9. Les Mycotoxines et microorganismes liés à l’humidité

• Résumé/ Summary
• Introduction
• Conclusion
• Bibliographie

Les champignons nuisibles nous sont familiers dans l’agriculture. Les maladies fongiques des plantes cultivées ont déjà provoqué de grandes famines. En Irlande, pays classique de culture de pommes de terre en Europe, une épidémie dévastatrice de maladies des pommes de terre apparût dans les années 1845 à 1848, entraînant une catastrophe au niveau national par la perte totale des récoltes pendant deux années successives. Parmi les 8 millions d’Irlandais peuplant l’île à cette époque, 250.000 hommes mouraient de faim et plus de 2,5 millions émigraient vers les Etats-Unis d’Amérique.

Cette maladie crée d’énormes problèmes aux cultivateurs de pommes de terre dans le monde et aussi à Madagascar jusqu’à présent, d’autant plus qu’il n’existe encore aucune alternative dans l’utilisation des fongicides pour leur traitement.

Les Mycotoxines ont déjà fait d’histoires. Ce sont eux peut-être qui étaient l’origine du secret de Toutankhamon. En 1923, des archéologues qui ont ouvert les sépulcres de Toutankhamon étaient victimes de la malédiction du Pharaon. La raison de cette mort est restée miraculeuse. En fin de compte, le responsable n’était autre que les champignons de moisissures. En effet, ces champignons ont pu s’étendre sur les denrées alimentaires qui ont été offertes au défunt et ont produit des Mycotoxines. Dans le tombeau fermé hermétiquement, les spores pouvaient s’accumuler, et les chercheurs devant respirer l’air enrichi par les spores ont obligatoirement eu des problèmes graves de poumons. Ceci étant, chacun est libre de croire à cette histoire.

Voici une autre histoire plus vraisemblable. Pierre Le Grand qui voulait unir la Russie à l’Europe avait essayé, à un moment politiquement favorable, de provoquer une confrontation décisive avec le pouvoir turc ottoman. En traversant le Sud de la Russie, il y a récupéré des vivres pour ses troupes, comme c’était une habitude en ces temps-là. Et il a surtout fallu avoir beaucoup de nourritures pour les chevaux. Malheureusement, il n’y avait que de seigle, fortement infesté par ce fameux champignon, Claviceps purpureum, causant le feu d’Antoine. Dans l’espace de 48 heures, Pierre Le Grand avait perdu 80 % de ses chevaux de cavalerie dans l’Ukraine. Ils étaient morts de paralysie, due à l’ergotisme. Après, la confrontation n’avait pas eu lieu.

C’est seulement durant la deuxième moitié de ce siècle qu’on venait d’apprendre que les champignons et les résidus fongiques dans les produits agricoles représentent des risques énormes pour la santé de l’homme. Citons comme exemple l’ergotisme provoqué par le champignon Claviceps purpurea. Ce champignon se développe dans les grains de seigle et donne lieu à la formation de gros grains contenant des spores de champignons. Si ces gros grains qui contiennent un poison fongique sont utilisés ensemble avec les grains normaux dans la fabrication de farine, la consommation de cette farine et de ses produits de transformation peut entraîner de sérieuses intoxications. En l’an 994 après J.-C., 40.000 hommes mouraient de l’ergotisme en Aquitaine et dans la région de Limoges. En 1085, l’ordre de Saint Antoine fut autorisé par le Pape Urban II pour se consacrer au soin de ces malades. On ne connaissait pas encore à cette époque la vraie cause de la maladie, mais elle était seulement connue comme la maladie des pauvres gens, car elle affectait uniquement les couches les plus pauvres de la population qui consommaient cette céréale de moindre qualité.

Actuellement, cette maladie ne joue plus aucun rôle économique car les ergots du seigle peuvent être triés avec des installations modernes servant à nettoyer les céréales. Le champignon n’a donc aucune chance de survie. C’est seulement avec le mouvement retour à la nature qu’on a reçu des nouveaux rapports sur l’apparition de ce champignon dans les cultures purement biologiques.

En 1960, 100.000 dindes environ mouraient en Angleterre sans que la cause fût connue. C’est pourquoi on l’avait dénommé tout simplement Turkey-X-disease. Et il a été découvert par la suite que cette maladie était en rapport avec le fourrage granulé, notamment les tourteaux d’arachide (après extraction d’huile) provenant du Brésil, un fourrage supplémentaire riche en protéines. Plusieurs enquêtes ont montré que le tourteau d’arachide infesté par le champignon Aspergillus flavus est à l’origine de cette maladie. En 1961, le nom de Aflatoxine est donné à cette nouvelle matière toxique (Sargeant, 1991). Le développement des champignons de la pourriture est favorisé par les conditions du milieu, en premier lieu l’humidité et la température élevée.

Les Mycotoxines sont des substances métaboliques produites par différents champignons, pouvant se déposer en résidus dans les denrées stockées.

Les champignons formant la toxine qu’on trouve dans les denrées stockées peuvent être divisés en deux groupes: ceux qui se manifestent déjà dans le champ et produisent des toxines, et ceux qui deviennent seulement actifs dans le magasin d’approvisionnement. Il existe des enchevêtrements entre les deux groupes, par exemple, quand les champignons poussent dans le champ et continuent leur croissance dans l’entrepôt. La première infection se produit généralement dans le champ.

L’infection du maïs par Aspergillus flavus peut débuter non seulement avec un inoculum porté par le vent, mais aussi avec plusieurs espèces d’insectes ravageurs, vecteurs du champignon, qui endommagent les graines, tels que Heliothis, Ostrinia nubilalis et les coléoptères nutilidés (Wicklow, 1994).

Si les plantes sont soumises à un facteur de stress exceptionnel, le taux d’infection peut augmenter considérablement. Ainsi, après le passage d’un cyclone en Inde en 1977, la concentration d’Aflatoxine dans les graines de riz (zéro dans les zones non touchées par le cyclone) monta jusqu’à plus de 1.000 µg/kg (Jelinek et al., 1989).

Les déprédateurs des denrées stockées augmentent également l’incidence de Mycotoxines. Toujours en Inde, on détecta un taux d’infection des graines de maïs par l’Aflatoxine de 77,5 % dans les magasins infestés, entre autres, par Sitophilus oryzae, par rapport à 4 % dans les magasins exempts de ces insectes (Sinha, 1994).

Parmi les Mycotoxines identifiées depuis la première découverte des Aflatoxines, il y a quelques années, cinq espèces sont d’une grande importance en agriculture:

• Aflatoxine (Aflatoxine B1 est la plus toxique de tous les métabolites fongiques connus).

• Deoxynivalenol (probablement, la Mycotoxine la plus répandue dans les aliments).

• Zéaralénone (identique à l’oestrogène, à l’hormone femelle).

• Fumonisine (contaminateur des aliments à base de maïs).

• Ochratoxine (existe surtout en Europe et dans les régions à température modérée).

Les Mycotoxines sont hautement toxiques aussi bien pour l’homme que pour les animaux domestiques. La consommation d’aliments contenant leur résidu provoque des maladies appelées mycotoxicose ou encore le cancer.

Les différentes Mycotoxines sont présentées dans le tableau suivant. L’Aflatoxine est un nom collectif désignant les différentes toxines et apparentées, du point de vue chimique, au champignon Aspergillus flavus. Mais il y a encore d’autres espèces d’Aspergillus qui sécrètent des Mycotoxines. Actuellement, on connaît au total 300 de ces substances, et il est probable que ce nombre augmentera encore à l’avenir. Parmi ces Mycotoxines, 20 ont été rencontrées dans les denrées alimentaires avec des concentrations entraînant un grand risque pour la santé de l’homme et des animaux.

Une nette relation entre les Mycotoxines et les symptômes de maladies a été trouvée chez l’homme seulement par l’Aflatoxine, les toxines de Fusarium et par l’Ochratoxine A. Les effets d’autres Mycotoxines sont connus à partir des essais effectués sur les animaux, mais la transformation de ces résultats sur l’homme reste toutefois problématique.

Les intoxications aiguës provoquées par les Mycotoxines sont rares car l’homme évite, quand il a le choix, de manger des aliments moisis. Le problème pour la santé vient plutôt de la consommation répétée de faibles quantités de toxines, engendrant des intoxications chroniques. Ces toxines induisent des effets biologiques puissants et variés. Elles sont souvent mutagènes, teratogènes, carcinogènes ou possèdent des propriétés néphrotoxiques, immunotoxiques, hépatotoxiques, neurotoxiques, oestrogéniques, hémorragiques, certaines sont antimicrobiennes, cytotoxiques et antitumorales.

L’impact des Mycotoxines ingérées dépend entre autres de la présence simultanée d’une autre toxine ou d’une autre substance qui pourrait entraîner une synergie, ou encore une infection virale ou microbienne. Ainsi, l’apparition d’Aflatoxine en même temps qu’une hépatite B accélère l’apparition d’une tumeur du foie.

Des sécrétions de toxines peuvent déjà se produire un jour après l’infection. Les conditions climatiques favorables au développement des champignons et à la sécrétion de Mycotoxines ne sont pas souvent identiques et dépendent de différentes variables non encore identifiées.

Des travaux de recherche ont révélé que les Mycotoxines, y compris les Aflatoxines, sont responsables de l’immunodéficience chez les animaux et diminuent la réaction à certains vaccins vétérinaires.

Selon M. Chris Wild (CIRA, Lyon, France, 1996), le carcinome hépatocellulaire CHC était le cancer le plus courant chez les hommes en Gambie. Et les principaux facteurs de risque du CHC en Afrique de l’Ouest étaient les infections chroniques du virus de l’hépatite B et les Aflatoxines. Afin de mesurer l’exposition à l’Aflatoxine, on s’est servi d’un essai biologique d’addition d’albumine d’Aflatoxine. Plus de 98 % des personnes soumises au test en Gambie, en Guinée, au Sénégal et au Nigéria ont réagi positivement à l’Aflatoxine, et il semble que l’exposition a lieu durant toute l’existence de la personne et commence in utero.

Pourtant, l’impact économique des Mycotoxines concerne non seulement les risques pour la santé de l’homme et des animaux domestiques, mais aussi la dégradation des produits agricoles commercialisés tant pour le marché intérieur que pour l’exportation.

S’appuyant sur des données recueillies en Indonésie, aux îles Philippines et en Thaïlande, Lubulwa et Davis (1994) ont essayé de donner une estimation du dégât économique annuel, réparti sur différents secteurs, provoqué par différents champignons et l’Aflatoxine.

Les mêmes auteurs ont estimé que 20 à 29 % de la production de maïs et même 22 à 45 % de la production d’arachide provenant de ces trois pays dépassent une concentration d’Aflatoxine de 50 µg/kg et sont de ce fait soumis à des restrictions d’exportations vers les pays disposant des réglementations sur les limites des résidus de Mycotoxines.

A part les effets négatifs des Mycotoxines, finalement, voici aussi un aspect positif: Les principales matières actives pathogènes des sclérotes du champignon d’ergotisme sont les alcaloïdes. Leur effet physiologique est utilisé dans la médecine moderne surtout pour faciliter la naissance (stimulation de la contraction de l’utérus) et pour traiter la migraine.

La croissance des champignons et aussi la sécrétion de Mycotoxine sont étroitement liées à l’humidité.

Les moisissures se développent à partir d’une humidité relative comprise entre 65 et 70 %. Plus l’humidité ambiante est élevée, meilleures sont les conditions de développement des champignons. La plage de températures permettant aux champignons de se développer est très variable suivant les espèces. Ceci est également valable pour le dégagement des Mycotoxines résultant du métabolisme des champignons, et dont on peut observer l’apparition lors des infestations dues à ces mêmes champignons.

Figure 1. Le développement du champignon en fonction de l’humidité relative en % (D’après Gwinner, Harnisch et Mück, 1996)

En effet, l’humidité des denrées, permettant un stockage sans risque pendant une période assez longue, dépend surtout de leur composition chimique. Les grains oléagineux ont par exemple une faible humidité stable par rapport aux denrées féculentes.

Les intoxications directes sont rares. Mais, en cas d’ingestion accidentelle et connue des Mycotoxines, un traitement avec du charbon actif doit être entamé après vomissement provoqué, lavage d’estomac et purgation (20 g de sulfate de magnésium).

La plupart des Mycotoxines résistent à la chaleur et aux acides mais non à des milieux alcalins.

Différents procédés permettent la désintoxication des denrées alimentaires. En huilerie, le raffinage de l’huile brute qui contient de l’Aflatoxine conduit à l’élimination de celle-ci. Les tourteaux doivent faire l’objet d’une désintoxication en milieu alcalin et à chaud avant d’être donnés aux animaux. Le traitement par ammonisation donne d’excellents résultats pour les aliments destinés aux animaux (Creppy, 1994).

En Indonésie, beaucoup de recherches ont été effectuées sur la transformation des arachides contaminées par les Mycotoxines pour produire surtout un aliment qui s’appelle ONCOM. La teneur en Aflatoxine a été analysée (par HPLC) après chaque stade de fabrication, et elle est devenue de plus en plus faible (Fig. 2).

Pour la fermentation des tourteaux d’arachide, deux champignons sont utilisés: Rhizopus oligosporus pour produire le ONCOM noir et Neurospora sitophila pour l’ONCOM rouge.

Mais attention! La réduction de la teneur en Aflatoxine obtenue grâce aux différentes façons de transformation n’est pas suffisante pour atteindre un niveau acceptable, comme l’indiquent d’ailleurs les chiffres dans les figures 2 et 3 ci-après.

Comme présentée plus haut, l’infection des récoltes prend son origine dans le champ. Au départ, l’infection peut être réduite par des mesures de techniques culturales. Plus la plante est saine et vigoureuse et moins elle présente des lésions dues aux ravageurs, plus le risque d’une forte infestation au champ est faible. Lors du congrès portant sur l’Aflatoxine qui s’est tenu au Bénin vers le début de l’année 1996, des mesures culturales, citées ci-dessous, ont été recommandées. Elles ont significativement réduit les niveaux d’Aflatoxines:

• la fertilisation,

• le traitement des semences,

• la lutte chimique contre les insectes,

• la récolte à la maturité,

• le traitement pré-stockage.

Figure 2. Effet du processus de fermentation sur la teneur en Aflatoxine des arachides

Figure 3. Effet de la fabrication du beurre d’arachide sur la teneur en Aflatoxine des arachides

Dans une étude sur les Mycotoxines dans le maïs et ses dérivés réalisée au Ghana dans les silos, dans les magasins de stockage, dans les sites de transformation et aux marchés, la quasi-totalité des échantillons était contaminée par l’Aflatoxine. Afin de limiter le développement des champignons durant le stockage des denrées alimentaires, il faudrait:

• sécher rapidement les produits de récolte après la moisson;

• éviter l’endommagement des grains pendant la récolte, le transport, le battage et le séchage;

• maintenir l’entrepôt au frais et à sec;

• éviter la formation de l’eau de condensation (maintenir la température dans l’entrepôt toujours constante; si possible, ombrager le grenier);

• éviter le développement d’une forte population d’insectes (hot spots);

• sécher une nouvelle fois si la teneur en eau maximale admise est dépassée.

Du point de vue scientifique, on ne prête pas encore assez d’attention aux Mycotoxines. Dans le domaine de la Recherche Agricole, deux méthodes d’approche ont été identifiées qui doivent être continuées dans le cadre d’une initiative africano-européenne:

• Le criblage des variétés et amélioration du pool génique des populations locales de maïs spécifiquement contre les Mycotoxines et d’autres plantes susceptibles aux champignons sécrétant les Mycotoxines.

• La lutte biologique impliquant des souches atoxycogènes d’Aspergillus flavus pour diminuer de manière spécifique la contamination des récoltes par l’Aflatoxine.

Environ 60 pays ont actuellement une réglementation relative aux Mycotoxines. Le tableau suivant montre les résidus maxima tolérés en Aflatoxines dans certains pays. Compte tenu des nouvelles connaissances concernant les Mycotoxines, on peut s’attendre encore à une baisse des valeurs indiquées.

Les résultats suivants sont obtenus de l’analyse des échantillons d’arachide et de noix de cajou achetés les 13 et 15/04/96 dans deux magasins d’Antananarivo, à savoir le Supermarché Champion et la Galerie Forello. Les analyses ont été effectuées dans un laboratoire d’Etat en Allemagne.

A Madagascar, il n’existe pas encore de réglementations légales relatives aux concentrations maximales tolérées de Mycotoxines dans les denrées alimentaires. Mais le Laboratoire de Contrôle des Pesticides du Service de la Phytopharmacie et du Contrôle des Pesticides est en mesure de détecter la présence d’Aflatoxine B1, B2, G1, G2 et M dans les denrées alimentaires. Le coût d’analyse d’un échantillon sur sa teneur en Mycotoxine s’élève à 600.- DM en Allemagne, et une telle analyse d’Aflatoxine B1, la plus dangereuse parmi les Aflatoxines, coûte 120.-DM. Les prix d’analyse des cinq Aflatoxines énumérées plus haut équivalent à 240.- FF au Laboratoire de Contrôle des Pesticides à Nanisana, ceci pour donner une idée sur les différents coûts.

Si on compare les valeurs présentées ici avec les concentrations maximales tolérées en France qui sont généralement de 10 µg/kg dans les denrées alimentaires et de 5 µg/kg dans les nourritures pour nourrissons, des excès sont constatés dans trois échantillons. La faible corrélation entre l’aspect extérieur de la marchandise et la teneur en Aflatoxine est surprenante. Parmi ces trois échantillons qui ont des aspects extérieurs très présentables, deux ont une forte teneur en Aflatoxine, ce qui est inquiétant. A l’intérieur d’une espèce de champignon, il peut exister des races, souches et biotypes, avec une physiologie ou une morphologie différente. En ce qui concerne Aspergillus flavus, il existe des races qui ne sécrètent pas de Mycotoxines. Une telle souche de A. flavus peut infester les arachides et provoquer leur détérioration sans sécréter de substances toxiques. Et c’est pour cette raison que les denrées moisies par les champignons et de mauvaise apparence ne doivent pas absolument contenir de Mycotoxines.

Comme mentionné plus haut, une réflexion doit être portée - dans le cadre de la lutte biologique - sur la possibilité de supprimer les races pathogènes de champignons de pourriture par celles non pathogènes.

Les champignons sécrétant des Mycotoxines existent partout dans le monde. Leur impact sur la santé, sur l’élevage et sur le commerce international est énorme et gagne encore plus d’ampleur. A Madagascar, il faudrait aussi déterminer les concentrations maximales tolérées de Mycotoxines dans l’alimentation, du moins pour quelques Mycotoxines particulièrement dangereuses qui peuvent servir pour contrôler les importations des denrées alimentaires, en se référant aux autres pays. Les analyses peuvent être effectuées au pays même, et les importateurs paient les frais d’analyses. Quand il est connu mondialement qu’il existe des contrôles adéquats à Madagascar, les commerçants internationaux de denrées alimentaires se conformeront aux dispositions en vigueur et offriront seulement des marchandises dont les résidus sont dans les normes, afin d’éviter des problèmes. C’est une expérience que la GTZ a faite dans plusieurs pays en voie de développement, après l’installation des laboratoires de contrôle des résidus de pesticides.

Dans la vie quotidienne, on ne peut pas éviter d’absorber des Mycotoxines car il n’y a pas de symptômes extérieurs fiables. De plus, on ne peut pas s’abstenir de manger les arachides et les noix de cajou tellement ils sont trop friands. Mais pour éviter de grands risques, il faudrait d’abord limiter la consommation journalière de ces denrées, souvent censées contenir des Mycotoxines.

Pour le cas Madagascar, le risque ne se présente malheureusement pas seulement dans la consommation des noix mais également dans celle du riz. Traditionnellement, le paddy est stocké, au moins sur les Hauts-Plateaux, dans des lavabary ou des fosses souterraines. A l’intérieur de ces greniers, le paddy atteint un taux d’humidité élevé vu qu’il n’y a aucune circulation d’air. Cet environnement humide constitue une condition favorable à l’attaque des champignons.

Le vol de riz sur pied est un autre phénomène qui incite les paysans à récolter leur riz avant la moisson. C’est un cas très fréquent actuellement. Pourtant, si le riz récolté précocement n’est pas séché très rapidement, il est menacé de moisissures avec le risque potentiel de résidus des Mycotoxines.

Indépendamment de cela, les services responsables à Madagascar doivent commencer à s’occuper des Mycotoxines et s’informer de leurs résidus dans les produits agricoles, les denrées alimentaires et les fourrages du bétail. La consommation du riz de mauvais stockage pourrait présenter des problèmes particuliers à Madagascar. Ce sujet n’est pas du tout étudié.

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