L’insilato di mais è uno degli ingredienti principali che caratterizzano i sistemi di alimentazione delle vacche in lattazione negli allevamenti della Pianura Padana, ad eccezione di quelli che producono latte trasformato in alcuni formaggi a Denominazione di Origine Protetta (Cattani et al., 2017). Tuttavia, l’insilato di mais può essere contaminato da micotossine, metaboliti secondari prodotti da diversi funghi, che se ingerite possono influenzare la salute degli animali (Vandicke et al., 2021; Abdallah et al., 2017). Inoltre, la natura ubiquitaria delle micotossine e la gravità degli effetti di alcune micotossine sulla salute umana, a causa dei fenomeni di “carry-over” nei prodotti lattiero-caseari, le rendono una delle principali preoccupazioni per la sicurezza alimentare. In generale, molte micotossine vengono inattivate con successo dalla flora microbica ruminale, mentre altre passano inalterate o vengono convertite in metaboliti che mantengono l’attività biologica (Fink-Gremmels et al., 2008). Pertanto, la compromissione della funzionalità ruminale può aumentarne i tassi di assorbimento, determinando così non solo potenziali effetti negativi sulla salute degli animali, ma anche l’escrezione di micotossine e loro metaboliti biologicamente attivi nel latte (Fink-Gremmels et al., 2008).

Negli ultimi anni, diversi studi scientifici hanno profilato micotossine regolamentate ed emergenti negli insilati di mais, concentrandosi su diversi parametri, come ad esempio la qualità della fermentazione e la presenza delle comunità batteriche coinvolte. Le strategie di ricerca odierne sulle micotossine si sono concentrate sull’osservazione delle modifiche di alcuni parametri biochimici (Wang et al., 2019). Tuttavia, le analisi di pochi parametri (come indici biochimici associati allo status antiossidante ed immunitario dell’animale) forniscono informazioni limitate e consentono di trarre poche inferenze metaboliche (Wang et al., 2019). Pertanto, studi basati sui cambiamenti della composizione chimica dei biofluidi delle vacche da latte esposte tramite specifiche strategie alimentari alle micotossine stanno guadagnando grande interesse (Sun et al., 2015; Eshelli et al., 2018).

È interessante notare che lo sviluppo di approcci omici, come analisi chimiche e strumentali basate su metabolomica targeted ed untargeted, ha consentito ai ricercatori di studiare potenzialmente i cambiamenti nella composizione di più biofluidi in seguito all’esposizione a diverse classi di micotossine.

In un lavoro pubblicato sulla rivista “Metabolites“ nel 2021, Rocchetti et al. hanno utilizzato un approccio metabolomico untargeted basato sull’utilizzo di cromatografia liquida ad altissime prestazioni accoppiata con la spettrometria di massa ad alta risoluzione (UHPLC-HRMS) per studiare i cambiamenti del profilo chimico del latte di massa vaccino considerando diete basate su insilati di mais contaminati da diverse classi di micotossine. In particolare, lo studio ha valutato e studiato il profilo chimico di 45 campioni di latte, precedentemente classificati in cinque cluster principali sulla base del profilo di contaminazione dell’insilato di mais.

I cinque cluster principali erano costituiti da:

(1) bassi livelli di micotossine da Aspergillus e Penicillium;

(2) bassi livelli di fumonisine e altre micotossine da Fusarium;

(3) alti livelli di micotossine da Aspergillus;

(4) alti livelli di micotossine non regolamentate da Fusarium;

(5) alti livelli di fumonisine e loro metaboliti.

I ricercatori hanno sfruttato l’utilizzo di statistiche multivariate (sia approcci statistici non supervisionati che supervisionati) per modellare i dati omici acquisiti. Il profilo metabolomico del latte ha evidenziato potenziali correlazioni tra la qualità degli insilati di mais contaminati (come parte dell’Unifeed) e la composizione del latte. Il grafico risultante dalle analisi statistiche multivariate supervisionate che mostra la distribuzione dei campioni di latte in accordo alla contaminazione dell’insilato di mais è mostrato in Figura 1.

Figura 1. OPLS-DA score plot costruito sulla base del profilo chimico del latte associato a diversi livelli di contaminazione da micotossine dell’insilato di mais.

L’analisi metabolomica ha permesso di identificare 628 metaboliti del latte che venivano influenzati in modo significativo dai cinque livelli di contaminazione dell’insilato di mais considerati. In particolare, aminoacidi e peptidi hanno mostrato il più alto grado discriminante (134 composti). Inoltre, 78 metaboliti sono stati selezionati come miglior discriminanti in assoluto, evidenziando come gli sfingolipidi insieme ai metaboliti derivati da basi azotate (come purine e pirimidine), erano le classi chimiche più colpite. Inoltre, le analisi hanno evidenziato un accumulo significativo della forma ossidata del glutatione nei campioni di latte appartenenti al gruppo di insilati contaminati dalle tossine emergenti da Aspergillus, probabilmente a causa di scompensi nello status redox. Questi risultati preliminari hanno fornito nuove informazioni sul potenziale ruolo della metabolomica applicata al settore lattiero-caseario per fornire potenziali indicatori chimici dei sistemi di alimentazione a base insilato di mais eventualmente contaminato da micotossine.

La presente nota è una sintesi del seguente articolo scientifico pubblicato dalla rivista “Metabolites” dove è riportata tutta la letteratura citata: Rocchetti, G.; Ghilardelli, F.; Bonini, P.; Lucini, L.; Masoero, F.; Gallo, A. Changes of milk Metabolomic profiles resulting from a mycotoxins-contaminated corn silage intake by dairy cows. Metabolites 2021, 11, 475. https://doi.org/10.3390/metabo11080475.

Autori

Giuseppe Conte, Alberto Stanislao Atzori, Fabio Correddu, Luca Cattaneo, Gabriele Rocchetti, Antonio Natalello, Sara Pegolo, Manuel Scerra – Gruppo Editoriale ASPA