Echantillonnage pour des mycotoxines – Faisons nous suffisamment attention?

Les mycotoxines sont invisibles, inodores et sans goût, et la seule façon de déterminer si les grains ou les aliments contiennent ces composés indésirables est de les analyser. Toutefois, bien que d‘excellentes méthodes d‘analyse soient disponibles, il est difficile d‘estimer avec précision et exactement la concentration des mycotoxines dans un lot volumineux en raison de l’importante variabilité associée à l’ensemble des procédures analytiques des mycotoxines.

Analyser les mycotoxines est un procédé compliqué qui consiste généralement en trois étapes: (1) plusieurs sous échantillonssont pris au hasard du lot total et sont regroupés en un plus large «échantillon du lot», (2) l’échantillon du lot complet est broyé en particules fine et un sous-échantillon représentatif, dit l’échantillon «analytique», est prélevé pour analyse, et (3) les mycotoxines sont extraites de l’échantillon analytique et pour être quantifiée.

Les techniques d’analyse pour la détection des mycotoxines ont continué à s’améliorer dans le passé. Toutefois, même lors de l’utilisation de procédures validées, il ya une variabilité associée à chac une des étapes précédemment mentionnées. Des études menées par plusieurs scientifiques ont montré que l’échantillonnage est habituellement la plus importante source de variation de des tests analytiques des mycotoxine [1, 2, 4, 5, 6]. Par exemple, près de 90% de l’erreur associée à l’analyse d’aflatoxine peut être attribuée à l’échantillonnage. En raison du temps et des couts associés aux analyses des mycotoxines, le temps supplémentaire consacré à un échantillonnage approprié est essentiel pour l’obtention de résultats reproductibles.
L’échantillonnage doit être surveillé et des techniques appropriées mises en oeuvre. Les procédures d’échantillonnage doivent être écrites, examinées et suivie par tous les intervenants. Une erreur d’échantillonnage élevée lors des tests de mycotoxines est due à deux principaux facteurs: une faible concentration en mycotoxines dans un produit donné (le «problème ppb») et la répartition inégale de ces mycotoxines dans le lot.

Le problème ppb

Malgré des niveaux extrêmement élevés de mycotoxines dans certaines graines, la concentration globale de mycotoxines dans un lot de grain est généralement très faible. L’unité de mesure est couramment la «partie par milliard » (ppb). Pour illustrer la signification de ces faibles niveaux, quelques exemples sont donnés dans le tableau 1. [3] Souvenez vous toujours : les mycotoxines affectent déjà la santé humaine et animale à cesfaibles concentrations!

Une répartition inégale

Contrairement aux protéines ou à l’humidité dans le maïs oule blé, les mycotoxines n’apparaissent pas dans chaque grain. Dans les cas extrêmes, les mycotoxines peuvent être présentes seulement dans quelques épis ou têtes sur l’ensemble d’un champ de culture. Cela sous entend que certains grains peuvent présenter de hautes teneurs en toxines tandis que d’autres ne contiennent aucune toxine du tout.
Cela est dû au fait que les champignons ne poussent pas uniformément a sein d’un champ ou dans un bac de grains. Ainsi, les mycotoxines ont tendance à être concentrées dans certains endroits, que l’on appelle les «foyers sensibles» ou «pépites», alors que le reste du lot est exempt de toxines (Fig.1). Toutefois, plus le degré de contamination est important, plus il est probable que la répartition soit plus homogène. Inversement, lorsque la concentration totale d’une toxine est faible dans un lot de grain, sa distribution inégale est accentuée [3].

Distribution inégale, les cercles bruns indiquent les «foyers sensibles»

Attention aux «faux négatifs» et «faux positifs»

Une analyse correcte signifie la détermination de la contamination moyenne de l’ensemble du lot. Si les procédures appropriées d’échantillonnage ne sont pas respectées, il est probable que les résultats des analyses soit sous-estimeront la concentration réelle des mycotoxines (ex : seulement si les zones les moins contaminées sont échantillonnées) ou la surestimeront (ex : si les échantillons sont prélevés dans les «foyers sensibles»).

Des résultats faux négatifs sont très communs dans les tests de mycotoxines, majoritairement dus à de mauvais échantillonnage et préparation d’échantillon. Lorsque trop peu d’échantillons élémentaires sont pris ou si l’échantillon total du lot est trop petit, il est plus fréquent de «manquer» l’un des grains contaminés quede «l’attraper». Ce type de résultat est également fréquent lorsque l’ensemble de l’échantillon sondé est divisé ou séparé avant lebroyage. Le nombre de faux négatifs peut varier de 5%, ce quiest normal, à environ 90%!

D’autre part, les faux positifs reflètent un résultat plus élevé que la normale. Ce type de résultat n’est pas aussi commun qu’unfaux négatif. Toutefois, des résultats à la fois faux négatifs et faux positifs sont préjudiciables, car ils peuvent causer des pertes financières importantes (Tableau 2). [3]

Conséquences des faux positifs et des faux négatifs

Faux négatifs…

  • Les dépenses relatives au test de mycotoxines sont gaspillées.
  • Les frais de transport supplémentaires sont encourus lorsque le transformateur de céréales découvre ultérieurement une contamination en mycotoxines, rejette la cargaison et la renvoie au vendeur.
  • Le vendeur perd sa crédibilité et confiance.
  • Des procès coûteux peuvent survenir si une matière première est transformée et si des effets préjudiciables sur la santé résultent de la consommation des denrées alimentaires ou des aliments pour animaux contaminés.

    Faux positifs …

    • Un bon grain est vendu à des prix inférieurs.
    • broyer ou traiter de bons grains induit des coûts inutiles.
    • Des résultats inexacts entraine un discrédit sur l‘ensemble programme de tests et dissuade les vendeurs potentiels de grains de présenter le grain à l‘achat.

    Un échantillonnage de qualité est crucial pour des résultats corrects analytiques

    L’échantillonnage est défini comme le processus de prélèvement d’une quantité appropriée à partir d’un volume plus grand pour réaliser les tests, de telle manière que la proportion et la répartition des paramètres à analyser soient les même dans les deux cas (volume total) et la quantité prélevée (échantillon). L’importance d’un échantillonnage correct devient alors claire quand on réalise par exemple que la plupart des wagons contiennent environ 55 à 80 t et les camions environ 20 t de maïset nous analysons en fin de compte seulement 50 g de matières premières qui doivent représenter la totalité du lot.

    Afin de s’assurer que l’échantillon analytique est représentatif, des techniques d’échantillonnage appropriées doivent être utilisées. Un échantillon de démarrage pris à partir de la couche accessible d’un wagon ou d’un camion, ou un seau d’échantillon pris d’un camion ou d’un wagon déchargé N’EST PAS représentatif de la totalité du lot dans son ensemble et ne devra donc jamais êtreutilisé. De plus, les personnes collectant les échantillons de grains peuvent influencer la façon dont l’échantillon représente le lot de grain en prélevant une partie seulement des grains steam. Pourcette raison, l’échantillonnage à la pelle et manuel n’est pas autorisée pour des inspections officielles. La répartition de constituants, tels que les grains cassés ou du matériel étranger, n’est généralement pas uniforme dans toute la cargaison. Comme le grain est chargé dans un conteneur (camion,wagon, ou équipement de stockage), les constituants du grain seséparent en fonction en fonction de leur taille, de leur densité et de leur forme.

    Pendant le chargement, les particules fines ont tendance à se concentrer dans la zone près du centre alors que les matériaux de plus grande taille tendent à migrer vers l’extérieur du conteneur de stockage. Lors du déchargement, une distribution inverse se produit. Cela explique pourquoi le nombre progressifs d’échantillons et le profil d’échantillonnage approprié sont essentiels pour s’assurerque l’échantillon est réellement représentatif du lot.

    L’importance d’un échantillon de taille adéquate pour avoir une exactitude du résultat d’analyse est présentée dans l’étude suivante (tableau 3). Les échantillons ont été prélevés dans un camion contenant du maïs contaminés par les aflatoxines à 20 ppb. Enprenant un échantillon qui est trop petit, les toxines sont soit complètementé cartées, soit identifiées comme présentes mais à des niveaux bien inférieurs à la réalité. [3]

    Pour qu’un échantillon soit représentatif, il doit être:

    • obtenu avec un équipement approprié, comme une sonde pour le grain stationnaire et un échantillonneur inverseur de type mécanique ou un échantillonneur de type « pelican » pour remuer le grain.
    • obtenu en utilisant un profil d’échantillonnage et des procédures visant à recueillir des échantillons dans toutes les zones du lot (voir figure 2).
    • de taille appropriée, qui elle-même dépend de la taille du lot et de la marchandise, ex : il faut prélever un échantillon de 2,5 à 5 kg de maïs et un échantillon de 1,5 à 2,5 kg de blé ou d’orge à partir d’un camion ou d’un wagon de grain.
    • identifié et indiqué sur l’emballage
    • manipulé de façon à conserver la représentativité. Cela signifie que les échantillons doivent être conservés dans un lieu frais et sec, et soumis en double ou en triple exemplaires dans des sacs en papier ligné ou entissu aéré. N’expédiez jamais d’échantillons dans des sacs en plastique car il est possible qu’ils favorisent la croissance de moisissures si le niveau d’humidité del’échantillon dépasse les 14%.
    Fig. 2: Profil d’échantillonnage. Les cercles rouges indiquent les zones à échantillonner, les marques vertes indiquent des zones optionnelles d’échantillonnage dans le cas de lots très importants. Les prélèvements successifs doivent être broyés et mélangés avec précision. Un sous-échantillon d’environ 2 kg devra ensuite être envoyé au laboratoire pour analyse.

    L’échantillonnage des aliments composés

    Lorsque des aliments mélangés sont échantillonnées pourl’analyse des mycotoxines, deux situations sont possibles:

    1. Les mycotoxines étaient présentes dans un ou plusieurs des ingrédients de l’alimentation animale lorsque l’aliment aété trituré: Les mycotoxines sont plus équitablement répartisdans l’aliment qu’elles ne l’étaient dans l’ingrédient contaminé, car l’ingrédient a été broyé grossièrement et mélangé àl’aliment final. Un échantillon de 1kg de l’aliment pour animauxest suffisant pour fournir un échantillon représentatif

    2. En raison de mauvaises conditions de stockage (14% d’humiditéou plus), les mycotoxines ont été produites dans l’aliment après sa préparation: Les mycotoxines ne sont en général pas uniformément réparties. L’aliment pour animal moisit d’abord dans les zones humides de la cellule de stockage et les moisissures vont lentement migrer vers les zones moins humides. Une bonne façon d’échantillonner l’alimentation animale dans ce cas est de prendre au moins un échantillonde 1 kg à partir des zones humides de la cellule (généralementaux bords et dans les coins) et nu second de 1 kg d’échantillon du centre. Toutefois, pour être absolument sûr, il faut toujours supposer une distribution inégale!

    Définitions :

    • lot d‘échantillons: Plusieurs échantillons de petite
      taille (= échantillons élémentaires) pris au hasard dans
      le lot total
    • échantillon d‘analyse: échantillon pris pour l‘analyse
      du lot et prélevé du lot total issu du sol
    • échantillonnage aléatoire: chaque article dans le lot
      complet doit avoir une probabilité égale d‘être choisi
    • reproductibilité: le même résultat devrait encore être
      obtenu quand un nouveau lot spécifique est de nouveau
      analysé

      Literature:

      [1] Coker RD, Nagler MJ, Blunden G, Sharkey AJ, Defize PR, Derksen GB, and Whitaker TB (1995). Design of sampling plans for mycotoxins in food and feeds. Natural Toxins, 3, 257-262.

      [2] Park DL, Rua SM, Paulson JH, Harder D and Young AK (1991). Sample collection and sample preparation techniques for aflatoxin determination in whole cottonseed. J Assoc Off Anal Chem Intl, 74, 73-75.

      [3] Richard J (2000). Sampling and Sample Preparation for Mycotoxin Analysis. RomerTM Labs’ Guide to Mycotoxins, 2.

      [4] Schatzki TF (1995). Distribution of aflatoxin in pistachios. J Agric Food Chem, 1566-1569.

      [5] Whitaker TB, Dowell FE, Hagler WM, Giesbrecht FG, and Wu J (1994). Variability associated with sampling, sample preparation and chemical testing of farmers’ stock peanuts. J Assoc Off Anal Chem Intl, 77, 107-116.

      [6] Whitaker TB (2003). Standardisation of mycotoxin sampling procedures: an urgent necessity. Food Control, 14, 233-237.

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