Autor(es):
Soares, Célia 
Data: 2012
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/1822/21478
Origem: RepositóriUM - Universidade do Minho
Assunto(s): Maize; Mycotoxigenic; Fungi; Aflatoxins; Cyclopiazonic acid; Fumonisins; Ochratoxin A; Aspergillus section Flavi; Aspergillus section Nigri; Milho; Fungos micotoxigénicos; Aflatoxinas; Ácido ciclopiazónico; Fumonisinas; Ocratoxina A; Aspergillus secção Flavi; Aspergillus secção Nigri
Descrição
Tese de doutoramento programa doutoral em Engenharia Química e Biológica The reduction of yield, quality, and nutritional value of grain cereals by filamentous
fungi and subsequent contamination with mycotoxins is of great concern around the world.
Mycotoxins are known to cause serious health problems in animals and some mycotoxins such
as aflatoxins, fumonisins and ochratoxins, in particular, have also been associated with human
health problems.
Aflatoxins, fumonisins and ochratoxin A produced by several Aspergillus species are
prominent among the mycotoxins associated to maize economic losses (Zea mays L.).
However, the presence of a given fungus does not mean that the mycotoxin(s) associated with
that fungus is (are) also present. There are many factors, especially environmental conditions
and agricultural practices, involved in the production of mycotoxins.
The aim of this thesis was to contribute to the risk assessment of post-harvested
contamination of maize kernels with aflatoxins (AFs), cyclopiazonic acid (CPA), fumonisins B1
and B2 (FB1 and FB2, respectively) and ochratoxin A (OTA) in three Portuguese regions (Beira
Litoral, Ribatejo e Alto Alentejo). To this end, studies were made, first to determine maize
Aspergillus mycoflora and assess the mycotoxigenic potential of the isolated strains, and
secondly to determine the incidence of AFs, CPA, OTA and FB in milled maize.
Ninety five maize samples were collected between November 2008 and April 2009 in
maize association of producer’s facilities in three different agroclimatic regions of Portugal.
These samples were taken at reception, after drying and after storage, and moisture content
was measured immediately after sampling. Strains of Aspergillus were isolated and identified
through phenotypic characterization and mycotoxin production. Molecular work was also done
in eight isolates that could not be fully identified, up to species level, and a new species
belonging to Aspergillus section Flavi was described and named as Aspergillus mottae Around ninety one percent of the maize samples were contaminated with strains of
Aspergillus. These were subsequently grouped into five sections: Flavi (423 isolates) followed
by Nigri (270 isolates), Wentii (214 isolates), Circumdati (15 isolates) and Candidus (2 isolates).
The fungal frequency of the isolations obtained from the samples belonging to the three steps
of the maize storage chain differs. The highest frequency occurs after drying, being the lowest
frequency at reception followed by storage. What concerns Aspergillus species isolations at each region, the regions with Mediterranean climates had a higher percentage of Aspergillus
section Nigri isolates in comparison with the region with transitional between Atlantic and
Mediterranean climate.
Maize samples were analyzed by HPLC for mycotoxin contamination. Mycotoxins were
detected in 83% of the samples, with prevalence for FB1. Hence, 83% percent of the samples
were positive for FB1, 46% were positive for FB2 and only 5% were positive for AFs. None of
the samples were positive for OTA and CPA.
In conclusion, the two Producer’s Society and the Agricultural Cooperative showed to
have good practices, minimizing the occurrence of mycotoxins. Even though Aspergillus
section Flavi, especially of A. flavus, and Aspergillus section Nigri isolates were present in high
numbers in the maize kernels, very few samples were contaminated with aflatoxins (5%), and
none were positive for either CPA and OTA. The presence of fumonisins (FB1 and FB2) in the
majority of the samples (83 and 46%, respectively) suggests that there was pre-harvest
contamination with Fusarium species. There is no evidence that the presence of FB2 is due to
the presence of Aspergillus niger aggregate isolates. A redução do rendimento, qualidade e valor nutricional dos cereais por fungos
filamentosos e consequente contaminação com micotoxinas é de grande preocupação em
todo o mundo. As micotoxinas são conhecidos por causar sérios problemas de saúde nos
animais e algumas micotoxinas em particular as aflatoxinas, fumonisinas e ocratoxinas,
também têm sido associadas a problemas de saúde nos seres humanos.
As aflatoxinas, fumonisinas e ocratoxina A, produzidas por várias espécies de
Aspergillus, estão entre as micotoxinas associadas a perdas económicas no milho (Zea
mays L.). No entanto, a presença de um dado fungo não significa que a(s) micotoxina(s)
associada também esteja(m) presente. Há muitos factores envolvidos na produção de
micotoxinas, tendo especial relevância as condições ambientais e as práticas agrícolas.
O objectivo desta tese foi contribuir para a avaliação do risco de contaminação póscolheita
de grãos de milho com aflatoxinas (AFs), ácido ciclopiazónico (CPA), fumonisinas B1 e
B2 (FB1 e FB2, respectivamente) e de ocratoxina A (OTA), em três regiões portuguesas (Beira
Litoral, Ribatejo e Alto Alentejo). Para este fim, foram realizados estudos com o intuito de
determinar, em primeiro lugar, a variedade de Aspergillus associada ao milho e o potencial
micotoxigénico das estirpes isoladas, e, em segundo lugar, determinar a incidência de AFs,
CPA, OTA e FB em farinha de milho.
De modo a atingir os objectivos, foram recolhidas noventa e cinco amostras de milho
entre Novembro de 2008 e Abril de 2009 em Associações de Produtores de milho situadas em
três regiões de Portugal com diferenças agroclimáticas. Estas amostras foram retiradas na
recepção, após a secagem e após o armazenamento, tendo sido medido o teor de humidade
logo após a amostragem. As estirpes de Aspergillus foram isoladas e identificadas através da
caracterização fenotípica e da produção de micotoxinas. Foram realizados estudos moleculares
em oito isolamentos, uma vez que não puderam ser identificados até ao nível de espécie. O
resultado deste trabalho permitiu descrever uma nova espécie pertencente aos Aspergillus
secção Flavi, cuja designação passou a ser Aspergillus mottae.
À volta de de 91% das amostras de milho estavam contaminadas com estirpes de
Aspergillus. As estirpes foram identificadas como pertencentes a cinco diferentes secções:
Flavi (423 isolamentos), seguida por Nigri (270 isolamentos), Wentii (214 isolamentos),
Circumdati (15 isolamentos) e Candidus (2 isolamentos). A frequência fúngica entre os isolamentos obtidos a partir das amostras pertencentes às três etapas da cadeia de
armazenamento de milho difere. A maior frequência ocorre após a secagem, sendo a menor
frequência na recepção seguida do armazenamento. No que refere a isolamentos de espécies
de Aspergillus em cada região, as regiões com climas Mediterrânicos apresentaram maior
percentagem de isolamentos de Aspergillus secção Nigri em comparação com a região de
clima de transição entre Atlântico e Mediterrânico.
As amostras de milho recolhidas foram analisadas por HPLC para determinar se
estariam contaminadas com micotoxinas. As micotoxinas foram detectadas em 83% das
amostras, com prevalência para FB1. Assim, 83% por cento das amostras foram positivas para
FB1, 46% foram positivas para FB2 e apenas 5% foram positivas para AFs. Nenhuma das
amostras acusou a presença de OTA e CPA.
Em conclusão, as Associações de Produtores mostraram ter boas práticas,
minimizando a ocorrência de micotoxinas. Mesmo que a presença de estirpes de Aspergillus
secção Flavi, principalmente de A. flavus, e de estirpes de Aspergillus secção Nigri estivessem
presentes em números elevados nos grãos de milho, poucas amostras mostraram estar
contaminadas com aflatoxinas (5%), e nenhum delas foi positiva quer para CPA quer para OTA.
A presença de fumonisinas (FB1 e FB2) na maioria das amostras (83 e 46%, respectivamente)
sugere que houve uma contaminação pré-colheita com espécies de Fusarium. Não há
nenhuma prova que indique que a presença de FB2 é devido à presença de estirpes
pertencentes ao agregado Aspergillus niger
