8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
1/62
Riscul contaminarii
porumbului cu aflatoxine
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
2/62
Aflatoxinele contamineazaporumbul n timpul vegetatiei
-aflatoxinele sunt cei mai periculosicontaminanti biologici
-actiunea oncogena este sinergica cu
a altor oncoinductori!
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
3/62
Ciclul de viata al
ciupercilor
toxigene dingrupul
Aspergillussectionflavi
Supravetuire cascleroti (3 ani) si
Conidii (1 an) n sol sin resturile vegetale
Vnt si insecte
boabe stiuleti resturi vegetale
vnt
inse
cte
Temperatura
Umiditate
matase
A. flavus
suprafata sol
miceliu scleroti
Boabe
infectate
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
4/62
Principalele specii producatoarePrincipalele specii producatoare
de aflatoxinede aflatoxine
Aspergillus flavusAspergillus flavusAspergillus parasiticusAspergillus parasiticus Aspergillus nomiusAspergillus nomius
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
5/62
Are loc prin matasa galben/ bruna =germinare si colonizare
Favorizata de temperaturile ridicate si deumiditate redusa a solului (avantajcompetitiv pentru ciupercile toxigene dingrupulAspergillus sectionflavi; cresterea
numarului de spori n aer)
Factorii care favorizeaza contaminare porumbului cu
aflatoxine produse de ciupercile toxigene din grupul
Aspergillussection flavi
1. Infectia
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
6/62
Favorizata de atacul de insecteDistrugerea barierelor fizicefaciliteaza raspndirea infectiei pe
stiuleteDistrugerea pericarpului favorizeazainfectia intriorului boabelor
Descresterea umiditatii boabelor
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
7/62
Temperaturi ridicatePrecipitatii reduse stress hidric al plantelor
Alte factori limitativi ai plantelor cu boabe n curs deformareProlina, factor semnal de stress n plantele de porumbinduce sinteza aflatoxinelor n tulpinile toxigene
3. Producerea de aflatoxine
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
8/62
Identificare
Ciuperci care produc spori
verde maslina
1. Aspergillus flavus
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
9/62
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
10/62
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
11/62
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
12/62
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
13/62
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
14/62
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
15/62
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
16/62
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
17/62
Modelarea contaminariiporumbului cu aflatoxineModelarea contaminariiporumbului cu aflatoxine
Schimbarile climatice si risculcontaminarii porumbului cu
aflatoxine n timpul vegetatiei
Schimbarile climatice si risculcontaminarii porumbului cu
aflatoxine n timpul vegetatiei
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
18/62
Parametrii modelarii
vir
ule
nta
ciu
pe
rcil
or
umidita
tea
so
lului
temp
eratura
solului
marim
eain
ocului
tulpin
ade
asperg
ilii
fosforuld
in
so
l
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
19/62
Tulpina de Aspergillus flavus
Aspergiiile aflatoxigenesunt specii cu n multireexclusiv asexuata
Toate populatiile suntmonoclonale
Exista tulpini atoxigene(scleroti mici) si nalttoxigene (scleroti mari)
Analiza geostatisitica
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
20/62
Click to edit Master title styleClick to edit Master title styleInterpolarea probabilistica de tip kriging estimeaz valorile necunoscute folosind o combinaie linear aprobelor disponibile:
Eroarea de estimare i (ri) este diferena dintre valoarea estimata si valoarea efectiv determiant pentru
Valoarea medie a erorilor unui set de estimate k este:
Eroare variantei este:
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
21/62
% izolate
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
22/62
Lumina
solara
ATMOSFERA
Calduraradianta este
captata de CO2si de alte GHG
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
23/62
Tab. 1 Potenialul de nclzire global a
diferitelor gaze cu efect de ser
23900SF6
6500-9200PFC-uri (perfluorocarburi)
140-11700HXC-uri (hidrohalogenocarburi)
310N2O (protoxid de azot)21CH4 (metan)
1CO2 (dioxid de carbon)
GWP pentru 100 de aniGaze cu efect de ser
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
24/62
Fotografii NASA care arata extinderea minima a calotei
artice n 1979 (stnga) si n 2003. Datele indica oreducere cu 3% a extinderii calotei artice.
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
25/62
PROJECT TO INTERCOMPARE REGIONAL CLIMATE SIMULATIONS
Experimente cu porumb n atmosfera
mbogatita cu CO2
11.8550ppm
9.4370ppm
Productie
(ton/ha)
CO2
370ppm 550ppm
Uribelarrea et al., 2003
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
26/62
Schimbariclimatice
text
Efecte primare
[CO[CO22]]
Precipitatii
Intensitate
Volum
Crestereaconcentratiei de
CO2
Schimbariale calitatii
luminii
Taer and Tsol
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
27/62
Parametrii agroclimatici
Ap = incidenta infectiei cu fungi potential toxigeni a porumbului(procente)
Ab = severitatea contaminarii cu aflatoxina B1 (ng/g) Amt = media temperaturii minime din august Imu = media umid itatii maxime din iu lie S32t = numarul saptamnilor din timpul perioadei de vegetatie n care
media temperaturii maxime saptamnale a depasit 32C Imt = media temperaturii maxime din iu lie Imu = media umid itatii min ime din iu lie S90u = numarul de saptamni din timpul perioadei de vegetatie n care
media saptamnala a umiditatii maxime a depasit 90%
D1 = variabila compensatorie indicnd localitatile cu 0 - 5 saptamni ncare temperatura saptamnala maxima a depasit 32C D2 = variabila compensatorie indicnd localitatea cu 11 - 15 saptamni n
care temperatura saptamnala maxima a depasit 32C C = constanta functiei lineare S95u = numarul de saptamni din timpul perioadei de vegetatie n care
media saptamnala a umiditatii maxime a depasit 90%
S38t = numarul de saptamni din timpul perioadei de vegetatie n caremedia saptamnala a temperaturii maxime a depasit 38C S21t = numarul de saptamni din timpul perioadei de vegetatie n care
media saptamnala a temperaturii minime a depasit 21C S55u = numarul de saptamni din timpul perioadei de vegetatie n care
media saptamnala a umiditatii minime a depasit 55 %
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
28/62
Dreapta de regresie (determinata prin metoda celor mai mici
patrate) care stabileste corelatia dintre incidenta infectiei cuciuperci potential toxigene si parametrii agrometeorologici
Dreapta de regresie (determinata prin metoda celor mai mici
patrate) care stabileste corelatia dintre incidenta infectiei cuciuperci potential toxigene si parametrii agrometeorologici
4,664,420,502S32t
- 3,7225,1- 93,496D2
1,6322,937,232D1
3,262,16,828IMu
- 3,795,7- 21,495Amt
- 1,77154,2- 272,312C
Ecuatia 1: Ap = f (Amt . IMu . D1 . D2 . S32t) r2 = 0,8896
Coeficient TEroarea standardCoeficient estimatVariabila independenta
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
29/62
Ecuatia curbei de regresie (determinata prin metoda celor mai mici
patrate) care stabileste corelatia dintre severitatea contaminarii cuaflatoxine n timpul vegetatiei - exprimata prin continutul de aflatoxine larecoltare (ng/g) si parametrii agrometeorologici
1,997,214,439S90u
- 1,0666,1- 70,318D1
- 2,396,1- 14,597Imu
1,558,313,864IMu
- 3,6916,7- 61,635Amt
1,0316,917,409IMt
0,511077,754,659C
Ecuatia 3: Ab = f (IMt . Amt . IMu . Imu . D1 . S90u) r2 = 0,8198
Coeficient TEroarea standardCoeficient estimatVariabila independenta
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
30/62
J
n,pdnavrstva0-30cm
3 4 5 6 7 8 9 10
11
12
19961997
19981999
2000
20012002
20032004
2005
20062007
20082009
2010
20112012
20132014
2015
2016201720182019
Obsah vody v pde [cm]
GIS
S98
CC
ME
RAN
Line
Linear(CCCM2000)
Iunie,strats
ol
Ma
surat
Continutul de apa
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
31/62
Jl,pdnavrstva0-30cm
3 4 5 6 7 8 9 10
11
12
19961997
19981999
2000
20012002
20032004
2005
20062007
20082009
2010
20112012
20132014
2015
2016201720182019
Obsah vody v pde [cm]
GIS
S98
CCC
ME
RAN
Line
Linear(CCCM2000)
Iulie,stratsol
Ma
surat
Continut de apa
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
32/62
A
ugust,pdnavrstva0-30
cm
3 4 5 6 7 8 9 10
11
12
19961997
19981999
2000
20012002
20032004
2005
20062007
20082009
2010
20112012
20132014
2015
2016201720182019
Obsah vody v pde [cm]
GISS98
CCC
MER
AN
Line
Linear(CCCM200
0)
strat
sol
Masurat
Continut apa sol
Ob h d d [ ]
C i d
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
33/62
Sep
tember,pdnavrstva0-30cm
3 4 5 6 7 8 9 10
11
12
19961997
19981999
2000
20012002
20032004
2005
20062007
20082009
2010
20112012
20132014
2015
2016201720182019
Obsah vody v pde [cm]
GISS98
CCC
MER
AN
Line
Line
ar(CCCM200
0)
stratsol
Masurat
Continut de apaSep
tembrie
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
34/62
Fosfor
text
[CO[CO22]]
Levigare
Eroziune
Spalare
Mineralizare
Precipitare Adsorptie
Complexare
Preluare
text
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
35/62
Resturi animale
Ingrasaminteminerale
Recoltare
Spalare sieroziune
Levigare
(amplificare)
Fosfor organic
Microbian
Resturi vegetaleHumus
Mineraleprimare
(apatite)
Resturivegetale
Preluare
plante
Solutia solului
fosfor
HPO4-2
H2PO4-1
Compusi secundari(CaP, FeP, MnP, AlP)
DizolvareDizolvare
PrecipitarePrecipitare
Minerale de suprafata
(argile, oxizi de Fe si
Al,carbonati)
Dez
agrega
re
Dez
agrega
re
Adsorb
tie
Adsorb
tie
Mineralizare
Mineralizare
Imobilizare
Imobilizare
Desorption
Desorption
Input tComponent Pierdere
Depuneri
atmosferice
[CO[CO22]]
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
36/62
Marirea riscului decontaminare aporumbului cu
aflatoxine cu aprox.12%
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
37/62
Pierderi semnificative
Peste 10% din porumbul Romniei va ficontaminat cu aflatoxine peste limita
maxima admisibila
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
38/62
Divergentele dintre agriculturaRomniei si agricultura tarilor UE
Agricultura Romniei:
-Etapa extensiva / pre-
intensiva;-Obiective legate deasigurarea securitatii
alimentare
---Conditii climaticeConditii climaticeConditii climatice
temperat continentaletemperat continentaletemperat continentale
Agricultura tarilor UE:
-Etapa postintensiva /postindustriala
- Obiective legate deasigurarea sigurantei
alimentului de la furca la
furculita- Conditii climaticeConditii climaticeConditii climatice
temperat oceanicetemperat oceanicetemperat oceanice
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
39/62
UE
Romnia
SUA
aflatoxina B1
aflatoxine totale
temp. max. nflorit
precipitatii
0
10
20
30
40
50
60
70
80
c
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
40/62
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
41/62
Utilizarea porumbuluicontaminat cu
afaltoxine pentru
industrializare producerea de
bioetanol,biocombustibil
cu utilizare tot mai
extinsa
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
42/62
Produsele tehnologiei deProdusele tehnologiei de
macinare uscatamacinare uscata
Fiecare kg de porumb produceFiecare kg de porumb produce
PRODUSEPRODUSE CANTIT. APROX.CANTIT. APROX.
ETANOLETANOL 0.32 kg0.32 kg
BIOXID DE CARBONBIOXID DE CARBON 0.28 kg0.28 kg
COCO--PRODUSEPRODUSE 0.30 kg0.30 kg
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
43/62
O treime din bobulde porumb setransforma prin
procesarea n etanoln co-produse
solubile de distilerie
Proteina
co-produse
solubilede
distilerie(CPSD)
EtanolAmidon
Bioxid de carbon
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
44/62
Co-produsele solubile de distilerie suntutilizate de obicei ca furaje
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
45/62
In co-produsele
solubile rezultate dela procesareaporumbuluicontaminat cu
aflatoxine n etanolse regaseste peste50% din ncarcatura
initiala de micotoxine
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
46/62
Substrat Fermentare Produs
Porumb
infectat:
Amidonaflatoxine
Glucoza
Produsi
de degrareai aflatoxinelor
Etanol
Amilaze
Drojdii
Porumb:
Amidon Glucoza Etanol
Amilaze Drojdii
AmoniacAmoniacAmoniac
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
47/62
Procedeu biotehnologic deProcedeu biotehnologic de
conversie concomitenta aconversie concomitenta aporumbului contaminatporumbului contaminatnn
bioetanolbioetanol i biopreparate dei biopreparate deuz agricoluz agricol
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
48/62
Testarea antagonismului unor drojdii fata de
fitopatogeni
Tulpini de:
Saccharomycescerevisiae (L30)
Metschnikowiapulcherrima (L28,L29)
Saccharomyces
boulardii(L31)
A l d d l f d l
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
49/62
Antagonismul drojdiilor fata de ciupercile tAntagonismul drojdiilor fata de ciupercile t
fitopatogenefitopatogene
A fost evidentiata o tulpina deSaccharomyces cerevisiae
(L30) care a manifestat o
aciune de inhibare fa deAspergillus flavus izolat de peboabe de porumb;
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
50/62
Influenta aflatoxinelor asuprahidrolizei enizmatice a amidonuluidin porumb
Porumb Amidon Glucoza
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
51/62
Solubilizarea amidonului (alfa-amilaza termostabila) Zaharificarea amidonului solubilizat (glucoamilaza)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 15 30 45 60 75 90 10 5 120 135
min
%g
ruparireducatoare
0
20
40
80
Influenta aflatoxinelor asupra fermentatiei alcoolice
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
52/62
2 ADP+ 2
2 ATP Glicoliza
Glucoza2 NAD
++++
2 acidpiruvic
2 CO2 eliberati
+ 2 H++++
2 NAD++++
2 Alcooletilic
Fermentatia alcoolica
Influenta aflatoxinelor asupra fermentatiei alcoolice
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
53/62
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 12 24 36 48 60
ore
co
nc.
alcool(
0
20
40
80
Fabricarea concomitenta de bioetanol si
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
54/62
Fermentation Distillation
DrojdieDistilarealcool
macinare
Solubilizareamidon
Apa
Liquefaction Saccharification
Alfa-amilazatermostabila Glucoamilaza
coproduse
biopreparat
biopreparate din porumb contaminat cu aflatoxine
porumbcontaminat
Zaharificareamidon
Fermentatiealcoolica
Distilare
Co-produsele solubile ale procesarii
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
55/62
Co produsele solubile ale procesarii
proumbului n bioetanol pe caleamacinarii uscate porumbului biopreparate pentru combaterea
fitopatogenilor
Porumb contaminatcu aflatoxine
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
56/62
macinis
alfa-amilazabacteriana
macinare
solubilizareamidon
zaharificare
glucoamilaza
fungica
plamada
zaharificata
drojide
antagonista
fermentare
biomasa de
drojdii
antagoniste
alcool etilic
amelioratori de sol
plamada
conditionare
distilare
Bioetanol
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
57/62
Experimentari ulterioare
Laborator Statie pilot Scara industriala
Fermentator
control
pompa
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
58/62
Valorificarea superioaraValorificarea superioara
a bioetanolului dina bioetanolului dinporumb contaminat cuporumb contaminat cu
aflatoxineaflatoxine
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
59/62
Producerea deamestec motorina -
etanol
Reducere impact
bioxid de carbon
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
60/62
COCOCOCOCOCOCOCO
2020202020202020--------
28%28%28%28%28%28%28%28%
NONONONONONONONO
xxxxxxxxPMPMPMPMPMPMPMPM
22222222--------6%6%6%6%6%6%6%6% 3434343434343434--------46%46%46%46%46%46%46%46%
BHPBHPBHPBHPBHPBHPBHPBHP
--------1/+2%1/+2%1/+2%1/+2%1/+2%1/+2%1/+2%1/+2%
EPA/CARB No.2 Diesel vs. No.2 OEPA/CARB No.2 Diesel vs. No.2 OEPA/CARB No.2 Diesel vs. No.2 OEPA/CARB No.2 Diesel vs. No.2 OEPA/CARB No.2 Diesel vs. No.2 OEPA/CARB No.2 Diesel vs. No.2 OEPA/CARB No.2 Diesel vs. No.2 OEPA/CARB No.2 Diesel vs. No.2 O22222222DieselDieselDieselDieselDieselDieselDieselDiesel (7.7vol%(7.7vol%(7.7vol%(7.7vol%(7.7vol%(7.7vol%(7.7vol%(7.7vol%
etanoletanoletanoletanoletanoletanoletanoletanol))))))))
ReReReReReReReRezultate reprezentativezultate reprezentativezultate reprezentativezultate reprezentativezultate reprezentativezultate reprezentativezultate reprezentativezultate reprezentative
BBBBBBBBeneficiieneficiieneficiieneficiieneficiieneficiieneficiieneficii
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
61/62
Matricea de testareMatricea de testare
8/3/2019 are Porumb Cu Aflatoxine
62/62
XC6125H
XB6125H
XA6125H
XNu6125H
XC6068H
XB6068H
XA6068H
XNu6068H
XC6081H
XB6081H
XA6081H
XNu6081H
15% Mix10% Mix7.7% MixComb. cert.AditivCod produs