; Lacey, 1989). La température
n'est pas la même dans toutes les parties des bacs de grain, ce qui peut entraîner un
transfert de vapeur d'eau des zones chaudes vers les parties froides. Le grain peut se
charger en humidité par absorption à partir d'un air chaud et humide ou à l'inverse
par condensation lors d'un contact avec de l'air froid (Anderson et al, 1943 ; Lacey,
1989). Écotoxicogenèse 23
Tableau 4
Taux moyen d'acide cyclopiazonique produit par Pénicillium commune
après 14 jours de développement sur du maïs
Activité en eau Température Acide cyclopiazonique
(T°C) (ng/g) (•w)
0,90 20 4 435 ± 782
0.98 20 7 678 ±722
0,95 25 4 054 ±905
0,90 30 2264±517
0.98 30 4 761 ±857
D'après Gqaleni et al.. 1996.
Tableau 5
Taux moyen d'aflatoxine et d'acide cyclopiazonique formés
par Aspergillus flavus après 14 jours de développement sur du maïs
Aflatoxine Activité en eau Température Acide cyclopiazonique
(a ) (T°C) (ng/g) w (ng/g)
0,90 20 1 252 ± 66 411 ±65
0,98 20 1 876 ± 8,7 2 030 ±332
0,95 1 590 ± 50 1 606 ± 308 25
0,90 30 709 ±143 901 ±119
0,98 30 1 614+ 175 3096 ± 357
D'après Gqaleni et al. 1996.
2 ACIDITÉ DU MILIEU (pH)
Magan & Lacey (1984 a, Lacey et ai, 1992) ont analysé l'effet conjugué de l'a , w
de la température et du pH. Une baisse de pH de 6,5 à 4 provoque une élévation de
l'a minimum pour la germination de 0,2 a à la température optimale. Comme le w w
montrent les tableaux 6 et 7, la production de patuline (Domoglou & Campbell,
1986), comme de zéaralénone (El-Kady & El-Maraghy, 1982) est variable suivant le
pH.
Le maximum de production de patuline a lieu entre pH = 3,2 et 3,8. L'optimum
pour la zéaralénone est de 7. 24 LES AGENTS DES MYCOTOXICOSES
Tableau 6
Effet du pH sur la croissance de Pénicillium expansion
dans les jus de pomme et la production de patuline
Biomass (g/1) Patuline (mg/1) pH
2,8 6,8 0,2
3,0 8,0 0,16
3,2 7,0 0,25
3,4 10,8 79,4
3,6 9,6 28,2
3,8 8,4 49,0
12,4 4,0 0,89
D'après Domoglou & Campbell, 1986.
Patterson & Domoglou, (1986) ont observé que la production d'ochratoxine A,
de citrinine et de stérigmatocystine par P. viridicatum, P. expansum et A. versicolor
était maximale à pH 5,6. C'est à pH - 3,7 qu'est formée le plus de fumonisine Bj
(FBj) alors que la croissance du champignon est maximale à pH = 5,6 (Blackwell
et al, 1994 ; Keller et al. 1997 et tableau 7). La croissance des champignons élabo­
rant l'AF s'effectue préférentiellement à pH = 5, bien que la pousse comme l'élabo­
ration de la toxine puisse avoir lieu à pH plus élevé (Holmquist et al., 1983 ;
Bracanto & Golding, 1953).
Tableau 7
Effet du pH sur la production de FB, et de F. proliferatum
Poids sec (g/1) FB, (ug/g) PH
9,4 ± 4,5 2,2 11,7 ±2,7
2,6 11,1 + 1,1 33,3 ± 10,2
261,6 ±338,1 3,0 12,0 + 2,6
3,7 13,8 ±1,4 436,7 ±118,0
4,2 432,3 ± 66,9 16,7 ±1,6
5,6 24,4 ± 2,0 16,9 ±9,2
D'après Keller et ai. 1997.
3 OXYGENATION
La plupart des moisissures ont besoin d'oxygène pour se développer (Pitt &
Hocking, 1985). Les plus exigeantes pousseront à l'extérieur de la substance qu'elles
contaminent, les moinss se développeront en profondeur. Certaines moi-Écotoxicogenèse 25
sissures sont capables de se développer en complète anaérobiose. C'est le cas notam­
ment de Byssochlamys qui peut contaminer les jus de fruit même appertisés, car les
ascospores sont très résistantes à des températures élevées. D'une manière générale,
la production de mycotoxine est plus sensible à une variation de la composition
gazeuse que la croissance de la moisissure (Paster & Bullerman, 1988). Une concen­
tration faible en O-, (< 1 %) et/ou une augmentation du taux de C0 sont efficaces 2
pour prévenir le développement des champignons et la formation de mycotoxine
(Paster & Bullerman, 1988). Wilson & Jay (1975) indiquent qu'A, flavus est capable
de pousser dans des atmosphères contenant 61,7 % C0 , 8,7 % 0 et 29,7 % N . Peu 2 2 2
de moisissures se développent en présence de 99,7 % N et 0,3 % 0 ou en présence 2 2
de 13,5 % C0 , 0,5 % O, et 84,4 % N,. La croissance d'A. flavus est plus sensible à 2
la quantité de CO-, que d'O, ou d'N , puisqu'il est capable de croître en présence de 2
forte quantité d'N (99 %) ou de faible quantité de O, (0,5). L'inhibition de la crois­2
sance et de la formation d'aflatoxine est totale pour un taux de 80 % CO., (Landers et
al. 1967). Lan d'ochratoxine A par A. ochraceus est complètement inhibée
à 30 % C0 , alors que celle du champignon l'est à 80 % C0 (Paster et al., 1983). 2 2
Magan & Lacey (1984 b) indiquent que la sensibilité du champignon au taux d'02
est influencée par l'a et la température. Le taux d'oxygénation affecte non seule­w
ment la croissance de FBp mais également la pousse du champignon. L'absence
d'O-, inhibe totalement la production de FB, et réduit considérablement la quantité
de moisissures (Keller et ai, 1997 et tableau 8)
Tableau 8
Effet de la restriction en O sur la croissance de F. proliferatum z
et la formation de FB,
Poids sec FB,
g/1 ("g/g)
14,1 ±0,5 533 ± 88,4 Présence d'02
Absence d'0 4,3 ± 0,3 ND* 2
* Non décelable
D'après Keller et ai, 1997.
La production d'aflatoxine dans le blé est sévèrement réduite lorsque le taux
d'Q est < 0,5 % lors du stockage (Wilson & Jay, 1975 ; Lillehoj, 1983). 2
4 INSECTES
L'effet des insectes est particulièrement préoccupant dans les régions tropicales
aussi bien pour une contamination aux champs que pendant le stockage. Les insectes
et les acariens sont les vecteurs de spores de moisissures qu'ils introduisent à l'inté­
rieur même du grain par les lésions qu'ils créent. Une infestation par les insectes pré-26 LES AGENTS DES MYCOTOXICOSES -
dispose les grains à une contamination par les moisissures et à la production de
mycotoxines (Farrar & Davis, 1991). Les insectes, endommagent l'enveloppe des
grains, ce qui favorise la pénétration de F inoculum à l'intérieur de la graine (LeBars,
1982). Certains insectes tels que les charançons dont les larves se développent à
proximité des grains infestés, véhiculent de nombreuses spores de champignons de
stockage (Christensen & Kaufmann, 1974 ; Abramson & Mills, 1985 ; Barry, 1987 ;
McMillian, 1987). Les chenilles et les coléoptères sont aussi associés à la contamina­
tion du maïs en aflatoxine (Dicke, 1977). Les acariens vivant sur les grains moisis,
récupèrent et transportent les spores de champignons sur leur corps, mais également
dans leur tube digestif et leurs fèces. De ce fait, 1'infestation de grain sain se produit
lorsque les acariens arrivent en contact avec ces grains (Griffiths et ai, 1959).
Plusieurs types d'insectes attaquent la plante et prédisposent celle-ci à une infection
par des champignons avant que l'épi ne se forme. C'est le cas des pucerons et des
asticots (pour un article général, voir Widstrom, 1992). Les insectes (asticot, larves
de racine, coléoptère) jouent un rôle important dans l'envahissement du maïs par
F. moniliforme. Les insectes provoquent des dommages dans les épis de maïs et les
tiges (Davis et ai, 1989 ; Sobek, 1996). Les spores peuvent être transportées au loin
par les coléoptères (Kommedahl & Windels, 1981). La contamination d'arachide, de
coton, de maïs par VA. flavus ou les aflatoxines avant la récolte est souvent liée à
l'attaque par les insectes. Ils interviennent aussi au cours de la conservation ; les
échantillons de grain hébergeant des charançons révèlent en général une population
fongique importante et parfois des mycotoxines (aflatoxine Bj, ochratoxine A, citri-
nine dans du maïs ou de l'orge). Au cours de la conservation de céréales non proté­
gées, les oiseaux et les rongeurs interviennent de manière similaire (LeBars, 1982).
5 SUBSTRATS
Un champignon n'est pas forcément capable de se développer sur n'importe quel
substrat (Madhyastha et ai, 1990). Ainsi, l'AF ne se forme quasiment jamais dans le
soja (Lillehoj, 1983). Cela est sans doute dû au fait de la présence d'inhibiteurs à
l'état de trace comme le zinc ou de protéine de petit poids moléculaire (Gupta &
Venkitasubramanian, 1975 ; Nagarajan & Bhat, 1972 ; Venkitasubramanian, 1977).
La composition qualitative et quantitative en certains nutriments (sucre, notamment)
influe sur la contamination en AF (Widstrom et al., 1984). L'AF contamine surtout
les noix, pistaches, amandes et céréales poussant dans les contrées chaudes (Anon,
1980). La situation aux champs est complexe puisque la croissance d'un champi­
gnon peut être influencée par les pratiques culturales. Ainsi le désoxynivalénol
contamine le blé d'hiver planté après du maïs, alors qu'il n'y a pas de contamination
si la culture s'effectue après une plantation de soja ou d'orge (Teich & Hamilton,
1985). Les arachides et le soja sont plus fréquemment contaminés par
l'ochratoxine A formée par Aspergillus alutaceus que le colza, le blé ou maïs, alors
que le meilleur substrat pour la production d'ochtatoxine A par Pénicillium verruco-
sum est le maïs (Madhyastha et ai, 1990). La citrinine est produite seulement par
P. verrucosum dans le blé et le maïs (Abramson et ai, 1990 a et b). Cette spécificité
de substrat provient de différences physiques (activité en eau, conductivité ther-Écotoxicogenèse 27
mique, oxygénation) et chimiques (composition en lipides, protéines, acides aminés,
acide gras, minéraux) (Le Bars, 1982 ; Lacey, 1989). L'acide phytique diminue la
synthèse d'AF alors que la proline stimule la production par A. parasiticus et A. fla-
vus (Payne & Hagler, 1983). De même, la proline et l'acide glutamique stimulent la
synthèse d'OTA par A alutaceus et P. verrucosum. Il y a une proportionnalité entre
le taux de protéines contenu dans l'orge et l'apparition d'OTA (Hàggblom & Gosh,
1985).
Suivant le substrat les conditions optimales de croissance vis-à-vis de l'humidité
et de la température sont différentes. Il faut toujours des taux bien supérieurs en eau
pour le développement de la toxine sur l'orge {tableau 9, Schuh & Schweighardt,
1981)
Tableau 9
Conditions minimales et optimales de production d'Ochratoxine A
par Pénicillium viridicatum sur blé et sur orge
Humidité Blé Orge
Optimum
% humidité à 24 °C 21,8 27,1
Minimum
% humidité à 24 °C 18,5 21,6
Minimum température 4 4
% humidité 28,6 40,5
D'après Schuh & Schweighardt. 1981.
6 INTERACTIONS
ENTRE MICRO-ORGANISMES
La présence simultanée d'autres micro-organismes, que ce soit des bactéries ou
d'autres moisissures, perturbe la croissance du champignon et la production de
mycotoxines. Il y a compétition entre différents champignons. Le taux d'AF est sou­
vent moins important lorsque A. parasiticus est introduit dans le milieu de culture en
même temps qu'A, flavus (Ehrlich et ai, 1985). Le même phénomène est observé
lorsque la souche introduite simultanément est une souche non-toxinogène (Tsuruta
et ai, 1977). Le rapport AFBj/AFG| est modifié, même si globalement la quantité
totale est identique (Calvert et ai, 1978). La présence de F. moniliforme dans les
épis de maïs protège celui-ci d'une contamination par A. flavus et réduit le taux d'AF
produit (Wicklow et ai, 1988 ; Zummo & Scoot, 1992). F. protège
aussi contre la contamination par F. graminearum (VanWyck et ai, 1988). Mislivec
et al. (1988) indiquent que lorsque A. parasiticus ou A. ochraceus poussent en même
temps que A. flavus, il n'y a pas diminution de la production d'AF. En revanche, la
présence de Penicillia diminue significativement le taux d'AF. L'inhibition de la
production d'AF par A. flavus lorsquM. niger est présent, est due à la synthèse parce 28 LES AGENTS DES MYCOTOXICOSES
dernier d'un produit inhibant la biosynthèse d'AF (Horn & Wicklow, 1983). L'OTA
à faible concentration (< 0,5 mg/1) n'a d'effet ni sur la croissance d'A. parasiticus, ni
sur la production d'AF, par contre à forte concentration (> 2,5 mg/1), la synthèse
d'AF est stimulée (Serafini et al, 1991). On avance l'hypothèse que l'OTA aug­
mente la production d'AF, parce que, comme l'OTA découple la phosphorylation
oxydative (Moore & Truelove, 1970), il y a accumulation d'entité acétate (Shih &
Marth, 1974), nécessaire à la biosynthèse d'AF.
Quand A. parasiticus croit en présence de Streptococcus lactis ou Lactobacillus
casei (Wiseman & Marth, 1981 ; El-Gendy & Marth, 1981), la quantité d'AF dimi­
nue. Ceci se produit quand la contamination par les deux agents est séquentielle, en
revanche si la contamination débute au même instant, on note une amplification de la
production d'AF.
7 FACTEURS CHIMIQUES
L'effet des pesticides est particulièrement intéressant puisqu'ils sont largement
utilisés pour contrôler les maladies des plantes. Lorsque les fongicides sont utilisés
avec succès, le risque de contamination en mycotoxine est faible. Cependant un cer­
tain nombre d'études ont montré qu'à concentration sub-létale, la production de
mycotoxine est favorisée (Moss & Frank, 1987). Ainsi le fenpropimorphe stimule la
production d'AFB et d'AFG, par Aspergillus parasiticus et le rapport est favorisé (
dans la production d'AFB| (Badii & Moss, 1988). L'utilisation de tébuconazole et
de triadiménol réduit l'incidence de Fusarium, tandis que la production de nivalénol
est augmentée (Gareis & Ceynowa, 1994). Le fongicide d'action systémique (tridé-
morphe) a un effet variable suivant la concentration sur la biosynthèse de toxine T-2
produite par Fusarium sporotrichoïdes (Moss & Frank, 1985). Des concentrations de
6 à 8 ppm favorisent la croissance du champignon, mais diminue la synthèse de
toxine T-2. Des concentrations de 30 à 50 ppm inhibent totalement la croissance de
la moisissure, en revanche stimule la production de toxine T-2 (Moss & Frank,
1987). L'effet du 2-désoxy-D-glucose qui est un fongicide sur la production de
mycotoxines par Pénicillium expansum a été récemment testé. La synthèse de patu-
line est inhibée alors que celle de citrinine est considérablement stimulée (Abo-
Dahab et al, 1996). L'utilisation de ce produit directement sur les pommes n'a en
revanche pas d'effets bénéfiques (Kazi et al, 1997).
Hacking & Biggs (1979) ont montré que la production d'AFB, dans l'orge était
due à un mauvais emploi d'acide propionique. A des concentrations sub-létales pour
lesquelles, la croissance d'A. flavus est réduite, la production d'AFBj est en
revanche augmentée (Al-Hilli & Smith, 1979). Le tétrachlorure de carbone stimule
aussi la production d'AF, par formation de radicaux libres (Fanelli et al, 1984). De
même, le disulfure de carbone et la phosphine utilisés comme fumigène, stimule la
production d'AF (Vandegraft et al, 1973). Le dichlorvos est un insecticide inhibant
la biosynthèse de l'AF (Rao & Harrein, 1972), de la zéaralénone (Berisford & Ayres,
1976), de la citrinine (Draughton & Ayres, 1978), de la patuline (Draughton &
Ayres, 1979) et de l'OTA (Wu & Ayres, 1979). D'autres insecticides diminuent la Écotoxicogenèse 29
synthèse de mycotoxines sans affecter la croissance des champignons (Draughton &
Ayres, 1978, 1979, 1982).
Il est bien évident qu'il ne faudrait pas mal interpréter ces résultats et supposer
que l'usage de fongicides ou autres pesticides est plus néfaste que bénéfique. Il est
clair, cependant, que la maîtrise de l'utilisation de pesticides doit être judicieuse.
CONCLUSIONS
Il est évident que de nombreux facteurs écologiques sont impliqués dans la crois­
sance d'un champignon et dans la biosynthèse des toxines. Chaque moisissure toxi-
nogène, chaque mycotoxine, chaque denrée ont leur profil particulier. Toutefois, il
est possible de proposer un schéma général de contamination par les mycotoxines
majeures (tableau 10). Les études faites en laboratoire comme l'observation dans les
lieux de stockage contribuent largement à la compréhension de ces phénomènes.
D'autres études sont nécessaires pour comprendre le mécanisme de détérioration des
grains, la contamination fongique et l'élaboration des mycotoxines. Cela contribuera
à la mise en place de moyens de préventions.
Tableau 10
Facteurs favorisants la production des mycotoxines lors du stockage
Mycotoxines Moisissures Conditions favorisantes Denrées
Aflatoxines A. flavus Arachide, coton, céréales, Chaleurs humides
A. parasiticus oléagineux, fruits secs - zones tropicales
- échauffement en stockage
Fusarium Maïs, sorgho Climats tempérés, récolte Zéaralénone
tardive, préstockage, cribs
Désoxynivalénol Fusarium Maïs, céréales Climats tempérés,
périrécolte, préstockage (vomitoxine DON)
Fusarium Maïs, céréales Climats tempérés, Trichothécènes
périrécolte, préstockage (autre que DON)
Fumonisines Fusarium Maïs Climats tempérés,
moniliformine périrécolte, préstockage
Ochratoxine A A. ochraceus Café, orge, avoine, Humidité en stockage
P. viridicatum seigle, blé Climats froids el humides
Altération macroscopique P. expansum Pommes (compote, jus) Patuline
Byssochlamys Ensilages Défaut d'anaérobiose
Satratoxines Slachybotrys atra Pailles Humidification 30 LES AGENTS DES MYCOTOXICOSES
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