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Le terme mycotoxine vient du grec "mycos" qui signifie champignon et du latin "toxicum" qui signifie poison. Il désigne les substances chimiques toxiques produites par certaines moisissures qui se développent sur certaines denrées alimentaires, en particulier sur les céréales (Quillien, 2002). Pour Pitt (1998), les mycotoxines sont des "métabolites fongiques qui, lorsqu’ils sont ingérés, inhalés ou absorbés à travers la peau, entraînent une diminution des performances, une maladie ou la mort chez l’homme ou les animaux, y compris les oiseaux". Nielsen et al. (2004) définissent une mycotoxine comme étant "un métabolite fongique causant une réponse du fait de sa toxicité à faible dose chez les vertébrés". Leszkowiecz (1999) définit les mycotoxines comme des métabolites

En effet, les mycotoxines sont des molécules de petite taille, peu solubles dans l'eau et chimiquement très stables. Elles résistent à l'acidité et aux hautes températures (les aflatoxines résistent à 250 °C). De ce fait, les procédés d’élimination des micro-organismes (chauffage, stérilisation ...) sont inefficaces sur l’élimination de la plupart des mycotoxines. Par ailleurs, une augmentation du pH (milieu alcalin) permet de détruire les aflatoxines (par ouverture du noyau lactone), l’ochratoxine, la citrinine, la patuline ... Il n’existe pas de méthodes universelles de décontamination qui pourraient convenir à l’ensemble des mycotoxines (Dragacci et al., 2005). La structure chimique des mycotoxines est très diversifiée. Elles peuvent être classées en polyacétoacides, terpènes et métabolites azotés selon leur origine biologique, ce qui explique leurs effets biologiques différents : cancérogène, mutagène, tératogène, oestrogénique, neurotoxique, ou immuno-suppressif (Steyn, 1998).

6.3. Ecotoxinogénèse :

La production des mycotoxines peut se faire à tous les stades de la chaîne alimentaire depuis le champ jusqu’au produit fini (Leszkowicz, 1999). Celles-ci peuvent survenir au champ (avant récolte), lors du transport, pendant le stockage ou au cours de la transformation. La mycotoxine peut aussi être présente alors que l’agent responsable a disparu, soit du fait de l’évolution de la mycoflore, soit du fait de traitements technologiques.

6.3.1. Facteurs internes :

Une souche toxinogène d’une certaine espèce ne signifie pas que toutes les souches de cette espèce produisent cette mycotoxine. La fréquence des souches toxinogènes dépend de l'espèce considérée et parfois aussi de la région et du substrat. Le Bars (1988) a détecté en France 35 % d’A. flavus produisant de l'Aflatoxine B1 sur aliments simples, alors que sur fourrages de pays tropicaux 70 % en produisaient.

Une donnée encore plus importante que la fréquence des souches toxinogènes est le potentiel toxinogénique des différentes souches à l'intérieur d'une espèce. Même parmi les souches toxinogènes il existe de grandes variations quant au niveau de production. En laboratoire, Le Bars (1988) a utilisé des souches d'une même espèce dont certaines produisaient 1000 mg/kg de toxines alors que d’autres n'en produisaient pas à des niveaux détectables.

De plus, d'après les travaux de Melcion et al. (1997) portant sur l'étude de 25 souches de F.

moniliforme produisant des fumonisines, il n'y a aucune corrélation entre la croissance

fongique et la quantité de toxines produite.

6.3.2. Facteurs externes :

Les conditions de toxinogénèse sont en général plus restrictives que celles requises pour la croissance.

6.3.2.1. Facteurs physiques:

Ils constituent l’ensemble des conditions environnementales comme la température, la disponibilité en eau, l’infestation par les insectes et l’attaque par les rongeurs.

a- L’aw :

L'aw est un des principaux facteurs de production de mycotoxines particulièrement dans les produits faiblement hydratés. La toxinogénèse a lieu dans des conditions d'aw légèrement supérieures (+0,02) à l'aw minimale pour la croissance. Au delà de ce seuil, la toxinogénèse augmente de manière exponentielle avec l'aw si les autres conditions écologiques restent constantes (Le Bars, 1984).

L'influence de l'aw sur la synthèse de fumonisine B1 par F. moniliforme sur maïs a été étudiée par Cahagnier et al. (1995). Le passage de l'aw de 1 à 0,95 diminue la quantité de toxine de trois fois, de même le passage de 1 à 0,9 réduit la production de 300 fois. Le seuil minimal de production de toxine se situant entre 0,85 et 0,86 constitue également la limite de l'activité métabolique pour F. moniliforme. Marin et al. (1995) ont étudié l'influence de l'aw et de la température sur la production de fumonisines par F. proliferatum et F.

moniliforme. La quantité de toxine augmente avec l'aw aussi bien à 25 °C qu'à 30 °C.

b- La température:

La température joue un rôle prépondérant sur la physiologie des moisissures. Elle conditionne aussi bien son développement, les conditions de sa reproduction et sa toxinogénèse. Comme pour la sporulation, la production de mycotoxines sera maximale à une température généralement inférieure à la température optimale de croissance. De plus, une même espèce fongique peut élaborer différentes mycotoxines selon la température : A.

ochraceus produira principalement de l'ochratoxine A vers 25-30 °C, alors qu’à 15-20 °C il

y aura plutôt de l'acide pénicillique. Melcion et al. (1998) ont étudié l'influence de la température (10, 15 et 30 °C) sur la production de fumonisine B1 sur du maïs. Grâce à la mesure de l’ergostérol, ils définissent la température optimale de croissance à 30 °C. Quant à la production de toxine, elle est maximale à 15 °C et faible à 30 °C. Barrios et al. (1996) rapporte que des conditions cycliques de température (5°C et 25 °C) sont encore plus favorables à l'aflatoxinogénèse par A. parasiticus qu'une température constante de 25 °C. La sporulation étant aussi stimulée par de telles conditions, on peut penser que ces deux phénomènes seraient des réponses à un stress physiologique.

La température affecte également la stabilité de certaines toxines. Alors que les aflatoxines sont très résistantes à des températures élevées, ce n'est pas le cas de l'acide pénicillique produit notamment par P. verrucosum. Le spectre de température de production de cette toxine varie de 4 à 30 °C avec un optimum à 25 °C. Cependant cette toxine s'accumule généralement à de faibles températures mais quand celles-ci augmentent la concentration en toxine diminue. Ce phénomène est dû au couplage de l'acide pénicillique avec des radicaux thiols (-SH) qui augmente en même temps que la température et qui conduit à une détoxication de la molécule (Le Bars, 1984).

la toxinogénèse. En faisant varier la composition des milieux par des plans factoriels, Le Bars (1984) a montré que pour une douzaine de toxines la composition la plus favorable pour la toxinogénèse est : 16 % de saccharose et 1 à 2 % d'extrait de levure. Ces résultats sont en accord avec les études de toxinogénèse in vitro sur des substrats naturels. Le Bars (1988) a remarqué que 96 % des souches d’A. flavus isolées de noisettes sont toxinogènes alors que 25 % seulement le sont sur du riz. En effet, les céréales et les oléagineux sont généralement plus favorables à la production de mycotoxines que les substrats à forte teneur en protéines. Barrios et al. (1996) rapportent même que la production d'aflatoxines par A. flavus est favorisée par certains sucres : le glucose, le mannose, le fructose et le saccharose. De plus, il a été prouvé que A. parasiticus ne produisait pas d'aflatoxines dans un milieu peptoné riche en sel.

b- La composition gazeuse

La plupart des moisissures sont aérobies. La réduction de la pression partielle en oxygène et surtout l’accroissement de la teneur en CO2 ont un effet dépresseur important sur la toxinogénèse. La teneur en oxygène peut devenir un facteur limitant. Cependant, certaines espèces sont plus tolérantes au confinement; c'est le cas chez les Penicillium qui peuvent supporter d'autant plus facilement ces conditions extrêmes que les autres conditions écologiques qui sont favorables à la croissance. La présence de P. expansum constitue un risque d'apparition de patuline. Selon Le Bars (1984), une diminution de la pression partielle en oxygène et particulièrement une augmentation de la teneur en CO2 provoque une baisse de la toxinogénèse plus importante que la croissance.

D’après Keller et Hohn (1997), dans des conditions de pH optimales, la croissance et la production de fumonisine B1 par F. proliferatum sont bonnes en cas de bonne aération. Sous des conditions limitantes en oxygène, la croissance sera plus faible, la consommation en glucose sera plus importante et il n'y aura pas de fumonisine B1 produite.

c- Traitements agricoles :

Plusieurs facteurs additionnels peuvent influencer la production des mycotoxines dans le champ. Il peut s’agir des pratiques agricoles comme le gaulage, le labourage et la rotation de récolte, les fongicides utilisés…etc (Leszkowicz, 1999 et 2003).

d- Interactions entre les facteurs :

Gqaleni et al. (1997) ont analysé l’interaction de la température, de l’aw et du temps sur la coproduction d'aflatoxines et d’acide cyclopiazonique par une souche d'A. flavus sur deux milieux gélosés (Czapek yeast autolysate agar : CYA et yeast extract sucrose agar : YES). Ces milieux ont été utilisés pour minimiser les autres sources de variation. Concernant la production maximale de toxines, ils trouvent qu’elle s'effectue dans des conditions différentes : la production d'aflatoxines est meilleure sur YES et à 30 °C alors que celle de l'acide cyclopiazonique est favorisée sur CYA et à 25 °C. Mais pour l'aw, la production maximale de toxine s'effectue à 0.996 pour les deux toxines.

Pour étudier l’influence de la température et de l’humidité relative, Costabeber et al. (1997) ont utilisé une température de 30 °C et une humidité relative de 85 %. En effet, en termes d'écologie on ne peut se restreindre à un seul facteur et pour être encore plus précis ce couple température / humidité relative n'a de signification que pour un substrat donné (ici la luzerne) ou une famille de substrats ayant la même composition.

e- Autres facteurs : - La lumière :

La lumière favorise la production d'aflatoxines B1 et d'ochratoxine A. A 25 °C et après onze jours d'incubation, la concentration de ces deux mycotoxines est d’environ quatre fois supérieure à la lumière qu'à l'obscurité (Aziz et al., 1997 ; Aziz et Moussa, 2002).

- Les oligoéléments :

Aziz et al. (1997) ont testé l'influence du fer, du zinc et du cuivre sur la production d'aflatoxines et d'ochratoxines. Ils favorisent tous la production de ces deux toxines à des concentrations inférieures à 10 mg/L de milieu mais le zinc est celui qui a le plus d'effet sur la croissance et la production d'aflatoxines. L'effet du fer et du cuivre peut être du à leur rôle de catalyseurs de la peroxydation des lipides.

- Le pH :

Keller et al. (1997) ont étudié l'effet du pH sur la production de fumonisine B1 par F.

proliferatum dans un milieu liquide limité en azote. Il en déduit qu'il existe un seuil qui

sépare deux comportements physiologiques différents. Au dessus de pH 5, F. proliferatum se développe normalement et produit peu de toxine alors qu'à pH inférieur à 5 la croissance est moins importante mais la production de toxine est supérieure. Cependant en dessous de pH 2,5 la croissance et la toxinogénèse sont inhibées. Ces travaux montrent, là encore, qu'il n'y a pas de corrélation entre la quantité de mycotoxine et le développement fongique.

6.3.2.3. Facteurs biologiques : a. La microflore :

La présence d’autres moisissures agit doublement sur l’accumulation de toxines. En terme d’écologie tout d’abord, il y a une compétition pour les substrats ; seules les souches les plus compétitives et possédant un vaste spectre de substrats métabolisables se développeront. Aussi, certaines souches peuvent dégrader des mycotoxines.

Un effet inhibiteur de la mycoflore spontanée a aussi été démontré par O’Neill et al. (1996). Ayant analysé la production de trichotécènes et de zéaralénone par F. culmorum sur du maïs, ils se sont aperçus que sur les grains stérilisés par la chaleur ou une irradiation la quantité de mycotoxines est supérieure à celle présente dans des grains non-stérilisés. Cette différence est due au fait que dans le premier cas le substrat est exempt de micro- organismes alors que la flore spontanée est présente dans le second cas.

Cependant Marin et al. (1998) ont étudié l'influence d'une flore compétitive sur la croissance et la production de fumonisine par F. moniliforme et F. proliferatum. A 15 et 25 °C et à une aw de 0.98, la colonisation du milieu par les deux Fusarium est plus faible avec

A. flavus, et A. ochraceus en même temps, la production de fumonisine est stimulée par ces

2 moisissures.

Les bactéries ont aussi une influence sur la mycotoxinogénèse. Ainsi, Barrios et al. (1996) rapportent que l'inoculation de bactéries lactiques trois jours avant celle d'A. parasiticus provoque une diminution de la croissance et de la production de toxines. Ce phénomène serait dû à l'effet de compétition pour le substrat et au pH.

b. Les insectes :

Les insectes sont des vecteurs de spores, ils interviennent indirectement sur la production de mycotoxines (Le Bars, 1988). De plus, ils les font pénétrer dans les zones très internes des graines par les blessures qu'ils occasionnent. La contamination post récolte des noisettes et du maïs par A. flavus est souvent corrélée à une attaque par des insectes. Ceux- ci peuvent être présents en stockage, occasionnant une contamination importante et par conséquent la présence ponctuelle de mycotoxines. Rodriguez del Bosque (1996) montre que deux facteurs sont en relation avec l'augmentation des aflatoxines sur le maïs : il s'agit d'un semi tardif et de dommages causés par les insectes.

Toutefois, les effets relatifs aux mycotoxines dépendent souvent dans une large mesure de la nature et du degré de l’intervention humaine. Les facteurs qui contribuent en premier à la biodétérioration (dont fait partie le développement de moisissures) d’un écosystème sont l’humidité, la température et les ravageurs.