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MyToolBox - Gestion intelligente et intégrée des mycotoxines
Et s'il existait un outil pour aider les gestionnaires de silos à prévoir l'apparition de mycotoxines dans leurs installations de stockage, à analyser les données météorologiques pertinentes, à réutiliser les récoltes contaminées et à mieux comprendre la réglementation ? Il se trouve qu'un tel outil est en cours de développement : le projet MyToolBox. Les auteurs invités Birgit Poschmaier et Rudolf Krska vous expliquent.
L'Union européenne a estimé que 5 à 10 % de la production végétale mondiale est perdue en raison de la contamination par les mycotoxines.1 Ces pertes se traduisent par des charges financières élevées, non seulement en raison des pertes de rendement et de récolte totale, mais aussi en raison des coûts d'inspection et d'analyse. Les phénomènes météorologiques extrêmes compliquent encore le paysage mondial des mycotoxines et exigent que les méthodes de prévision et de détection s'adaptent à cette réalité nouvelle et changeante. Si les solutions innovantes sont essentielles pour relever ces nouveaux défis, l'intégration du savoir-faire et de l'expertise existants est une étape clé pour les parties prenantes tout au long de la chaîne alimentaire humaine et animale afin de s'attaquer durablement au problème des mycotoxines. C'est l'essence même d'un projet à grande échelle actuellement financé par la Commission européenne : le projet MyToolBox (www.mytoolbox.eu) (convention de subvention n° 678012).
Intégrer les besoins des utilisateurs dans une plateforme d'aide à la décision en ligne
Des décennies de recherche ont permis de réaliser d'énormes progrès dans la détection des mycotoxines tout au long de la chaîne de production, depuis les matières premières jusqu'aux aliments que nous consommons. Naturellement, des méthodes visant à réduire le risque de contamination par les mycotoxines ont été élaborées et mises en pratique. Ces méthodes vont de la gestion des cultures à l'échantillonnage, au stockage et à la transformation. Enfin, les réglementations ont fini par refléter une grande partie de ces connaissances, mais dans un langage et un format difficiles à comprendre et à utiliser.
MyToolBox transforme ces connaissances en un texte facilement compréhensible qui reflète les techniques de collecte de données les plus récentes : Au lieu de naviguer dans des listes de mycotoxines et de la manière de les gérer dans différentes cultures, les utilisateurs de MyToolBox peuvent d'abord sélectionner la culture, puis explorer la manière de limiter la contamination par les mycotoxines à différents stades de la production. Par exemple, les limites maximales de l'UE pour le déoxynivalénol (DON) dans la farine de blé utilisée pour une transformation ultérieure sont différentes de la limite maximale de DON dans le blé brut utilisé pour une transformation ultérieure.
En outre, la concentration admissible de DON dans le blé destiné à la consommation humaine est inférieure à celle du blé destiné à l'alimentation animale. La plateforme électronique MyToolBox inverse cette orientation en mettant la culture au premier plan, ce qui permet à l'utilisateur de suivre chaque étape de la transformation et les contaminations maximales en mycotoxines autorisées qui y sont associées, grâce à de nouvelles connaissances issues d'expériences spécifiques. En plus de transformer les informations existantes en formats facilement compréhensibles, MyToolBox s'efforce d'aider les utilisateurs finaux dans leur prise de décision. Elle a ainsi développé des outils d'aide à la décision en temps réel pour les agriculteurs et les gestionnaires de silos, leur permettant de réagir rapidement aux menaces potentielles liées aux mycotoxines.
Publié le :
Mycotoxine
Gestion conviviale des mycotoxines pour les agriculteurs
En Europe, les mycotoxines les plus répandues pour le blé sont le DON et la zéaralénone (ZEN), qui sont généralement produites par les champignons Fusarium spp. Pour le maïs, les mycotoxines les plus fréquentes sont les fumonisines (FUM) et les aflatoxines (AF), généralement produites par les champignons Fusarium et Aspergillus, respectivement. Indépendamment de la disponibilité d'hôtes ou de cultures vulnérables, le développement des champignons et la production de toxines dépendent largement des paramètres météorologiques tels que la température et l'humidité. Par exemple, il est bien connu que les températures chaudes et la pluie pendant la floraison du maïs augmentent le risque de contamination de la culture par les aflatoxines. MyToolBox fournit un ensemble de recommandations aux agriculteurs qui cultivent du blé, du maïs, de l'orge et de l'avoine, allant de la gestion des débris végétaux et de la rotation des cultures à l'utilisation de biopesticides et de cultivars résistants, en passant par l'assistance en temps réel pendant la période de croissance.
L'outil de soutien en temps réel s'appuie sur des modèles de prévision connectés à des stations météorologiques dans toute l'Europe. Dans MyToolBox, un agriculteur peut, par exemple, identifier un champ, sélectionner la station météorologique la plus proche et entrer des données de base sur les cultures, telles que la date de semis. Après avoir fourni des informations minimales, telles que l'utilisation de pesticides ou le désherbage, l'agriculteur recevra une carte des risques du champ, indiquant un risque faible (vert), moyen (orange) ou élevé (rouge) de contamination de la culture par les mycotoxines. Des contre-mesures pour réduire ce risque, ou des options sur la manière de traiter le matériel contaminé, peuvent alors être trouvées dans MyToolBox ; l'outil fournit à la fois des avertissements et des recommandations.
Dans le cadre du projet, MyToolBox a testé l'efficacité de nouveaux biopesticides qui atténuent la contamination par le DON dans le blé (Royaume-Uni) et l'avoine (Norvège) et de souches d'Aspergillus atoxigènes qui réduisent les aflatoxines dans le maïs en Serbie. Cette dernière méthode s'est avérée particulièrement efficace lors des premiers essais. Des résultats similaires ont été obtenus pour l'utilisation de souches d'Aspergillus atoxigènes d'origine locale dans certains pays d'Afrique. Bien que l'efficacité économique puisse encore être améliorée, l'efficacité de l'utilisation de souches atoxigènes s'est avérée être une méthode valable pour lutter contre la contamination du maïs par les aflatoxines en Europe.
Utilisation des cultures hautement contaminées
Si les niveaux de contamination dépassent toutes les limites maximales, même celle qui s'applique aux aliments pour animaux, d'autres options d'utilisation ont été testées afin de réutiliser des cultures qui, autrement, seraient inutilisables. Des expériences à l'échelle pilote ont montré que les enzymes recombinantes pouvaient dégrader simultanément jusqu'à 100 % et 90 % du FB1 et du ZEN, respectivement. La biotransformation a été confirmée par la formation des produits de dégradation non toxiques que sont le FB1 hydrolysé et le ZEN hydrolysé. D'autre part, la production de biogaz s'est avérée être un moyen judicieux d'utiliser du blé et du maïs hautement contaminés : bien que la production de méthane ait été légèrement retardée, aucune différence significative dans le rendement en méthane n'a pu être constatée entre les substrats hautement et faiblement contaminés ; la contamination en mycotoxines du digestat était inférieure à la limite de détection. Ces résultats ont été intégrés dans la plateforme électronique MyToolBox afin d'informer les directeurs d'usine, les responsables de la production d'aliments pour animaux et les directeurs d'usines de bioéthanol/biogaz.
Système d'alarme pour la surveillance des silos
Outre les agriculteurs, les gestionnaires de silos doivent également veiller à la sécurité de leurs cultures, car les champignons de stockage peuvent se propager rapidement et contaminer les céréales stockées avec des mycotoxines. La pratique courante en matière de gestion des silos consiste à mesurer la température et l'humidité relative, soit périodiquement, soit à distance. Dans le cadre du projet MyToolBox, des capteurs ont été développés qui utilisent le CO2 comme paramètre d'alerte précoce. En incluant le CO2 dans le modèle de prédiction, il est possible de prévoir une contamination potentielle trois à cinq jours plus tôt qu'en utilisant uniquement des capteurs sensibles à la température, ce qui permet de réagir plus rapidement à la menace de contamination. Les capteurs de MyToolBox alertent l'utilisateur sur l'augmentation potentielle de ZEN (pour le blé stocké) et d'aflatoxine (pour le maïs stocké) au plus près des nœuds de capteurs dans le silo, ce qui permet à l'utilisateur de localiser la menace de contamination à un endroit précis dans le silo.
Donner de l'importance à l'utilisateur
Au-delà de la prévision en temps réel des mycotoxines dans les champs et les silos, un groupe d'utilisateurs finaux potentiels aux Pays-Bas, en Serbie, en Italie, au Royaume-Uni, en Turquie et en Norvège a été invité à donner son avis sur une plateforme intégrée de gestion des mycotoxines. Pour obtenir une réponse maximale, un plan de diffusion solide a été suivi, qui comprenait le partage des résultats dans les communautés scientifiques et des programmes visant à atteindre les industries et les utilisateurs finaux par le biais d'ateliers ciblés pour les parties prenantes. Nous avons également eu recours à des présentations lors de foires et de conférences, ainsi qu'à des connexions avec d'autres réseaux et projets (tels que MycoKey et ISM) en Europe et en Chine. Cela nous a permis non seulement de produire une plateforme conviviale contenant des informations exploitables pour les parties prenantes, mais aussi de faciliter l'évaluation des risques.
Contrairement aux projets et normes précédents, le projet MyToolBox s'appuie sur une approche multi-acteurs totalement intégrée, avec un degré élevé d'implication de l'utilisateur final, pour résoudre les problèmes liés aux mycotoxines tout au long de la chaîne alimentaire humaine et animale. La réduction des risques liés aux mycotoxines dans les cultures se traduira par une réduction des pertes tout au long de la chaîne alimentaire. En fournissant des informations traçables tout au long de la chaîne d'approvisionnement à l'aide des technologies TIC courantes, MyToolBox peut apporter une contribution substantielle à la santé, à la sécurité et au bien-être des consommateurs.