Extraire les mycotoxines avec de l’eau, est-ce possible?

Pour que la recherche de mycotoxines à l’aide d’un test soit possible, celles-ci doivent être « disponibles », donc extraites d’échantillons préalablement broyés. Pendant ce processus d’extraction, les mycotoxines contenues dans l’amande du grain sont transférées dans un liquide. Généralement, ce processus utilise des solvants organiques. Mais ces substances dangereuses sont toxiques pour l’utilisateur comme pour l’environnement.

Comment rendre la recherche rapide de mycotoxines moins dangereuse et plus écologique?

L’eau est peut-être la réponse.


Pourquoi n’avons-nous pas utilisé de l’eau dès le début ?

Certaines mycotoxines comme les fumonisines et le déoxynivalénol s’extraient facilement à l’eau, mais d’autres, comme les aflatoxines et la zéaralénone, ne sont que peu solubles dans l’eau. Ce phénomène a conduit à l’utilisation de solvants organiques comme le chloroforme, l’acétonitrile et le méthanol pour le processus d’extraction. Les laboratoires sont tout à fait conscients des inconvénients et dangers de ces substances : outre un prix d’achat et un coût d’élimination élevés, elles posent des problèmes de sécurité environnementale et sanitaire. Pour utiliser l’eau comme agent d’extraction, il faut tout d’abord bien comprendre certains principes de base.

La polarité des substances

Le transfert des mycotoxines des céréales vers un liquide n’est pas aussi simple qu’il y paraît. Il dépend avant tout des propriétés physiques de la mycotoxine à extraire et c'est là que la polarité entre en jeu.
En fonction de la façon dont ils s'associent pour former des molécules, les atomes peuvent présenter différentes charges électriques. Les mycotoxines peuvent ainsi présenter des charges positives d’un côté et négatives de l’autre. Dans ce cas, la molécule possède des pôles électriques ; on dit alors qu’elle est polaire.
Selon ce principe, toutes les substances, y compris les mycotoxines, se divisent en trois grands groupes:

1. Les substances polaires comme l’eau

2. Les substances apolaires comme l’huile

3. Les substances amphiphiles comme le savon, qui possède à la fois des propriétés polaires et apolaires

Les molécules polaires sont également appelées hydrophiles (« qui aime l’eau » en grec) car elles sont solubles dans l’eau. Leur attraction mutuelle repose sur leurs charges électriques. Le pôle négatif d’une molécule est électrostatiquement attiré par le pôle positif d’une autre molécule. C’est justement la nature de cette liaison qui les rend miscibles.
Prenons l’exemple du sucre et du sel, tous deux des substances solides polaires. Le sucre est parfaitement soluble dans les liquides comme le café, mais attire aussi l’humidité de l’air. Pour cette même raison, le sel est souvent utilisé comme agent dessiccateur.
De la même façon, les molécules apolaires sont appelées hydrophobes (« qui craint l’eau »). Leur attraction mutuelle repose sur leur répulsion commune de l’eau et des autres substances polaires. Les molécules amphiphiles possèdent à la fois des propriétés polaires et apolaires. Le savon, par exemple, peut capter les substances grasses (apolaires) dans les cheveux, sur la peau ou sur les vêtements et en même temps se lier à l’eau (polaire) pour les éliminer.

Picture 1. The highly hydrophobic surface of the lotus leaf repels water. The water molecules stick to each other to assume a nearly spherical shape.

Picture 1
electrostatic attraction

The search for a harmless extraction solution

To avoid the use of organic solvents, researchers are on the look-out for safe and harmless ways to extract mycotoxins. Detergents dissolved in water have turned out to be a promising solution. Detergents, like soaps, are amphiphilic substances. Their dual nature facilitates the mixture of nonpolar compounds like aflatoxins with water.
At the molecular level, detergents group themselves around the nonpolar mycotoxin with their nonpolar part, while the polar water-soluble part remains in the water. This characteristic allows detergents to literally leach out nonpolar mycotoxins from solid food or feed into water. A great benefit of such a method is that detergents extract nonpolar substances while the water in which the detergents are dissolved extract polar substances. In this way, one extraction can be used to dissolve various mycotoxins with different physical properties into a liquid.

WATEX® - The green solution that works

Due to the different types of mycotoxins and their respective polarities, water alone can’t be the solution. It is the combination of water and detergents (in the form of soluble buffer bags) that is capable of extracting multiple mycotoxins with diverse chemical properties. With the extraction buffer free of any hazardous substances, operators can conduct safe and fast mycotoxin analyses without harming the environment.

This article was published in our Spot On magazine

Other interesting topics In this issue:

  • Is accuracy the price we’re paying for faster results?
  • What do washing clothes and extracting mycotoxins have in common?

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