Ornella patoris

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Ornella patoris

  1. 1. Centro Riccagioia Torrazza Coste, 11 Novembre 2013 I costituenti del vino potenzialmente tossici per la salute Ornella Pastoris Università degli Studi di Pavia FEASR Programma di Sviluppo Rurale 2007-2013
  2. 2. Costituenti del vino potenzialmente tossici per la salute • • • • • • Fitosanitari Micotossine (ocratossina A) Etilcarbammato Amine biogene Metalli Additivi (es. solfiti) Individuare metodi per ridurre o eliminare del tutto la loro presenza nel prodotto finale
  3. 3. Costituenti del vino potenzialmente tossici per la salute • • • • • • Fitosanitari Micotossine (ocratossina A) Etilcarbammato Amine biogene Metalli Additivi (es. solfiti)
  4. 4. Costituenti del vino potenzialmente tossici per la salute • • • • • • Fitosanitari Micotossine (ocratossina A) Etilcarbammato Amine biogene Metalli Additivi (es. solfiti)
  5. 5. Prodotti fitosanitari I principali parassiti della vite Tignoletta della vite (Lobesia botrana) Peronospera della vite (Plasmopara viticola) Trattamento preventivo con Muffa grigia prodotti in grado di (Botrytis cinerea) preservare la vite e garantire la qualità dell’uva
  6. 6. Pesticidi nelle uve e nel vino Pesticida Uva (mg/kg) Vino (mg/kg) Azoxystrobin 0.19 Cyprodinil Limite OIV (mg/kg) Uva Vino 0.09 - 0.13 2 0.5 1.03 0.18 - 0.21 5 0.5 Fludioxonil 0.78 0.23 -0.05 2 0.5 Penconazolo 0.58 0.47 0.2 Pyrimethanil 1.11 1.01-1.02 3 2 Caboni and Cabras, Adv Food Nutr Res. 2010; 59: 43-62
  7. 7. Sostanze utilizzate nella chiarificazione • Il carbone è raccomandato quando il residuo da eliminare è molto basso • Pesticidi molto idrosolubili come il diclorvos non subiscono variazioni significative Cabras et al, J Wine Res. 1995; 6: 201-205
  8. 8. Lieviti e pesticidi L’attività di lieviti e batteri può essere influenzata da residui di pesticidi I lieviti sono in grado di ridurre i livelli di pesticidi sia degradandoli che assorbendoli Cabras & Angioni, J Agric Food Chem. 2000; 48: 967-973
  9. 9. Controllo dei pesticidi Linee guida per un corretto uso dei pesticidi per il trattamento delle viti e dell’uva e individuazione di limiti massimi di residui consentiti nel vino Il processo di vinificazione riduce i residui di pesticidi eventualmente presenti nel prodotto iniziale Metodi di rilevamento molto sensibili e precisi • • • • Gas-cromatografia HPLC Elettroforesi capillare Spettrometria di massa
  10. 10. Fitoalessine • Composti antimicrobici prodotti dalle piante in risposta a diverse condizioni di stress sia di origine biotica che abiotica • Sono generalemente sintetizzate entro poche ore dall’esposizione alla fonte di stress e si accumulano nella pianta raggiungendo un contenuto massimo dopo 2/3 giorni Stimolare la produzione di fitoalessine nella vite potrebbe rappresentare un’interessante strategia per limitare l’uso dei pesticidi • Nella vite le fitoalessine sono un gruppo ristretto di molecole appartenenti alla famiglia dello stilbene • La più importante fitoalessina prodotta dalla vite è il resveratrolo (3,5,4’triidrossistilbene) Fitoalessine sintetiche Stilbene Resveratrolo
  11. 11. Costituenti del vino potenzialmente tossici per la salute • • • • • • Fitosanitari Micotossine (ocratossina A) Etilcarbammato Amine biogene Metalli Additivi (es. solfiti)
  12. 12. Ocratossina A (OTA) • Comunemente presente in cereali, uva, caffè, spezie, cacao • Individuata nell’uva e nel vino per la prima volta nel 1996 • Prodotta da Aspergillus spp. e Penicillium spp. • Nell’uva i principali produttori sono A. niger e soprattutto l’A. carbonarius che infettano l’uva prima del raccolto
  13. 13. Effetti di OTA sulla salute • Nefrotossica (danni dipendenti da dose ed esposizione) • Immunotossica • Teratogena • Cancerogena (gruppo 2B, IARC 1993) Lunga emivita Maiale: 70-120 ore Pollo: 4 ore Uomo: 840 ore TWI 120 ng/kg di peso corporeo (Efsa, 2006) Livelli di esposizione Presente anche in prodotti di origine animale destinati all’alimentazione umana 15-60 ng/kg di peso corporeo alla settimana
  14. 14. OTA nell’uva e nel vino La presenza di OTA nell’uva e nel vino è influenzata da numerosi fattori: • • • • Clima (temperatura e umidità) Zona geografica (latitudine) Annata di produzione Fattori legati alla vinificazione Livelli massimi di OTA ammessi in succo d’uva, mosto e vino 2 µg/kg (Regolamento CE n. 123/2005)
  15. 15. Effetto della latitudine I vini dei Paesi più meridionali sono in genere più contaminati come conseguenza del clima più caldo e secco CII  15% > 2µg/l CIII  27% > 2µg/l Valero et al., Food Chemistry 2008; 108: 593–599
  16. 16. Annata di produzione L’annata – come conseguenza del clima e della presenza di fenomeni metereologici – può influenzare la presenza di OTA nelle uve Lucchetta et al., Toxins 2010; 2: 840-855 Lopez De Cerain et al., Food Addit Contam 2002; 11:1058–1064
  17. 17. Fattori legati al tipo di vinificazione Pur non essendoci differenze di contenuto di OTA tra uva bianca e nera, il contenuto di micotossina nei vini rossi è superiore rispetto agli altri vini Nella produzione del vino bianco la sansa (la parte solida a cui rimane legata la maggior parte di OTA) viene separata dal succo, mentre nei vini rossi viene lasciata macerare a contatto con il succo. Questo spiega per quale motivo i vini rossi hanno livelli di OTA maggiori rispetto ai vini bianchi Brera et al., J Agric Food Chem 2008; 56: 10611–10618
  18. 18. OTA nei vini italiani La regione di origine del vino, come conseguenza diretta del diverso clima, influenza il contenuto di OTA Brera et al., J Agric Food Chem 2008; 56: 10611–10618
  19. 19. OTA nei vini italiani Lombardia 15 ng/l Triveneto 43 ng/l Piemonte 3 ng/l Romagna 115 ng/l Emilia 17 ng/l Toscana 498 ng/l Considerando solo i vini rossi si crea un gradiente dei livelli di OTA da nord a sud lungo il versante adriatico Marche 25 ng/l Abruzzo 195 ng/l Puglia 1302 ng/l Sicilia 1366 ng/l Pietri et al., Food Addit Contam 2001; 18: 647-654
  20. 20. Esposizione della popolazione italiana Sebbene i cereali siano considerati la maggior fonte di esposizione ad OTA, recenti studi hanno sottolineato l’importante contributo apportato dal vino (in particolare dai vini rossi) Miraglia e Brera, 2002
  21. 21. Esposizione della popolazione italiana L’assunzione quotidiana di OTA con il vino varia considerevolmente a seconda del consumo, del tipo di vino e dell’area geografica TDI = 17.1 ng/kg Brera et al., J Agric Food Chem 2008; 56: 10611–10618
  22. 22. Come minimizzare il rischio di contaminazione Minimizzare il danno agli acini sulla vite è uno degli elementi chiave per ridurre il rischio di contaminazione da OTA • tenere sotto controllo gli eventuali danni agli acini causati da funghi o da muffe patogene tramite l’utilizzo di fungicidi • tenere sotto controllo i danni causati da insetti utilizzando insetticidi • sfruttare pergolati e la potatura in modo che i grappoli abbiano una adeguata esposizione al sole, non rimangano impigliati nei fili dei tralicci ed abbiano spazio a disposizione • controllare le tempistiche di irrigazione per ridurre il rischio di rottura degli acini in caso di pioggia prima del raccolto
  23. 23. Come minimizzare il rischio di contaminazione • Strumenti che permettono di prevedere le regioni viticole a rischio di contaminazione da OTA e che sfruttano modelli che tengono conto delle temperature e delle precipitazioni stagionali • Raccolta di campioni nei vigneti sa sottoporre ad analisi microbiologiche • Applicazione dei metodi di controllo della contaminazione da Aspergillus spp  Controllo chimico (fungicidi)  Controllo biologico (lieviti, agenti di biocontrollo)
  24. 24. Trans-resveratrolo • Il trans-resveratrolo (3,5,4-triidrostilbene) è un composto antiossidante naturale che si accumula nelle foglie e nella buccia degli acini in risposta a danni di varia natura (infezioni fungine, radiazioni UV, danni chimici…) • Si può trovare anche nel vino in concentrazione variabile in funzione dei processi viticoli ed enologici • Ha proprietà di pesticida naturale
  25. 25. Svantaggi dei fungicidi • Residui nell’uva dopo la vendemmia e quindi possibile presenza nel vino • Potenziali effetti nocivi per la salute • L’uso persistente favorisce la selezione di ceppi resistenti Necessità di sviluppare metodi di controllo alternativi
  26. 26. Controllo biologico della produzione di OTA • Utilizza microrganismi (agenti di biocontrollo) antagonisti dei funghi patogeni e rappresenta una buona e promettente alternativa ai pesticidi • Uno dei vantaggi è che gli agenti di biocontrollo possono essere impiegati insieme ai pesticidi, riducendo quindi i livelli di questi ultimi necessari per tenere sotto controllo la crescita fungina
  27. 27. I lieviti come agenti di biocontrollo I livelli di OTA negli acini pretrattati con lieviti sono significativamente inferiori De Curtis et al., Int J Food Microbiol 2012; 159: 17-24
  28. 28. I lieviti epifiti • Sono i principali costituenti della flora microbica che ricopre la superficie degli acini di uva • Sono evolutivamente adattati a questa nicchia ecologica • Possono essere validi agenti di biocontrollo per la loro capacità di colonizzare i grappoli di uva e competere (per spazio e nutrienti) con i funghi patogeni • Possono sopravvivere e colonizzare gli acini nelle vigne mantenendo l’equilibrio dell’ambiente naturale
  29. 29. I lieviti epifiti Portano ad una considerevole riduzione della crescita sia di A. carbonarius che di A. niger sugli acini di uva Bleve et al., Int J Food Microbiol 2006; 108: 204-209
  30. 30. Interventi durante la vinificazione I principali elementi che riducono i rischio di contaminazione durante e dopo la raccolta: • selezione dell’uva e raccolta in modo da minimizzare i danni agli acini e ridurre la perdita di succhi durante il trasporto • • rapido trasporto alla cantina • corretta condotta igienica nella cantina conservazione a bassa temperatura dell’uva raccolta
  31. 31. Interventi durante la vinificazione Durante la fermentazione alcolica l’OTA viene adsorbita da mannoproteine presenti sulla parete dei lieviti e quindi “sottratta” al vino Selezionare ceppi di lievito la cui parete abbia una composizione proteica che garantisca elevata capacità di adsorbire l’OTA Agenti raffinanti (es. carbone vegetale) rimuovono l’OTA dal vino, ma compromettono la qualità del prodotto finale Agenti proteici (es. albumina) e la bentonite legano l’OTA, ma la loro efficacia può dipendere dalla presenza di altre proteina nell’uva
  32. 32. Interventi durante la vinificazione In base alle norme generali di salvaguardia della salute e alle direttive comunitarie, tutte le aziende del settore alimentare – e quindi anche le cantine che producono vino – devono mettere a punto dei sistemi di autocontrollo basati sulle norme HACCP Individuare i punti critici di controllo, ossia quei passaggi della lavorazione in cui il rischio di contaminazione è maggiore ed in cui vanno quindi concentrate le analisi di controllo Nei processi di vinificazione i punti critici di controllo per monitorare i livelli di OTA sono la pigiatura e la fermentazione alcolica. Al termine di questi passaggi è quindi buona norma effettuare dei prelievi per opportune analisi
  33. 33. Costituenti del vino potenzialmente tossici per la salute • • • • • • Fitosanitari Micotossine (ocratossina A) Etilcarbammato Amine biogene Metalli Additivi (es. solfiti)
  34. 34. Etilcarbammato (uretano) • A lungo usato come antisettico nell’industria delle bevande alcoliche • Alte concentrazioni hanno proprietà cancerogene • Non esistono limiti legali; la FDA ha raccomandato un limite volontario di 15 μg/l nei vini da tavola e 60 μg/l in quelli liquorosi • Può essere naturalmente presente nei cibi e nelle bevande fermentati, come liquori, vini, birre, pane, salsa di soia e yogurt
  35. 35. Fonti di etilcarbammato nel vino Deriva dal metabolismo dei lieviti, che durante la fermentazione alcolica porta alla formazione di grandi quantità di urea di per sé non tossica Anche durante la fermentazione malolattica i batteri possono produrre precursori dell’etilcarbammato, come la citrullina ed il carbamilfosfato
  36. 36. Come ridurre l'etilcarbammato nel vino • Utilizzare nella fermentazione ceppi batterici in grado di portare a termine una fermentazione malolattica completa, in modo da ridurre il rischio di formazione di citrullina • Intervenire sui quei processi di coltivazione e produzione che potrebbero determinare un aumento dei livelli di arginina nell’uva e nel vino • Nei vini con alti livelli di urea la legge permette l’uso della ureasi, un additivo in grado di degradare l’urea. L’ureasi viene ricavata dal Lactobacillus fermentum
  37. 37. Costituenti del vino potenzialmente tossici per la salute • • • • • • Fitosanitari Micotossine (ocratossina A) Etilcarbammato Amine biogene Metalli Additivi (es. solfiti)
  38. 38. Amine biogene • Ruolo molto importante nelle cellule e nell’organismo umano (istamina e tiramina, ad esempio, sono mediatori nel sistema nervoso centrale e contribuiscono a controllare la pressione sanguigna) • Contengono uno o più sostituenti organici legati ad un atomo di azoto. Hanno basso peso molecolare e derivano da aminoacidi aromatici o cationici Istidina decarbossilasi Istidina Istamina
  39. 39. Amine biogene Alifatiche Putresceina Aromatiche Cadaverina Spermidina Tiramina Spermina Eterocicliche Istamina Triptamina Feniletilamina
  40. 40. Amine biogene • Presenti in piante, frutta e vegetali • Si formano principalmente durante la fermentazione e l’invecchiamento • La loro presenza in alimenti e bevande è indesiderata in quanto possono causare problemi alla salute Nelle bevande alcoliche l’etanolo può inibire gli enzimi responsabili della detossificazione delle amine biogene a livello intestinale (es. COMT e MAO), determinando così un aumento della loro tossicità
  41. 41. Effetti delle amine biogene sulla salute Una eccessiva assunzione può dar luogo a diverse reazioni indesiderate con differenze dovute a sensibilità individuale Istamina Rash, edema, mal di testa, ipotensione, vomito, palpitazioni, diarrea e problemi cardiaci Tiramina e feniletilamina Ipertensione ed altri sintomi associati a vasocostrizione (soprattutto emicrania e addirittura emorragie celebrali) dovuti al rilascio di noradrenalina Putresceina e cadaverina Non sono di per sé tossiche, possono comunque aumentare la tossicità di istamina, tiramina e fenietilamina dal momento che interferiscono con le reazioni di detossificazione
  42. 42. Amine biogene nei vini • Il contenuto di amine biogene nei vini rossi è maggiore rispetto ai bianchi e ai rosé • Putresceina, tiramina e istamina sono le amine biogene maggiormente presenti nel vino Martuscelli et al, Food Chem. 2013; 140: 590-597
  43. 43. Fonti di amine biogene nei vini I lieviti possono contribuire al livello finale La maggior parte si forma durante i processi di fermentazione malolattica Marcobal et al, J Food Protect. 2006; 69: 397-404 Del Prete et al, Food Chem. 2008; 112: 474-481
  44. 44. Fattori che influenzano la formazione di amine biogene nel vino • Il materiale del contenitore usato durante la fermentazione malolattica (acciaio inossidabile, botti di rovere) può influenzare il contenuto di amine biogene nel vino • Alcuni parametri come pH, etanolo, SO2 influenzano l’attività delle decarbossilasi e la loro espressione - Ad alti valori di pH i batteri crescono meglio, quindi questo favorisce la formazione di amine biogene: per questo motivo i vini bianchi, che sono generalmente più acidi, contengono meno amine biogene rispetto ai vini rossi - Ad alti valori di pH la SO2 è meno attiva e quindi anche questo fattore può favorire la formazione di amine biogene Mazzoli et al, Amino Acids. 2009; 36: 81-89
  45. 45. Effetto dell’invecchiamento con fecce Durante l’invecchiamento le proteine presenti nella feccia, principalmente derivanti dalla autolisi dei lieviti, vengono idrolizzate a peptidi e questi peptidi vengono successivamente degradati ad aminoacidi e amine Tempi di macerazione più lunghi possono favorire una maggior produzione di amine biogene, soprattutto istamina, tiramina e putresceina Marques et al, Food Chem. 2008; 107: 853-860 Martin-Alvarez et al, Eur Food Res Technol. 2006; 222: 420-424
  46. 46. Come ridurre il contenuto di amine biogene nel vino • Sostanze chiarificanti (bentonite, PVPP) possono adsorbire le amine biogene riducendone i livelli nel vino • Utilizzare ceppi batterici aventi bassa o nulla capacità di produrre amine biogene (in quanto privi del gene che codifica per l’enzima coinvolto nella loro formazione) Ceppo batterico Istamina Tiramina Putresceina Lactobacillus brevi ND 0.4 g/l ND Oenococcus oeni ND ND ND Lactobacillus buchneri ND ND 0.9 g/l Leuconostoc mesenteroides ND 1.1 g/l ND ND = non determinabile (<2x10-5 g/l) Determinazioni in vitro su terreni di coltura addizionati di aminoacidi precursori Moreno-Arribas et al, Int J Food Microbiol. 2003; 84: 117-123 (adapted)
  47. 47. Effetto di trattamenti antifungini sui livelli di amine biogene nel vino • I vini ottenuti da uve non trattate hanno livelli di amine biogene superiori rispetto a quelli ottenuti da uve che hanno ricevuto un trattamento fungicida • La fonte di amine biogene nel vino può essere collegata allo sviluppo di funghi sull’uva non trattata Marques et al, Food Chem. 2008; 107: 853-860
  48. 48. Effetto di starters commerciali L’uso di starters ben selezionati inoculati all’inizio della fermentazione malolattica può ridurre la produzione di amine biogene Martin-Alvarez et al, Eur Food Res Technol. 2006; 222: 420-424 Marques et al, Food Chem. 2008; 107: 853-860
  49. 49. Conclusioni • Un’ampia varietà di composti possono influenzare la sicurezza del vino • Grazie agli sforzi della ricerca scientifica in campo enologico, l’industria vitivinicola dispone di adeguate conoscenze e mezzi per controllare e prevenire o comunque ridurre al minimo la formazione di composti potenzialmente pericolosi per la salute • Negli anni più recenti sono state fatte anche numerose scoperte su componenti del vino che hanno un effetto benefico sulla salute (polifenoli, peptidi) a confermare che un moderato consumo di vino fa effettivamente bene alla salute

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