Il successo nella produzione di cereali, per quanto riguarda la contaminazione fungina durante
la fase pre-raccolta, è fortemente correlato alla valutazione del controllo qualità. Lo scopo di questa
ricerca è stato quello di studiare come lo zearalenone (ZEN), un metabolita secondario prodotto da
diverse specie di Fusarium, sia metabolizzato e modificato nei cereali, come ad esempio il grano e
l’orzo. Inoltre, abbiamo sviluppato e ottimizzato metodi analitici per l’identificazione di composti
organici volatili (VOC) prodotti dall’interazione tra due specie fungine tossigene selezionate (F.
graminearum e F. culmorum) e piante di frumento. L’identificazione di biomarcatori di infezione
precoce, all’interno di questi VOC, può contribuire a prevenire/ridurre le contaminazioni all’interno
della catena alimentare.
Per quanto riguarda la micotossina ZEN, sono stati eseguiti esperimenti “Time Course”. Il
grano e l’orzo sono stati trattati con ZEN. I campioni sono stati raccolti in tempi differenti e analizzati
con un sistema UHPLC accoppiato ad uno spettrometro di massa QTOF. Il metodo LC-MS è stato
ottimizzato per consentire un’analisi veloce, ma comunque in grado di separare i metaboliti target. Per
quanto riguarda i composti volatili, le piante di frumento sono state inoculate utilizzando sospensioni di
spore dei due funghi selezionati. Le analisi sono state effettuate in differenti fasi fenologiche di
crescita. I VOC sono stati campionati direttamente nello spazio di testa di foglie e spighe, mediante
microestrazione in fase solida, e analizzati mediante strumentazione GC-MS.
Quantità assolute di ZEN e dei suoi metaboliti possono essere riportati rispetto al tempo di
raccolta dopo il trattamento. Sulla base del recupero percentuale rispetto al punto zero, si è visto che la
maggioranza dello ZEN non è stata metabolizzata dalle piante. I principali prodotti di metabolizzazione
sono stati i glucosidi. Invece i dati ottenuti dalle analisi dei VOC sono stati elaborati utilizzando
approcci statistici, come la PCA (analisi dei componenti principali), che sottolineano differenze molto
importanti tra i campioni. In particolare la maggior parte dei VOC sono stati rilevati durante la
maturazione lattea. Tra le sostanze identificate, alcoli alifatici, aldeidi e chetoni sono stati i più
abbondanti. Questi composti hanno differenti vie di biosintesi.
Per quanto riguarda gli esperimenti “Time Course”, è possibile concludere che la maggior parte
dello ZEN rimane non metabolizzata, però abbiamo osservato alcuni glucosidi, in particolare nell’orzo,
il quale si è dimostrato più attivo nella produzione di glucosidi rispetto al grano. L’approccio
sviluppato nello studio dei volatili ha fornito risultati promettenti nel prevedere il potenziale della
formazione della tossina, individuando la presenza di entrambe le specie di Fusarium nelle fasi iniziali
della crescita fungina nelle cultivar di frumento