Recentemente, l’ocratossina A (OTA) è stata segnalata in formaggio grattugiato confezionato: si ritiene sia stata prodotta dallo sviluppo di alcuni funghi durante il periodo di maturazione. Gli studi presentati in questa tesi hanno avuto lo scopo di migliorare la conoscenza dei funghi, Aspergilli e Penicilli, associati al formaggio di tipo grana. Si è dunque provveduto alla loro identificazione tramite approccio multifasico, eseguendo anche prove ecologiche per definire i fabbisogni delle specie presumibilmente dominanti. Obiettivo finale sarà quello di predire il rischio di contaminazione da micotossine alle condizioni ambientali di stagionatura del prodotto. Aspergillus puulaauensis e alcune specie del genere Penicillium (P.crustosum and P. solitum) sono state rilevate con maggior frequenza, mentre non sono state rilevate nei campioni di crosta le specie P. nordicum e P. verrucosum. In ogni caso, le condizioni ambientali dei locali di maturazione (15-22°C; 72-88% UR) sono risultate favorevoli allo sviluppo di queste ultime, dando adito a preoccupazione circa una possibile contaminazione da OTA; tuttavia, il ruolo di altre specie micotossigene, ad esempio P. crustosum, non va sottovalutato. Le azioni di contrasto verso questi funghi micotossigeni dovrebbero, innanzitutto, ridurre l’inoculo presente nell’aria: l’ozono sembra efficace in tal senso; inoltre, l’utilizzo della luce blu potrebbe ridurre notevolmente la crescita fungina sulla superficie dei formaggi e delle scaffalature. Le informazioni fornite in questa tesi saranno utili ai produttori e agli altri operatori della filiera di questo prodotto, aiutandoli ad attuare una miglior gestione del rischio e a garantire un prodotto sicuro e di elevata qualità ai consumatori. / Ochratoxin A (OTA) was detected a few years ago in Italian packed grated cheese, and supposed to be produced by fungal growth during cheese ripening. The works managed and presented in this thesis aimed to improve knowledge about mycotoxigenic Aspergilli and Penicillia associated to Italian grana cheese. A multiphasic approach was applied for their identification and ecological trials were organised to define fungal needs of the expected dominant species. The objective was to predict the risk of mycotoxin contamination during the ripening condition of grana cheese. Aspergillus puulaauensis and some Penicillium spp (P.crustosum and P. solitum) were the prevalent species associated to grana cheese, while neither P. nordicum, nor P. verrucosum were detected in cheese rind. However, the environmental conditions of the ripening rooms (15-22°C; 72-88% RH) are favourable to P. nordicum and P. verrucosum, reinforcing concern about possible OTA contamination, but other mycotoxigenic species such as P. crustosum must not be neglected. Actions against those mycotoxigenic fungi should mainly reduce total inoculum in the environmental air: ozone is reported to be effective in this sense; moreover, blue light may significantly reduce fungal growth on cheese and shelves surfaces. Information provided therein will be useful for producers and stakeholders to perform a better risk management and guarantee a safe, high-quality product to consumers.

L'industrie viti-vinicole est affectée par la présence d’Ochratoxine A (OTA) dans ses produits en raison de la contamination des raisins par des souches fongiques d'Aspergillus section Nigri, notamment A. carbonarius. Le vin et le jus de raisin sont considérés comme les deuxièmes contributeurs en Europe à l'ingestion par les consommateurs de cette mycotoxine ayant des effets néphrotoxiques, neurotoxiques et tératogènes. L'objectif principal de ce travail est de proposer des méthodes alternatives aux traitements phytosanitaires chimiques pour prévenir la contamination en OTA dans les raisins et le vin, dans le respect de l'environnement et de la santé des producteurs et consommateurs. Différents traitements ont été comparés en station expérimentale après contamination artificielle du cépage Mourvèdre par une souche d’A. carbonarius fortement productrice d’OTA (CP-OTA) isolée de raisin : un fongicide chimique (Scala®) servant de témoin conventionnel et 3 traitements alternatifs, un extrait de plante agissant comme éliciteur (Stifénia®), et Saccharomyces cerevisiae et Trichoderma atroviride utilisés comme agents biologiques antagonistes. Deux parcelles non traitées ont servi de témoins non traités, l'une a été artificiellement contaminée. Une réduction significative de la teneur en OTA dans les jus (de 38 à 42 %) a été observée pour les traitements avec le fongicide chimique, la levure en tant qu’agent biologique et l’éliciteur Stifenia permettant une amélioration notable de la qualité sanitaire des jus et une réduction en dessus de la norme à 2 g/Kg. Les dénombrements microbiologiques et la Q-PCR utilisant des amorces spécifiques d’A. carbonarius ont montré les plus fortes réductions de son occurrence dans les jus de raisin et les rafles après traitement avec l’éliciteur. L’analyse des résultats de PCR-DGGE a permis de bien de discriminer les différents traitements par rapport à des modifications d’écosystèmes. Des espèces des genres Penicillium et Fusarium non productrices d’OTA ont été isolée des baies traitées par le Stifénia® alors qu’elles n’ont pas été mises en évidence sur les autres parcelles. Les deux traitements biologiques et le traitement par éliciteur ont considérablement augmenté l'épaisseur des peaux de baies (quantités de cire et de cuticule et épaisseur de la peau de la baie). Ceci pourrait être due à des mécanismes de résistance des baies de raisin à certains agents pathogènes et pourraient expliquer simultanément la réduction d’OTA ainsi que l'amélioration de la qualité globale du jus de raisin, qui présentent notamment des teneurs en polyphénols augmentées. Le trans-6-nonenal et trans-2-octenal, rencontrés à plus haute concentration dans les feuilles traitées au Stifénia® lors de l’analyse des profils des composés organiques volatils (COV) des feuilles ont montré une activité antifongique sur la croissance et toxinogenèse du CP-OTA alors qu’aucune activité antifongique de la poudre Stifénia® n’a pu être mesurée. Cela pourrait expliquer en partie le mode d'action de défense de la plante suite au traitement éliciteur par production au niveau des feuilles des COV induisant des modifications métaboliques sur le CP-OTA et engendrant les teneurs d’OTA réduites dans les raisins. Suite aux modifications d’écosystème obtenus, l’autre possibilité envisagée de défense induite par le Stifénia serait la promotion de souches microbiennes antagonistes des souches fongiques mycotoxinogènes. Lors de test d’antagonisme, certaines souches des genres Penicillium et Fusarium, isolées sur parcelles traitées au Stifenia, ont eu un effet positif de réduction de la croissance et toxinogenèse du CP-OTA. C'est notamment le cas pour Penicillium adametzioides qui présente la meilleure réduction de toxinogenèse du CP-OTA. Le traitement par éliciteur présente donc de très bonnes alternatives aux traitements phytosanitaires chimiques pour lutter contre les champignons toxinogènes ainsi que des potentialités de nouveaux agents biologiques. / The grape and wine industry is affected by the presence of Ochratoxin A (OTA) in its products because of contamination of grapes by strains of Aspergillus section Nigri. Grapes and wine are considered as the second contributors in Europe to the ingestion of this mycotoxin with nephrotoxic, neurotoxic and teratogenic effects. The main objective of this work is to provide non-chemical alternative methods to control OTA contamination in grapes and wine, in respect with environment and health of producers and consumers. Different treatments were compared in experimental vineyard PECH-ROUGE of INRA and IFV, Narbonne, France on near parcels after artificial contamination of the Mourvèdre grape cultivar by A. carbonarius: (OTA producing fungus; OTA-PF) a chemical fungicide (Scala®); Saccharomyces cerevisiae and Trichoderma atroviride as antagonists; and a plant extract as elicitor (Stifénia®). Two untreated parcels served as controls, one was artificially contaminated. A significant reduction (38 - 42%) was observed in the OTA juice content by the chemical, yeast bioagent and elicitor treatments with juice safety improvement under the standard at 2 g/Kg. The microbiological enumeration and Q-PCR using universal and specific primers for A. carbonarius had shown the highest reduction of its occurrence on grapes and stems from elictor treatment. The DGGE gave an overview on their effect on the fungal ecosystem, that showed higher similarity between the non-contaminated and elicitor treatment (76%) followed by yeast one and the lowest treatment was the contaminated one. The results obtained from traditional methods of isolation showed that the elicitor treatment had a higher proportion of fungal species from Penicillium and Fusarium genera not isolated in the other treatments. The two biological treatments and one elicitor treatment significantly increased the thickness of the berry skins in general (wax, cuticle layers and skin thickness), which could be related to the enhancement of the disease resistance of the grape berries to certain pathogens and could also simultaneously explain the OTA reduction and the grape juice quality improvement whith particular increasment of polyphenol contents. Further study was conducted in order to understand the Stifénia® mode of action because the reduction effect of the black aspergilli incidence and the OTA contamination while the isolated strains still have the high ability of producing OTA. Trans-6-nonenal and trans-2-octenal, which recognized in Stifénia® treatment leaves with the highest significant concentration regarding to their concentration with the chemical treatment during volatile organic compound (VOC) analyses, have antifungal activity against the OTA-PF growth and OTA production with low concentrations. No antifungal activity of the Stifénia® powder against the OTA-PF mycelial growth or toxigenesis were measured. That may partially explain the mode of action of plant defence by producing leaf VOCs that induce positive changes on the OTA-PF and its OTA contents in grapes. Due to ecosystem changes observed, an other potential effect of the induced defense with Stifénia treatment could be to promote fungal strains with antagonistic effect on A. carbonarius. In vitro antagonistic test was performed with Stifénia® non-Aspergillus isolates from Penicillium and Fusarium genera. Certain strains had a positive effect on mycelial growth reduction on OTA-PF and have also an effect on OTA production of OTA-PF. Penicillium adametzioides showed the highest reduction of toxigenesis of OPT-PF. This could be accomplished by applying as the elicitor one of the tested fungi with an antagonistic effect on OTA production, such as P. adametzioides. The Elicitor treatment therefore offers very good alternatives to chemical treatments to fight against toxigenic fungi directly or by giving new potential biological agents.

Depuis plusieurs années, des agents exogènes environnementaux appelés perturbateurs endocriniens (PE), sont soupçonnés d’interférer avec les fonctions essentielles de reproduction et de développement chez de nombreux organismes vivants. Pour la protection de l’Environnement et de l’Homme, la Directive Cadre sur l’Eau établit des normes de qualité environnementale (NQE) et limite la concentration de trente-trois substances et de huit autres polluants dans les eaux de surface. En revanche, elle ne prend pas encore en compte l’effet de ces substances prioritaires sur les écosystèmes et les humains notamment la perturbation endocrinienne. De plus les spécificités des perturbateurs endocriniens (courbe dose réponse, effets de mélanges etc..) rendent le processus d'identification de ces molécules complexe. Cette thèse est axée sur l’étude d’un des effets hormonaux, les plus couramment rencontrés, la perturbation estrogénique en utilisant comme outils de diagnostic le yeast estrogen screen (YES). Cette étude porte plus particulièrement sur le nord de la Tunisie où l’impact de certains PE sur le développement de poissons Aphanius fasciatus a été mis en évidence. Certains xénoestrogènes comme le cadmium et les HAP, produits générés par l’industrie locale, sont en partie mis en cause dans les malformations observées. En parallèle, certains xénoestrogènes (parabènes notamment) sont retrouvés dans les eaux de stations d’épuration. D’autres produits chimiques comme les colorants textiles et alimentaires ont également des activités endocriniennes. Dans le cadre de la surveillance de la qualité des eaux, il est nécessaire de développer des tests rapides de détection de ces perturbateurs venant complémenter les analyses chimiques. Certaines substances actives sur le système endocrinien étant peu immunogènes, l’axe de recherche développé, dans ce cadre de cette thèse, porte sur un peptide affine pour détecter une myoestrogène, l’ochratoxine A. / For several years, environmental exogenous agents called endocrine disruptors (ED) , are thought to interfere with reproduction and development fonctions in many organisms . For the Protection of the Environment and human health, the Water Framework Directive establishes environmental quality standards (EQS) and limits the ranges of thirty-three substances and eight other pollutants in surface waters. Nevertheless, it does not yet take into account the effect of these priority substances on ecosystems and humans including endocrine disruption. More than endocrine disruptors specificity (dose response curve , mixtures effect etc. .. ) make the identification process more complex. This thesis focuses on the study of hormonal effects, the most commonly encountered, estrogen disruption using the yeast estrogen screen (YES) as diagnostic tool. This study focuses particularly on the north of Tunisia, where the impact of ED on development of Aphanius fasciatus . Some xenoestrogens such as cadmium and PAH products generated by local industry are partly implicated on observed skeletal deformities. In parallel, some xenoestrogens (including parabens) are detected in the waters of sewage treatment plants. Other chemicals such as textile and food dyes also have endocrine activities. Under the supervision of water quality, it is necessary to develop rapid tests to detect endocrine disrupter and supplement chemical analyzes. Some active substances on the endocrine system is poorly immunogenic, the research axis developed in this thesis focuses on a peptide affinity for detecting a fungi toxin, ochratoxin A.

L’ocratossina e le ammine biogene sono due metaboliti biologici che possono essere ritrovati nei vini. Il primo di questi contaminanti è stato studiato recentemente per la sua elevata tossicità sebbene non sia rintracciabile frequentemente nei vini. Le ammine biogene sono presenti in ogni tipo di vino in differenti concentrazioni, oltretutto, alcune di loro, ad alte concentrazioni, possono causare reazioni allergiche. Gli obiettivi di questo PhD riguardano tre differenti aspetti. Indagare metodi biologici di per la decontaminazione di ocratossina A durante la vinificazione; in particolare lo studio si è focalizzato sull’uso di un ceppo Lactobacillus plantarum utilizzato come starter malolattico. Valutare la presenza di Lactobacillus spp., isolati da mosto e vino, in grado di produrre ammine biogene, usando tecniche molecolari come la reazione a catena della polimerasi (PCR) per rilevare i geni codificanti gli enzimi responsabili della sintesi di questi composti. Testare la capacità di un L. plantarum di effettuare la malolattica effettuando l’inoculo in differenti fasi della vinificazione e valutare il trend delle ammine biogene già presenti nel mosto. / Two of the major biological metabolites present in wine are the ochratoxin and the biogenic amines. The first of these contaminants was studied in recent decades because of its toxicity in humans, although its presence is not frequent in wines. The biogenic amines are present in every types of wine in different concentration, and some of them, in high concentrations, can cause allergenic reactions in humans. The objectives of this PhD regard three different aspects. Investigate the biological methods to reduce ochratoxin A in wine during winemaking; in particular the study is focused to use a Lactobacillus plantarum strain as malolactic starter. Investigate the presence of Lactobacillus spp., isolated from must and wine, able to produce the amines, using molecular techniques as polymerase chain reaction (PCR) to detect the genes that encode for the enzymes responsible of the synthesis of these compounds. Test the ability of a L. plantarum to perform MLF in relationship with inoculation time and assess the trend of biogenic amines already present in must.

L'objectif du travail de recherche mené concerne l'élaboration des nouveaux matériaux d'électrodes modifiés pour des applications dans le domaine des biocapteurs. Le travail a été subdivisé en trois parties portant sur le greffage du sel de diazonium pour application immunocapteur, l'électroadressage des d'anticorps et l'électrodépôt d'un espaceur pour application aptacapteur. Dans la première partie de ce travail, nous nous sommes consacrés d'abord à l'électrogreffage du nitrobenzène diazonium sur la surface d'or pour le développement de capteurs immunologiques destinés à la détection de la bactérie Staphylococcus aureus. Une limite de détection de 10 UFC/mL a été atteinte. Dans la deuxième partie, la détection de l'ochratoxine A est présentée, basée sur l'électroadressage covalent de l'anticorps modifié par la fonction diazonium sur des électrodes de Diamant Dopé Bore (BDD). Une limite de détection de 0.007ng/mL a été obtenue et l'immunocapteur a été testé sur des échantillons réels. Enfin, on a développé un aptacapteur basé sur le greffage d'un espaceur (PEG) sur la surface des microcellules BDD pour la quantification de la biotoxine OTA. Une limite de détection de 0,01ng/L a été obtenue et application à un échantillon réel (le riz) a été démontrée. Les résultats obtenus, basés sur des méthodes électrochimiques de détection (variation de l'impédance ou du courant d'une sonde redox) sont encourageantes en termes de sensibilité, limite de détection, reproductibilité et spécificité / The objective of the research work was to the development of modified electrode materials for biosensor application. The work was devided into three parts: electrografting of diazonium salt for immunosensor application, electroadressing of antibodies and electrodeposition of PEG spacer for aptasensor application. In the first part of this work, the modification of gold surfaces with nitrobenzene diazonium cation was investigated in order to develop an immunosensors for the detection of Staphylococcus aureus. A detection limit of 10 CFU/mL has been obtained. The second part was focused on the electrically addressable deposition of diazonium functionalized antibodies on boron-doped diamond (BDD) microcells for the detection of OTA. A detection limit of 0.007ng/mL has been obtained and the immunosensor was tested on real samples. Finally, we developed an amperometric aptasensor based on electrochemical grafting of a PEG-COOH spacer on a BDD microcell for the detection of OTA biotoxin. A detection limit of 0.01 ng/L has been obtained and application to a real sample (rice) has been demonstrated. The amperometric and impedimetric techniques used in this work lead to promising results in terms of sensitivity, specificity and reproductibility

Dans ce travail, nous nous sommes intéressés au développement d’un nouveau biocapteur enzymatique ultrasensible pour la détection conductimétrique d’une mycotoxine, l’ochratoxine A (OTA). Une peptidase, la thermolysine (TLN), a été choisie comme élément de reconnaissance. Le biocapteur proposé est basé sur l’immobilisation de la TLN dans une matrice d’alcool polyvinylique (PVA)/polyéthylènimine (PEI) contenant des nanoparticules d’or et réticulée à la surface de microélectrodes interdigitées à l’aide de vapeurs de glutaraldéhyde. Dans les conditions optimales (35 min de réticulation, mesure à pH 7 et 25°C), la réponse du biocapteur est linéaire jusqu’à 60 nM et la limite de détection est de 1 nM. Cette valeur est 700 fois plus basse que celle obtenue en utilisant une méthode d’immobilisation basée sur la co-réticulation de la TLN en présence d’albumine de sérum bovin (BSA). La matrice PVA/PEI crée un environnement aqueux favorable à l’enzyme. Par ailleurs, les interactions entre les groupements amines protonés du PEI et les charges négatives des nanoparticules citratées et de la TLN améliore leur dispersion dans la matrice et favorise la stabilisation de l’enzyme et son accessibilité au substrat (OTA). Le biocapteur conductimétrique développé est très reproductible et stable pendant 30 jours lorsqu’il est stocké à 4°C dans du tampon phosphate 20 mM pH7 entre 2 mesures. Le biocapteur a ensuite été évalué sur des échantillons d’huile d’olive commerciale dopée. Aucun prétraitement de l’échantillon n’a été nécessaire et des taux de recouvrement proches de 100% ont été obtenus, démontrant l’absence d’effet de matrice / A new ultrasensitive enzymatic biosensor for the direct conductometric detection of ochratoxin A (OTA) has been developed in this work. Thermolysin (TLN), a peptidase, was chosen as recognition element. The proposed biosensor is based on TLN immobilization into a polyvinyl alcohol (PVA)/polyethylenimine (PEI) matrix containing gold nanoparticles (AuNPs) and cross-linked at the surface of gold interdigitated microelectrodes using glutaraldehyde vapor. Under optimal conditions (35 min cross-linking time, working pH of 7 and temperature of 25◦C), the biosensor response was linear up to 60 nM OTA and the limit of detection was 1 nM. This value was 700 times lower than the detection limit obtained using the more classical method based on enzyme cross-linking in the presence of bovine serum albumin (BSA). PVA/PEI hydrogel creates a very favorable aqueous environment for the enzyme. In addition, interactions between protonated amino groups of PEI and negative charges of both citrated AuNPs and thermolysin improve their dispersion in the polymer blend, favoring enzyme stabilization and accessibility to the substrate (OTA). The developed OTA biosensor was very reproducible and stable over a 30 days period when stored at 4◦C in 20 mM phosphate buffer between two measurements. The method was further evaluated using commercial doped olive oil samples. No pretreatment of the sample was needed for testing and no matrix effect was observed. Recovery values were close to 100%, demonstrating the suitability of the proposed method for OTA screening in olive oil

<p>U ovom radu je ispitivan uticaj Antitoksičnognutritiva(ATN), preparata na bazi prirodnih aluminosilikata,na biohemijske, fiziolo&scaron;ke, tehnolo&scaron;ke i proizvodne parametre uzgoja pilića. ATN je sme&scaron;a zeolita klinoptilolita, gline monmorilonita i male količine aktivnog uglja. Dodatak ovog preparata u hranivo za piliće u količini od 5 g/kg nije izazvao promene u normalnoj biohemijskoj i fiziolo&scaron;koj homeostazi životinja. Hematolo&scaron;ki parametri, koncentracija metabolita, elektrolita i aktivnost enzima seruma i jetre je bila u granicama referentnih vrednosti. ATN ne utiče na prirast životinja, ni na konverziju hrane, ali dovodi do povećanja relativnih masa pojedinih organa digestivnog trakta.</p><p>Uočava se da dodatkom ATN-a u hranivo dolazi do smanjenja količine masti a povećanja količine proteina u belom mesu. ATN takođe povećava i sadržaj pepela u<br />belom i crvenom mesu.</p><p>Akutni ili hronični tronedeljni oralni unos pojedinih toksikanata (mikotoksina aflatoksina B1i ohratoksina A, herbicida parakvata, jona olova ili toksina<br />cijanobakterija-mikrocistisa) dovodi do poremećaja normalne biohemijske i fiziolo&scaron;ke homeostaze pojedinih organa i tkiva pilića, &scaron;to je utvrđeno na osnovu rezultata hematolo&scaron;kih i biohemijskih analiza, određivanja enzima antioksidativne za&scaron;tite i lipidne&nbsp;<br />peroksidacije, kao i odredjivanja parametara uzgoja i težine organa. ATN, dodat u hranu u količini od 5 g/kg, mogao da bude dobar protektivni agens za delovanje aflatoksina, parakvata, jona te&scaron;kih metala i mikrocistisa, ali ne i ohratoksina.</p> / <p>This study investigated the effects of dietary supplementation with hydrated aluminosilicate (Antitoxic Nutrient-ATN), based on zeolitic ore (clinoptilolite), clay bentonite (montmorillonite),and small amounts of activated charcoal, on&nbsp; performance, hematological, serum, and liver biochemical parameters, as well as organ weights and meat quality in broiler chickens. The dietary addition of ATN has&nbsp; no adverse effects on serum and liver biochemical parameters and does not affect the normal physiological homeostasis of animals. However, the results of this study demonstrate that supplementation with 5 g/kg of ATN influenced organ weights, and chemical composition of broiler chicken meat.</p><p>This study also evaluated the effectiveness of ATN to protect broilers from adverse effects of five different toxic substances (mycotoxins aflatoxin B1, and ochratoxin A, herbicide paraquat, heavy metal ions supplied as lead-acetate, and microcystis, toxin of cyanobacteria). Toxic substances induced oxidative stress and disturb normal biochemical and physiological homeostasis of different tissues and organs in poultry. The results from this study demonstrate that the biochemical variables of serum, liver, kidney, lung and other organs were negatively affected by all five toxic substances. The additionof 5 g/kg of ATN was protective against aflatoxin B1, lead-acetate, paraquat and microcystis, but not against ochratoxin A.</p>

Ce travail de thèse a permis de décrire la contamination importante des grains du café de (Coffea canephora variété robusta) par des moisissures au cours des traitements post récolte des cerises de café par la voie sèche, dans une zone tropicale humide. La stratégie d’échantillonnage mise en place à consister à faire des prélèvements durant deux années successives (2008 et 2009) sur des sites localisés dans les principales zones de production du café en Côte d’Ivoire. A partir de 31 échantillons de cerises, grains et coques de café, 218 souches sauvages de moisissures ont été isolées sur milieu Potato Dextrose Agar (PDA) et identifiées. Ces champignons filamenteux sont répartis comme suit : Aspergillus section Nigri (52%) ; Aspergillus verts (13%), Penicillium (10%), Mucor (16%), Fusarium (4%), autre (5%). Les Aspergillus section Nigri qui comptent le complexe Aspergillus niger agreggate et Aspergillus carbonarius représentent un peu plus de la moitié de la population fongique soit 52%, soit 30% en 2008 et 70% en 2009, de la flore fongique totale. Ce groupe a fait l’objet d’une caractérisation morphologique. L’étude du potentiel mycotoxinogène des Aspergillus section Nigri isolées du café robusta a démontré qu’en plus de l’OTA, certaines souches d’Aspergillus Nigri produiraient de l’aflatoxine. Cependant l’espèce Aspergillus carbonarius reste la plus ochratoxinogène (0,6 µg et 15µg d’OTA/g de milieu gélosé). En plus des moisissures 44 souches de bactéries lactiques (LAB) ont été isolées à partir de la pulpe fraîche de café. Les caractères morphologiques, biochimiques et culturaux ont été étudiés. L’identification moléculaire des bactéries a permis de les classer dans le groupe de Lactobacillus plantarum sp. Après un criblage orienté, deux souches de LAB avec un effet important d’inhibition de croissance des moisissures mycotoxinogènes ont été sélectionnées. Les deux souches de Lactobacillus plantarum ont démontré une activité antifongique contre les souches d’Aspergillus carbonarius hautement ochratoxinogènes. Par conséquent la prévention de la mycotoxinogenèse sur café robusta, pourrait passer par l’inhibition de la croissance de certaines moisissures ochratoxinogènes. Les résultats acquis au cours de ce travail de thèse serviront de base afin de poursuivre cette étude d’une part avec des essais in situ pour tester l’efficacité des LAB sélectionnées et d’autre part, rechercher les biomolécules actives contre la germination des spores contaminants naturels post récolte en particulier des cerises de café en Côte d’Ivoire et des fruits et légumes en général. / One of the objectives of this thesis was to describe the significant contamination of robusta coffee beans (Coffea canephora) by moulds during the post-harvest processing of coffee cherries in the dry process. The sampling strategy was to take samples for two consecutive years (2008 and 2009) from different areas of coffee production in Ivory Coast and on the other hand, from the same area but from coffee producers using different methods of drying of coffee beans. From 31 samples, 218 wild strains of fungi were isolated on Potato Dextrose Agar (PDA) media and identified. These filamentous fungi were as follows: black Aspergilli (52%); green Aspergilli (13%), Penicillium (10%), Mucor (16%), Fusarium (4%) and others (5%). The black Aspergilli were found to include Aspergillus niger and Aspergillus carbonarius representing 52% of the fungal population, with a proportion of 30% in 2008 and 70% in 2009 of the total fungal flora. This group was selected to study more about their mycotoxin production. Most strains grown on media and at specific incubation conditions, were capable of producing one or more kinds of mycotoxins. Analysis of mycotoxins from fungi isolated from less than a hundred robusta coffee showed that ochratoxin A (OTA) was not the only mycotoxin that may contaminate the robusta coffee in Ivory Coast. Indeed, several strains belonging to the species Aspergillus Nigri group had shown their ability to produce not only ochratoxin A but also aflatoxin. However, the species A. carbonarius remains as the most ochratoxigenic strain but it does not produce aflatoxin.In parallel to the isolation of fungi, 44 strains of lactic acid bacteria (LAB) were also isolated from fresh coffee cherries, harvested in Ivory Coast in 2009. The morphological, biochemical and growth characteristics were studied. Molecular identification of strains ranked them to be in the group of Lactobacillus plantarum sp. After a screening experiment, it was possible to select two strains of LAB with a significant effect of inhibiting fungal growth by producing mycotoxins. The two strains of Lactobacillus plantarum showed antifungal activity against strains of Aspergillus carbonarius which is highly ochratoxigenic. Therefore the prevention of mycotoxigenicity of robusta coffee, could be rised by inhibiting the growth of certain ochratoxigenic fungi. The results achieved in this thesis serve as a basis to continue the study on one hand with field trials to test the effectiveness of selected LAB on the other hand, look for active biomolecules against spore germination of contaminants especially the natural post-harvest coffee beans in Ivory Coast and fruits and vegetables in general.

L’aflatoxine B1 (AFB1) et l’ochratoxine A (OTA) sont des mycotoxines pouvant contaminer une large variété de denrées alimentaires. L’ingestion d’aliments contaminés par des animaux d’élevage peut entraîner l’altération de leur santé et de leurs performances zootechniques ainsi qu’un problème de sécurité alimentaire lié à la présence de résidus de mycotoxines dans les produits animaux, notamment le lait. Des traitements de détoxication basés sur l’addition d’adsorbants organiques ont été développés pour fixer les mycotoxines dans le tube digestif et ainsi réduire l’exposition des animaux. L’objectif de ce travail de thèse était d’évaluer l’efficacité d’un adsorbant à base d’extraits de parois modifiées de levures (Mycosorb®) sur deux modèles animaux, le rat et la brebis. L’efficacité a été déterminée en réalisant un suivi des mycotoxines et/ou de leurs métabolites dans 3 matrices : l’excrétion urinaire et fécale et la cinétique sanguine. Sur les 2 modèles animaux, nous avons ainsi étudié les effets de l’apport en Mycosorb sur l’excrétion urinaire et fécale et la cinétique sanguine des 2 mycotoxines (AFB1 et OTA). Chez le rat, le suivi de la radioactivité a montré que les fèces d’animaux supplémentés en parois de levures contiennent significativement plus de mycotoxines. Cette augmentation de la radioactivité dans les fèces s’est accompagnée d’une diminution marquée de la radioactivité dans le sang et dans les urines. Chez la brebis laitière, en plus de ces paramètres, nous avons évalué l’effet de l’adsorbant sur les paramètres de production de l’animal et l’excrétion des mycotoxines dans le lait. L’addition de la paroi de levure a entraîné une augmentation significative de l’excrétion de l’AFB1 et de son métabolite, l’aflatoxine M1(AFM1) dans les fèces du ruminant. Cette augmentation de l’excrétion fécale s’accompagne de la réduction du taux d’AFM1 excrété dans l’urine mais pas dans le lait. Les effets observés chez les deux modèles expérimentaux semblent être liés à la séquestration des mycotoxines dans le tractus digestif des animaux et permettent de conclure à la capacité de l’adsorbant organique à réduire la biodisponibilité des mycotoxines testées. L’ajout de la paroi de levure pourrait, par conséquent, réduire les risques sanitaires chez les animaux d’élevage exposés à une alimentation contaminée par les mycotoxines. Cependant, nous n’avons pas observé d’effet sur la santé et les paramètres zootechniques des animaux dans les conditions expérimentales utilisées. / Aflatoxin B1 (AFB1) and Ochratoxin A (OTA) are mycotoxins that can be found in a large variety of feedstuffs. Consumption of contaminated feeds can affect the health and performances of farm animals and if transferred into animal products can be a problem for the safety of food. Different treatments of detoxication based on organic adsorbants addition have been developed to bind these mycotoxins in the digestive tract and thus to reduce exposure of animals. The objective of this work was to evaluate the efficacy of an adsorbent containing yeast cell wall extracts (Mycosorb®) in two animal models, the rat and the dairy ewe. The efficacy was determined by performing a monitoring of mycotoxins and/or theirs metabolites in 3 matrices : urinary and faecal excretion and blood kinetic. In both animal models, thus we have studied the effects of yeast cell walls on urinary and faecal excretion and blood kinetic of the 2 mycotoxins (AFB1 and OTA). Radioactivity analysis showed that faeces of animals supplemented with the adsorbent contained significantly more mycotoxins in rats. This increase of radioactivity in feces was associated with a marked decrease of radioactivity in blood and urine. In dairy ewes, in addition to these parameters, we have evaluated the effects of the adsorbent on the production parameters of animals and the excretion of mycotoxins in milk. The addition of yeast cell walls significantly increased the excretion of AFB1 and its metabolite, aflatoxin M1 (AFM1) in the faeces. This increase in fecal excretion was associated with a reduction of the excretion of AFM1 in urine but not in milk. The reduced absorption of AFB1 and OTA in both animal models could be associated with the capacity of the adsorbent to bind mycotoxins in the digestive tract. Addition of yeast cell wall extract could be a strategy to reduce sanitary risks in ruminants exposed to mycotoxins-contaminated feeds. However, we have not observed an effect on the health and the performances of animals in the experimental conditions used.

Aquest estudi s’ha realitzat en el marc del projecte titulat: “Ecotoxicidad, micotoxinas y degradación de nonilfenoles en lodos de depuradora y suelos tratados” finançat pel Ministeri d’educació i ciència amb número de referència: CTM2006-14163-C02-02, en col•laboració amb el Centre de Recerca i Aplicacions Forestals. La present Tesi Doctoral aborda els aspectes de determinació analítica de la presència de micotoxines en compost i l’evolució del nonilfenol en sòls. En concret, s’ha estudiat la presència de les aflatoxines G2, G1, B2, B1 i l’ocratoxina A, en tres mostres de compost produït en dues EDAR de Catalunya. Per això s’ha desenvolupat un mètode per a l’anàlisi simultània de les aflatoxines G2, G1, B2, B1 i l’ocratoxina A en compost. En primer lloc s’ha adaptat per aquestes mostres un procediment per HPLC-MS desenvolupat anteriorment en el nostre equip per a la determinació de les aflatoxines G2, G1, B2 i B1 aplicat en matrius de tipus alimentari, que s’ha estès a la determinació conjunta de les quatre aflatoxines i l’ocratoxina A. Aquest procediment ha mostrat problemes pel que fa a la recuperació i precisió dels resultats. Vistes les dificultats, s’ha desenvolupat un nou procediment per UHPLC-Fluorescència que permet una preparació de mostra més ràpida i simple, així com una millor sensibilitat. Aquest nou mètode ha estat validat i permet millorar el temps d’anàlisi i aconseguint eliminar l’etapa de purificació de mostra amb cartutxos de reblert polimèric, utilitzats en el mètode emprat com a punt de partida. Els dos procediment han permès demostrar que, en les mostres de compost estudiades no hi ha quantitats significatives de cap de les cinc micotoxines estudiades. Pel que fa al nonilfenol, s’ha estudiat la seva evolució temporal, durant 32 setmanes, en mostres de sòl, mescles de sòl amb torba i mescles de sòl amb compost, a les que s’ha addicionat nonilfenol a dos nivells de concentració. De la mateixa manera, s’ha estudiat la concentració de nonilfenol en els lixiviats de les mostres de sòl i de les mescles de sòl amb torba. Per això, s’ha posat al punt un procediment analític per HRGC-MS tant per a les mostres de sòls com per a les mostres aquoses dels lixiviats. S’ha posat de manifest la ràpida eliminació del nonilfenol en les tres mostres estudiades i que el nivell de pèrdua per lixiviació és molt baix. En els mateixos lixiviats s’ha determinat la matèria orgànica total i la seva toxicitat a través de l’assaig de Microtox. Les dues determinacions mostren que aquests lixiviats no presenten problemes ja que, complirien les exigències per poder ser abocats a les xarxes públiques de clavegueram. Finalment, es pot afirmar que l’ús del compost en agricultura és una pràctica segura, tant pel que fa a l’absència de les micotoxines, com per la ràpida degradació del nonilfenol en el sòl. / Este estudio se llevó a cabo en el marco del proyecto titulado, "Ecotoxicidad, micotoxinas y degradación de nonilfenoles en lodos de depuradora y suelos tratados" financiado por el Ministerio de educación y ciencia con número de referencia: CTM2006-14163-C02-01, en colaboración con el “Centre de Recerca i Aplicacions Forestals”. La presente Tesis Doctoral aborda los aspectos de determinación analítica de la presencia de micotoxinas en compost y la evolución del nonilfenol en suelos. En concreto, se ha estudiado la presencia de las aflatoxinas B1, B2, G1, G2 y la ocratoxina A en tres muestras de compost producido en dos EDAR de Catalunya. Por lo tanto, se ha desarrollado un método de análisis simultáneos de aflatoxinas B1, B2, G1, G2 y la ocratoxina A en compost. En primer lugar se ha adaptado a estas muestras un procedimiento por HPLC-MS desarrollado previamente en nuestro equipo para la determinación de aflatoxinas B1, B2, G1 y G2 aplicado a matrices alimentarias y se ha extendido a la determinación conjunta de las cuatro aflatoxinas y la ocratoxina A. Este procedimiento ha revelado problemas relativos a la recuperación y la precisión de los resultados. Vistas las dificultades, se ha desarrollado un nuevo procedimiento por UHPLC-fluorescencia que permite una rápida y simple preparación de muestra, así como una mejor sensibilidad. Este nuevo método ha sido validado y puede mejorar el tiempo de análisis y eliminar la etapa con cartuchos de purificación de muestra con cartuchos poliméricos, utilizados en el método de partida. Ambos procedimientos han permitido mostrar que, en las muestras del compost estudiado no hay cantidades significativas de ninguna de las cinco micotoxinas estudiadas. En cuanto a nonilfenol, se ha estudiado su evolución temporal, durante 32 semanas, en muestras de suelo, mezclas de suelo con turba y mezclas de suelo con compost, donde se ha adicionado nonilfenol en dos niveles de concentración. Asimismo, se ha estudiado la concentración del nonilfenol en las muestras de lixiviados de los suelos y mezclas de suelo con turba. Por lo tanto, se ha puesto a punto un procedimiento analítico por HRGC-MS tanto para muestras de suelo como para muestras de lixiviados acuosa. Se ha demostrado la rápida eliminación del nonilfenol en las tres muestras estudiadas y que el nivel de pérdidas por lixiviación es muy baja. Finalmente, en los mismos lixiviados se ha determinado la materia orgánica total y su toxicidad mediante el ensayo de Microtox. Ambas determinaciones muestran que estos lixiviados no presentan problemas ya que cumplen las exigencias para poder ser enviados a las redes de alcantarillado público. Se puede afirmar que el uso de compost en la agricultura es una práctica segura, tanto en cuanto a la ausencia de micotoxinas, como la degradación rápida de nonilfenol en el suelo. / This work was carried out in the framework of the project: “Ecotoxicidad, micotoxinas y degradación de nonilfenoles en lodos de depuradora y suelos tratados". This project was performed in collaboration with "Centre de Recerca i Aplicacions Forestals" and it was supported by “Ministerio de Educación y Ciencia” (contract number CTM2006-14163-C02-01). The present work is referred to the analytical determination of mycotoxins and the degradation of the nonylphenol in soils. Aflatoxins B1, B2, G1, G2 and ochratoxin A in three different samples of compost, produced in two sewage wastewater in Catalonia, has been studied. Also, a method for simultaneous determination of aflatoxins B1, B2, G1, G2 and ochratoxin A in compost has been developed. An analytical method using HPLC-MS has been developed to determinate aflatoxins B1, B2, G1, G2 and ochratoxin A in compost matrices. This method is based on a previous work performed in the Chromatographic Methods Lab at IQS to determinate aflatoxins B1, B2, G1, and G2 in food matrices. It is important to mention that the HPLC-MS method showed low recovery factors and precision problems in the compost samples analyzed. In a second set of experiments a new method using UHPLC-fluorescence has been designed to analyze aflatoxins B1, B2, G1, G2 and ochratoxin A in compost samples. UHPLC-fluorescence allowed quick and simple sample preparation, high sensitivity, short analysis time and the elimination of the purification step using polymeric cartridges. Finally, this method using UHPLC-fluorescence was validated for aflatoxins B1, B2, G1, G2 and ochratoxin A in compost matrices. It is important to mention that HPLC-MS and UHPLC-fluorescence methods verify the absence of mycotoxins in all compost samples analyzed. In a third set of experiments the temporal evolution of nonylphenol has been studied in soil samples, mixtures of soil with peat and soil with compost. The experiments were performed during 32 weeks in which nonylphenol was added at two levels of concentration in the samples at the beginning of the assay. Also, the concentration of nonylphenol in samples of leachates from soil and mixtures of soils with peat has been studied. An analytical method to analyze nonylphenol using HRGC-MS for soil samples and leachates has been designed. Rapid nonylphenol degradation in the three samples analyzed (soil, soil + compost and soil + peat) has been observed and very low nonylphenol levels in samples of leachates from soil and mixtures of soils have been obtained. Finally, Total Organic Carbon (TOC) of the leachates has been measured and also toxicity assays by Microtox test have been performed. Both techniques showed that the leachates analyzed can be dumped in the public sewerage networks because it’s low TOC and toxicity levels. To summarize, it can be assured that the use of compost in agriculture is a safe practice because the absence of mycotoxins and the rapid degradation of nonylphenol in soil.