Le bentoniti e la lotta alle micotossine in zootecnia

L’uso di materie prime contaminate da micotossine ha, da sempre, un forte impatto globale che grava, in particolar modo, sulla filiera lattiero-casearia e agro-alimentare causando significative perdite economiche. I concentrati contaminati, così come l’eccessiva umidità del foraggio in campo e durante lo stoccaggio, rappresentano in modo significativo una fonte certa di micotossine nella dieta dei ruminanti. Numerose sono le strategie di controllo sperimentate negli anni per cercare di tenere a bada questi nostri terribili nemici, tra cui sembra di particolare rilievo l’uso di bentonite in aggiunta alla razione alimentare dell’animale. Ma scopriamo di cosa si tratta.

Figura 1 - Aflatossine nel mais
Figura 1 – Aflatossine nel mais

Cosa sono le bentoniti?

Le bentoniti, originariamente generate dalla disgregazione della cenere vulcanica in situ, sono agenti di adsorbimento caratterizzati da una microstruttura cristallina a strati e una composizione piuttosto variabile. In genere sono costituite da argilla impura composta prevalentemente da montmorillonite. Quest’ultimo è un silicato stratificato in grado di adsorbire sostanze organiche, per l’appunto le micotossine, sia sulle superfici esterne sia all’interno dei suoi spazi interlaminari. In particolar modo, i minerali argillosi vengono impiegati con notevole versatilità in differenti settori, compreso quello zootecnico, in cui vengono classificati come additivi per gli alimenti (leganti o binder) in ragione dei loro molteplici effetti benefici, primi fra tutti l’azione protettiva/sequestrante nei confronti delle micotossine.

Figura 2 - Bentonite grezza allo stato naturale
Figura 2 – Bentonite grezza allo stato naturale

Caratteristiche

Nella bentonite, oltre alla montmorillonite (appartenente alla classe dei fillosilicati chiamati smectiti) si può riscontrare la presenza di altri minerali argillosi (come caolino, mica, illite, etc.) e non argillosi (come quarzo, feldspato, calcite e gesso). In effetti è proprio la presenza o meno di tali minerali che risulta essere in grado di influenzare l’efficacia di adsorbimento della bentonite e renderla più o meno idonea per determinate applicazioni. E’ bene chiarire, però, che il termine “bentonite” fu coniato unicamente per delineare questo preciso prodotto e, infatti, si tratta di una denominazione puramente commerciale che racchiude al suo interno una serie di argille naturali. Infatti l’origine della parola Bentonite è connessa con la località di Fort Benton (USA) dove si trova un importante giacimento di bentoniti.

Impiego in zootecnia di bentoniti

Nonostante l’introduzione di miglioramenti nel management aziendale, in concomitanza all’uso di materie prime a basso rischio da contaminazione di aflatossine, restano degli interventi prioritari da adottare in campo, strategie di controllo come l’aggiunta di additivi chelanti, quali le bentoniti, alla razione dell’animale, pur non avendo alcun apporto nutrizionale, sono in grado di ridurne la biodisponibilità. Fondamentalmente, tale sostanza favorisce l’escrezione fecale della micotossina, prevenendo così il conseguente trasferimento dai mangimi contaminati ai prodotti finali alimentari di origine animale. In particolar modo, un veicolo di micotossine da tener sott’occhio è il latte, che risulta coinvolto nella contaminazione finale da parte della Aflatossina M1 circolante. In breve, quest’ultima si genera dalla trasformazione della AFB1 nel fegato dell’animale in metaboliti idrossilati (per l’appunto M1 e M2) facilmente riscontrabili in latte e prodotti lattiero-caseari ottenuti da bestiame alimentato con mangime contaminato.

Ma somministrare bentonite è sicuro?

L’uso di bentonite si, sembra essere sicuro, infatti è autorizzato nel settore mangimistico come additivo (cod. E558) ad azione legante e antiagglomerante, ad una concentrazione massima tollerata di 20g/kg di mangime. Ad oggi, numerosi studi dimostrano la sicurezza della somministrazione in razione di bentonite per la salute sia dell’animale produttore dell’alimento che del consumatore finale, nonostante non si sia ancora ottenuta la piena concordanza tra gli studi condotti. Per l’appunto, sebbene in letteratura siano necessari ulteriori studi integrativi a sostegno, considerata la forte preoccupazione associata alla presenza di micotossine nei sottoprodotti a consumo umano, l’industria mangimistica in Europa e Stati Uniti ricorre largamente all’impiego di bentonite nella formulazione delle diete per gli animali da reddito zootecnico.

A cosa deve la sua efficacia?

Indubbiamente, la sua efficacia è garantita dall’affinità per la molecola, essenziale affinché si possa instaurare, all’interno del tratto gastrointestinale dell’animale interessato, un legame stabile con la micotossina in tempi più rapidi. Fondamentalmente, una caratteristica influenzante l’efficacia dell’adsorbimento è la struttura fisica dell’agente adsorbente, ovvero la carica totale e la distribuzione della carica, la dimensione dei pori e la superficie accessibile. I criteri più importanti per la valutazione degli adsorbenti da impiegare includono la stabilità del legame assorbente-tossina e la loro efficacia in un ampio intervallo di pH, poiché è previsto che tale prodotto agisca su tutto il tratto gastrointestinale. Per ciò che, invece, riguarda le temperature di impiego della stessa, diversi studi hanno suggerito una conseguente incorporazione del tensioattivo a temperature più basse, di conseguenza il processo di organofilizzazione della bentonite risulta essere più efficiente a temperature basse (30°C).

Effetti documentati della bentonite

In primo luogo, in considerazione delle proprietà genotossiche e cancerogene che le micotossine possiedono, studi condotti in vitro si sono incentrati sulla dimostrazione dell’effetto protettivo che la bentonite possiede nei confronti della tossicità indotta nelle cellule staminali da parte delle aflatossine. In particolar modo, la protezione può verificarsi quando AFB1 occupa lo spazio interstrato della montmorillonite, formando così dei complessi con i metalli, di conseguenza si avrà una ridotta disponibilità di AFB1 e, perciò, un ridotto danno cellulare. Indubbiamente, tali risultati sono incoraggianti e ci indicano come la bentonite, ad una concentrazione di 0,6 mg/ml, non va ad influire sulla differenziazione ma può modulare la vitalità delle cellule staminali riducendo la morte cellulare causata da fattori tossici, come l’aflatossina B1, offrendo, quindi, nuove prospettive per comprendere l’importanza dell’impiego di tali sostanze per il trattamento di esseri umani e animali.

Effetti sulla riduzione di micotossine nel latte

In riferimento a ciò, studi hanno evidenziato una maggiore efficienza della bentonite rispetto al caolino (altra sostanza adsorbente) nel ridurre la concentrazione della micotossina al di sotto del limite massimo consentito dalla legge, quindi 50 ng/L per gli adulti e 25 ng/L per lattanti. Difatti, diversi studi condotti in vivo riferiscono una riduzione significativa dell’escrezione di aflatossine attraverso sottoprodotti di origine animale, come il latte, a seguito dell’utilizzo di bentonite a concentrazioni comprese tra lo 0,03 e l’1% della razione. Ciò nonostante, l’efficacia di tale sostanza adsorbente risulta essere significativa in funzione dei modi e dei tempi d’inclusione della stessa nella razione. A tal proposito, più lungo è il tempo di contatto tra l’agente adsorbente e l’aflatossina, minore sarà la biodisponibilità di quest’ultima. Complessivamente però, ricerche approfondite ci suggeriscono che i potenziali enteroadsorbenti di micotossine dovrebbero essere rigorosamente ulteriormente valutati in vitro e in vivo prima della loro applicazione. 

Effetti sul microbiota dell’animale

In realtà, è importante, però, specificare che la bentonite non risulta essere specifica per le sole micotossine, in quanto ha dimostrato di essere in grado di adsorbire anche altre molecole a basso peso molecolare quali aminoacidi, acidi grassi a catena corta e, inoltre, di alterare il microbioma intestinale. Difatti, una volta giunta al rumine e nell’intestino della bovina, la bentonite è in grado di esercitare diversi effetti sul metaboloma ruminale e sulla flora ruminale e gastro-intestinale, che possono a loro volta influenzare la composizione del latte. Pertanto, un aspetto sicuramente da comprendere è relativo agli effetti dell’uso della bentonite sulla fisiologia della bovina da latte. Per tale motivo, l’EFSA non esprime alcuna valutazione sugli effetti relativi all’uso di bentonite e le relative conseguenze sulle caratteristiche del latte. Per tale ragione, auspica un aumento degli studi in vivo in modo da valutarne l’efficacia ed eventuali controindicazioni.

Riflessioni

In un contesto One-health, è bene chiarire che l’alimentazione degli animali da reddito non influenza soltanto il settore zootecnico in termini di costi, salute, benessere e produttività animale, ma anche, e soprattutto, la qualità e sicurezza degli alimenti derivanti da essi e destinati al consumo umano, l’approvvigionamento alimentare a livello globale, l’ambiente, e così via. Di conseguenza, ogni suo aspetto andrebbe attentamente indagato, così come l’impiego dei minerali argillosi nella lotta alle micotossine. A tal proposito, considerando il probabile incremento dell’impiego di questi additivi nel settore mangimistico, si auspicano ulteriori studi per comprendere al meglio i loro diversi effetti e meccanismi d’azione, prendendo in considerazione, soprattutto, la somministrazione a lungo termine, la possibile tossicità cronica, l’accumulo e i fenomeni che si realizzano a livello dell’apparato gastroenterico dell’animale.

Fonti

  • M. Miraglia, V. Minardi, C. Brera, Le micotossine nella filiera agro-alimentare (2006)
  • http://www.bentonite.it/cose-la-bentonite.php
  • https://www.ruminantia.it/il-punto-sullimpiego-dei-minerali-argillosi-in-zootecnia/
  • M. Mattiaccio, Micotossine: l’utilità degli agenti detossificanti (2015)
  • Regolamento di esecuzione (UE) N. 1060/2013 della commissione del 29 ottobre 2013 relativo all’autorizzazione della bentonite quale additivo per mangimi destinati a tutte le specie animali
  • A. Huwig, S. Freimund, O. Käppeli, H. Dutler, Mycotoxin detoxication of animal feed by different adsorbents, Toxicol. Lett. 122 179–188 (2001)
  • M.C. Di Gregorio, D.V. De Neeff, A.V. Jager, C.H. Corassin, Á.C.D.P. Carão, R. De Albuquerque, A.C. De Azevedo, C.A.F. Oliveira, Mineral adsorbents for prevention of mycotoxins in animal feeds, Toxin Rev. (2014)
  • J. Nones, J. Nones, A. Poli, A.G. Trentin, H.G. Riella, N.C. Kuhnen, Organophilic treatments of bentonite increase the adsorption of aflatoxin B1 and protect stem cells against cellular damage, Colloids Surfaces B Biointerfaces. 145 555–561 (2016)

Altre fonti

  • J. Nones, J. Nones, H.G. Riella, N.C. Kuhnen, A. Trentin, Bentonite protects neural crest stem cells from death caused by aflatoxin B1, Appl. Clay Sci. 104 119–127 (2015)
  • P. Xu, F. Hong, J. Wang, Y. Cong, S. Dai, S. Wang, J. Wang, X. Jin, F. Wang, J. Liu, Y. Zhai, Microbiome Remodeling via the Montmorillonite Adsorption-Excretion Axis Prevents Obesity-related Metabolic Disorders, EBioMedicine. (2017)
  • G. Rychen, G. Aquilina, G. Azimonti, V. Bampidis, M. de L. Bastos, G. Bories, A. Chesson, P.S. Cocconcelli, G. Flachowsky, J. Gropp, B. Kolar, M. Kouba, M. López‐Alonso, A. Mantovani, B. Mayo, F. Ramos, M. Saarela, R.E. Villa, R.J. Wallace, P. Wester, G. Martelli, D. Renshaw, G. López‐Gálvez, S. López Puente, Safety and efficacy of bentonite as a feed additive for all animal species, EFSA J. (2017)
  • A. Carraro, A. De Giacomo, M.L. Giannossi, L. Medici, M. Muscarella, L. Palazzo, V. Quaranta, V. Summa, F. Tateo, Clay minerals as adsorbents of aflatoxin M1 from contaminated milk and effects on milk quality, Appl. Clay Sci. (2014)
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Valentina Tassone

Ciao a tutti, sono Valentina Tassone e sono una biologa abilitata laureata in Biotecnologie Mediche, Veterinarie e Farmaceutiche da sempre appassionata di microbiologia veterinaria e zoonosi. Amo la scienza, la natura, gli animali, il buon cibo ed incuriosire i miei amici con le mie conoscenze. Puoi trovare più informazioni su di me qui linkedin.com/in/vtassone

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