Introduction
Dans les conditions climatiques modé- rées régnant en Europe, les plus impor- tantes moisissures productrices de my- cotoxines au champ sont du genre Fu- sarium. Le risque d’une contamination des céréales par des Fusarium dépend fortement des précipitations, de la sen- sibilité de la variété de céréale et des conditions de culture (SCHACHERMAYR
et MÜLLER, 2002). Pour cette raison, les résultats d’études conduites à l’étran- ger ne sont que partiellement applica- bles aux conditions suisses.
Afin de disposer d’une vue d’ensemble de la situation des mycotoxines en Suisse, la Station fédérale de recher- ches en production animale de Posieux examine depuis des années les céréales suisses fraîchement récoltées.
Les résultats des enquêtes sur les my- cotoxines des années 1999 à 2001 ont été publiés (CHAUBERT, 2002). Dans le présent article, les résultats de 2002 sont comparés aux données antérieures.
Cette comparaison met en évidence l’influence de l’été très pluvieux de 2002 sur la teneur en mycotoxines des céréales.
Prélèvement d’échantillons et analyses
Les 353 échantillons de céréales préle- vés en 2002 après la récolte et les 32 échantillons de maïs-grain ont été col- lectés comme lors des années précé- dentes. La plupart des lots provenaient des centres collecteurs et des moulins de toute la Suisse (tabl.1).
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Revue suisse Agric. 35 (6): 255-258, 2003
Mycotoxines dans les céréales suisses: enquête 2002
A. GUTZWILLER, C. CHAUBERT, J.-L. GAFNER et W. GLAUSER, Station fédérale de recherches en production animale (RAP), CH-1725 Posieux
E-mail: andreas.gutzwiller@rap.admin.ch Tél. (+41) 26 40 77 223.
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Résumé
Après la récolte 2002, 353 échantillons de céréales à paille et 32 échan- tillons de maïs provenant de cultures suisses ont été prélevés et analysés quant à leurs teneurs en mycotoxines déoxynivalénol (DON) et zéaraléno- ne à l’aide de tests ELISA semi-quantitatifs. Le maïs avait un taux d’échan- tillons contaminés beaucoup plus élevé que les céréales à paille. Parmi les céréales, le triticale semble être particulièrement contaminé par des toxines de Fusarium. Les échantillons de céréales qui contenaient respec- tivement plus de 500 µg/kg de déoxynivalénol et plus de 100 µg/kg de zéaralénone, lors des tests ELISA, ont été analysés avec des méthodes chimiques. Celles-ci ont fait apparaître, dans quatre échantillons de blé et quatre échantillons de triticale, des concentrations en DON supérieures à 1 mg/kg (valeur maximale: 12 mg/kg). Des teneurs en zéaralénone supé- rieures à 200 µg/kg ont été détectées dans deux échantillons de blé et cinq échantillons de triticale (valeur maximale: 1,6 mg/kg). Aucun échan- tillon des autres espèces de céréales ne contenait plus de 1 mg/kg de DON ou plus de 200 µg/kg de zéaralénone. L’enquête a démontré claire- ment que, comparativement aux céréales à paille, l’incorporation de maïs présente un risque plus élevé de dommages dus aux mycotoxines. Bien que la part d’échantillons à teneur élevée en mycotoxines ait été plus forte que les années précédentes en 2002, année riche en précipitations, la contamination des céréales à paille suisses par des toxines de Fusarium peut être considérée comme faible.
Fig. 1. Les échantillons ont été prélevés dans toute la Suisse, dans différents centres collec- teurs et moulins.
Station fédérale de recherches en production animale de Posieux
Directrice: Danielle Gagnaux www.rapposieux.ch
Posieux
Des tests ELISA1pour la détermination des toxines de Fusarium, le déoxynivalé- nol (DON) et la zéaralénone, ont servi à l’analyse de tous les échantillons. Dans quelques échantillons, la toxine T-2 a été analysée selon la même technique. Les échantillons qui affichaient dans le test ELISA une teneur de plus de 500 µg/kg de DON et de plus de 100 µg/kg de zéa- ralénone ont été réexaminés avec une mé- thode chimique plus précise (par GC-MS pour le DON et la T2-toxine, par HPLC pour la zéaralénone). Les 32 échantil- lons de maïs-grain ont été analysés ex- clusivement avec le test ELISA.
Contamination par le déoxynivalénol (DON)
Le tableau 2 montre que les valeurs éle- vées en DON se rencontrent avant tout dans le maïs. Dans 26 des 32 échantil- lons de maïs-grain (81%), le test ELISA semi-quantitatif fournit des valeurs de DON de plus de 500 µg/kg. Ce résultat est une indication claire de la haute sensibilité du maïs à la contamination par des Fusarium.
Parmi les céréales à paille, le triticale a la plus grande proportion d’échantillons à teneurs élevées en DON; pour des raisons non expliquées, le pourcentage des échantillons de triticale contaminés durant «l’année à Fusarium» 2002 n’est pas plus élevé que celui des années pré- cédentes. Comparativement aux années précédentes, l’année pluvieuse 2002 a enregistré davantage de teneurs élevées en DON dans le blé et, dans une moin- dre mesure, dans l’orge.
L’analyse chimique des 38 céréales à paille de l’année 2002, dont le test semi- quantitatif avait fourni des valeurs de
plus de 500 µg/kg de DON, a donné les résultats suivants: quatre des 193 échan- tillons de blé (2%) et quatre des 71 échan- tillons de triticale (6%) avaient des con- centrations en DON qui dépassaient la valeur d’orientation2de 1000 µg/kg, tan- dis qu’aucune des analyses chimiques effectuées sur l’orge ne dépassait cette valeur. Comme le montre la figure 2, la
teneur effective en DON est systémati- quement surestimée avec le test ELISA jusqu’à des teneurs de 2000 µg/kg.
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Fig. 2. Comparaison des résultats d’analyses entre la méthode semi-quantitative ELISA et la méthode chimique pour le DON.
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
0 2000 4000 6000 8000 10000 DON ELISA (g/kg) DON chimique (g/kg)
Tableau 1. Origine des échantillons de céréales.
Céréale n Echantillonnage n
Blé 193 RAP, Suisse entière 137
swiss granum, Suisse entière 40
RAP, canton de Fribourg 16
Triticale 71 RAP, Suisse entière 65
RAP, canton de Fribourg 6
Orge 46 RAP, Suisse entière 44
RAP, canton de Fribourg 2
Avoine 27 RAP, Suisse entière 19
RAP, canton de Fribourg 8
Seigle 16 RAP, Suisse entière 14
RAP, canton de Fribourg 2
Maïs 32 RAP, Suisse entière 32
Tableau 2. Nombre d’échantillons contenant < 200, 200-500 ou > 500 µg/kg DON (méthode ELISA semi-quantitative).
Nombre d’échantillons en 2002 Nombre d’échantillons en 2000 et 2001 Céréale
Total < 200 200-500 > 500 Total < 200 200-500 > 500
Blé 193 133 39 21 199 177 18 4
(69%) (20%) (11%) (89%) (9%) (2%)
Triticale 71 30 27 14 49 23 15 11
(42%) (38%) (20%) (47%) (31%) (22%)
Orge 46 36 7 3 137 130 7 0
(78%) (15%) (7%) (95%) (5%)
Avoine 27 27 0 0 15 1 10 4
(100%) (67%) (7%) (27%)
Seigle 16 14 2 0 17 14 3 0
(88%) (13%) (82%) (18%)
Maïs 32 2 4 26 0 – – –
(6%) (13%) (81%)
1«Enzyme Linked Immunosorbent Assay», tests rapides semi-quantitatifs, lors desquels les mycotoxines sont détectées grâce à des anticorps. On a utilisé les trousses commer- ciales de la maison r-biopharm.
2La teneur en DON ne devrait pas dépasser 1 mg/kg dans la ration totale des porcs (ANO-
NYME, 2000). Les valeurs d’orientation pour les autres animaux de rente, moins sensibles aux mycotoxines de Fusarium, sont dans une fourchette de concentrations plus élevée.
Tableau 3. Nombre d’échantillons contenant < 50, 50-100 ou > 100 µg/kg de zéara- lénone (méthode ELISA semi-quantitative).
*La zéaralénone a été analysée dans 42 des 49 échantillons de triticale seulement.
Nombre d’échantillons en 2002 Nombre d’échantillons en 2000 et 2001 Céréale
Total < 50 50-100 > 100 Total < 50 50-100 > 100
Blé 193 175 10 8 199 191 8 0
(91%) (5%) (4%) (96%) (4%)
Triticale 71 55 8 8 42* 31 8 3
(77%) (11%) (11%) (74%) (19%) (7%)
Orge 46 45 1 0 137 127 10 0
(98%) (2%) (93%) (7%)
Avoine 27 27 0 0 15 2 13 0
(100%) (13%) (87%)
Seigle 16 13 3 0 17 17 0 0
(81%) (19%) (100%)
Maïs 32 20 4 8 0 – – –
(63%) (13%) (25%)
Contamination par la zéaralénone
Le tableau 3 montre que huit des 32 échantillons de maïs-grain (25%) con- tenaient au test ELISA des valeurs de plus de 100 µg/kg de zéaralénone.
Durant l’année 2002, plusieurs échan- tillons de blé et de triticale contenaient selon le même test des valeurs de plus de 100 µg/kg de zéaralénone, alors qu’en 2000 et 2001 de telles valeurs avaient été détectées seulement dans quelques échantillons de triticale. La confirma- tion chimique de ces mycotoxines dans les céréales à paille a donné les résultats suivants: deux échantillons de blé sur 193 (1%) et cinq triticales sur 71 (7%) contenaient plus de 200 µg/kg de zéa- ralénone3. La comparaison des deux méthodes d’analyse (fig. 3) montre que la méthode semi-quantitative ELISA permet de bien cerner le domaine de concentration, sauf dans les teneurs très élevées (extrapolation imprécise, qui nécessiterait une répétition de l’analyse avec une dilution appropriée).
Toxine T-2
dans les céréales
Comme le montre le tableau 4, des te- neurs de plus de 100 µg/kg furent dé- tectées en 2002 dans deux échantillons de triticale et quatre d’avoine, alors que toutes les valeurs des années passées se situaient au-dessous de 100 µg/kg. Les valeurs n’ont pu être confirmées chimi- quement que dans deux échantillons d’avoine. On peut conclure de ces ré- sultats que, dans nos conditions clima- tiques et de culture, cette mycotoxine est rare dans les céréales, à l’exception éventuelle de l’avoine. La distribution géographique actuelle des Fusarium producteurs de toxine T-2 a probable- ment aussi son rôle à jouer.
Evaluation du risque pour les animaux de rente
La comparaison avec les enquêtes anté- rieures montre qu’en 2002, une propor- tion plus importante de céréales à paille était contaminée par des teneurs éle- vées en DON et en zéaralénone. A peu près 1-2% des échantillons de blé et environ 5% des échantillons de triticale contenaient des quantités de toxines pouvant conduire entre autres à des chutes de performance et à des troubles mineurs de la fertilité chez les porcs, pour autant que ces lots de céréales constituent une part importante de la ration. C’est la raison pour laquelle il est recommandé de composer l’aliment pour porcs avec différentes céréales et en plus de choisir des charges diffé- rentes d’une même céréale. Comme c’est la pratique la plus courante dans la fabrication d’aliments du commerce, le risque d’avoir une teneur trop élevée en mycotoxines dans ce type d’aliments reste minime. Le risque est plus impor- tant lorsque l’on affourrage des mélan- ges provenant de l’exploitation, com-
posés de quelques matières premières seulement. Les risques dus aux myco- toxines des Fusarium sont particulière- ment élevés avec le maïs. Parmi les cé- réales, le triticale semble être le plus fréquemment contaminé par les toxines de Fusarium.
Les échantillons de céréales analysés indiquent que les blés présentant les teneurs les plus fortes en DON et zéa- ralénone proviennent de champs qui n’avaient pas été labourés après une culture de maïs. Cela confirme le fait déjà connu que le maïs souvent conta- miné par des Fusarium peut contami- ner la culture suivante lorsque ses rési- dus de récolte ne sont pas enfouis par un labour (SCHACHERMAYRet MÜLLER, 2002).
En complément aux échantillons de l’enquête 2002, des déchets provenant du nettoyage des céréales ont égale- ment été analysés. Tous ces déchets contenaient des quantités élevées de toxines de Fusarium.
C’est la raison pour laquelle, chez des animaux particulièrement sensibles comme les truies et les porcelets, l’uti- lisation de maïs, de céréales provenant de cultures sans labour après le maïs et de déchets de nettoyage des céréales correspond à un risque accru pour la santé des animaux. Dans ce contexte, le son est aussi à classer dans les aliments potentiellement dangereux, car il peut contenir un multiple des teneurs pré- sentes dans la céréale correspondante.
Teneurs en mycotoxines et effet nocif de l’aliment
Comme le montre le travail de synthèse de LAUBER et al. (2001), une teneur dans l’aliment en DON de 1000 µg/kg défavorise nettement la croissance des porcs dans certains essais alors que, dans d’autres, une concentration de DON de plus de 2000 µg/kg n’a pas d’influence négative. Ce phénomène devrait être dû au fait qu’en plus des toxines analysées en routine (DON, zéaralénone et toxine T-2), les céréales contaminées par des Fusarium peuvent également contenir des toxines moins connues mais pouvant nuire à la santé des animaux, qui ne sont analysables que dans certains laboratoires spéciali- sés. Les mycotoxines DON et zéara- lénone peuvent ainsi être considérées comme des toxines indicatrices qui montrent si la plante a été atteinte par des Fusarium producteurs de toxines.
Pourtant, sur la base des teneurs en ces deux toxines, il n’est pas possible de déterminer précisément l’étendue des dommages sur les animaux.
257 Fig. 3. Comparaison des résultats d’analyses
entre la méthode semi-quantitative ELISA et la méthode chimique pour la zéaralénone.
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
0 500 1000 1500 2000
Zéaralénone ELISA (g/kg) Zéaralénone chimique (g/kg)
Tableau 4. Nombre d’échantillons contenant < 50, 50-100 ou > 100 µg/kg de toxine T- 2 (méthode ELISA semi-quantitative).
*Analyse chimique: < 50 µg/kg.
**Analyse chimique de quatre échantillons: < 50, 124, 372 et 442 µ g/kg.
Nombre d’échantillons en 2002 Nombre d’échantillons en 2000 et 2001 Céréale
Total < 50 50-100 >100 Total < 50 50-100 >100
Blé 42 36 6 0 29 23 6 0
Triticale 15 11 2 2* 17 13 4 0
Orge 6 6 0 0 12 11 1 0
Avoine 7 2 1 4** 0 – – –
Seigle 6 3 3 0 3 3 0 0
3Une teneur en zéaralénone de 200 µg/kg dans la ration des truies d’élevage peut déjà provoquer des troubles minimes de fertilité (JADAMUSet SCHNEIDER, 2002).
Bibliographie
ANONYME, 2000. Gesellschaft für Mycotoxin- forschung. Orientierungswerte für Konzentra- tionen von DON und Zearalenon im Futter von Schwein, Rind und Huhn. http:/www.
mykotoxin.de/orien01_d.html
CHAUBERTC., 2001. Wenig Proben mit erhöhten Mykotoxingehalten beim Inlandgetreide.
Agrarforschung 9 (2), 67-69.
JADAMUSA., SCHNEIDERD., 2002. Langzeitwir- kung von Fusarientoxinen auf die Reproduk- tionsleistung bei Sauen. Kraftfutter 10, 396- 405.
LAUBER U., DILLENBURGER T., DROCHNER W., 2001. Distinct effects of equal levels of Fusa- rium toxins (Deoxynivalenol) in growing pigs.
Possible reasons. Proceedings 23. Mycotoxin- Workshop, 28.-30. Mai 2001, Wien, 53-57.
SCHACHERMAYRG., MÜLLERM., 2002. Mehr Fu- sarien bei Direktsaaten. Schweizer Bauer 6.
Juli 2002, 19.
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Zusammenfassung
Mycotoxine im Schweizer Getreide: Erhebung 2002
Im Anschluss an die Ernte 2002 wurden 353 Halmgetreide- und 32 Maisproben aus Schweizer Anbau gezogen und mit halbquantitativen ELISA-Tests auf die Mycotoxine Deoxynivalenol (DON) und Zearalenon untersucht. Mais wies einen viel höheren An- teil an kontaminierten Proben als die Halmgetreide auf. Unter den Getreiden scheint Triticale besonders häufig mit Fusarientoxinen kontaminiert zu sein. Die Getreidepro- ben, welche bei der Untersuchung mit den ELISA-Tests Werte von über 500 µg/kg Deoxynivalenol (DON) oder von über 100 µg/kg Zearalenon aufwiesen, wurden mit chemischen Methoden analysiert. Die chemischen Analysen zeigten, dass in 4 Weizen- und in 4 Triticaleproben DON-Konzentrationen von über 1 mg/kg vorkamen (Höchst- wert: 12 mg/kg). Zearalenongehalte von über 200 µg/kg wurden in 2 Weizen- und in 5 Triticaleproben analysiert (Höchstwert: 1,6 mg/kg). Keine einzige Probe der anderen Getreidearten enthielt über 1 mg/kg DON bzw. über 200 µg/kg Zearalenon. Die Erhe- bung zeigte deutlich auf, dass beim Einsatz von Mais im Vergleich zu Halmgetreide ein höheres Risiko von Mycotoxinschädigungen besteht. Obwohl der Anteil an Proben mit erhöhtem Mycotoxingehalt im niederschlagsreichen Jahr 2002 höher als in den Vorjah- ren war, kann die Kontamination des Schweizer Halmgetreides mit Fusarientoxinen als gering bezeichnet werden.
Summary
Mycotoxins in cereals grown in Switzerland in 2002
353 cereal samples (wheat: 193; triticale: 71; barley: 46; oats: 27; rye: 16) were randomly sampled and assayed for deoxynivalenol (DON) and zearalenone using ELISA kits. Positive samples were analysed using GC-MS for DON determination and HPLC for zearale- none determination. DON levels > 1 mg/kg (up to 12 mg/kg) were detected in 4 wheat and in 4 triticale samples, and zearalenone levels
> 200 µg/kg (up to 1.6 mg/kg) were detected in 2 wheat and in 5 triticale samples. None of the other cereals contained > 1 mg/kg DON or > 200 µg/kg zearalenone. The percentage of contaminated samples was higher in 2002 than in previous years presumably because adverse weather conditions had favoured Fusarium growth. Nevertheless, the percentage of contaminated samples was low and the risk of fusariotoxicosis in animals that consume compound feeds formulated with indigenous cereals is therefore considered to be small.
Key words: cereals, Fusarium, mycotoxin, deoxynivalenol, zearalenone, Switzerland.
