Transformation of regulated and emerging mycotoxins upon food processing: from field to digestion

Abstract

Nel presente lavoro di tesi sono stati studiati diversi aspetti riguardanti micotossine regolate ed emergenti al fine di fornire informazioni circa la loro mitigazione dal campo al prodotto finito, focalizzando l’attenzione sul potenziale impatto del processo tecnologico. Successivamente, il loro ruolo tossicologico, ancora in discussione, è stato indagato attraverso l’applicazione di modelli gastrointestinali. In particolare, lo studio è stato rivolto a DON, micotossina più comune nel grano, DON-3-Glc, che rappresenta la sua principale forma modificata, e alla micotossina ENN B, maggiore rappresentante tra il gruppo delle cosiddette micotossine “emergenti”. Questo studio è stato quindi suddiviso in tre sezioni. La prima è stata rivolta allo sviluppo di esperimenti in serra effettuati su diversi genotipi di grano duro al fine di comprendere meglio il meccanismo di detossificazione dal DON e la resistenza delle diverse varietà ad una delle malattie più gravi che colpiscono questa specie (fusariosi della spiga). La seconda sezione ha riguardato lo studio del reale impatto di alcune filiere di produzione strategiche sul contenuto finale in micotossine. Inoltre, una strategia di mitigazione è stata messa a punto tenendo conto del possibile sviluppo di altri contaminanti legati al processo stesso e ottenendo un prodotto finito adeguato per il consumatore. Nell'ultima sezione di questo lavoro sono invece state effettuate delle indagini circa i possibili risvolti tossicologici di questi composti, valutando il loro destino durante la digestione umana.This work is focused on the study of specific aspects of mycotoxins, regulated and emerging, in order to provide information concerning their mitigation from field to finished product, with a particular focus on the potential impact of food processing. Subsequently, their toxicological role, currently under discussion, has been investigated through a dedicated gastrointestinal model. Particularly, a special focus was devoted to DON, the most common contaminant in wheat, to DON-3-Glc, representing its main derivative, and to ENN B, the major compound among so-called “emerging” mycotoxins. The study has been divided into three sections. The first one is addressed to the development of greenhouse experiments on different durum wheat genotypes in order to better understand the detoxification pathway from DON and the resistance of the different varieties to one of the most severe disease affecting this species. The second section involved the investigation of the effective imoact of different strategic production chains on mycotoxin levels in the finished product. Furthermore, a strategy of mycotoxin mitigation has been approached in order to optimize technological parameters within bakery production, still obtaining an appreciable product for consuming. In the last part of this work, investigations on the toxicological effects of these compounds have been carried out through the evaluation of their fate after human digestion