Quelles toxines naturelles contrôler dans les aliments ?

Parmi les nombreux contaminants présents dans nos aliments, certains ne sont pas (pour une fois..) d'origine humaine mais sont naturellement produits par les organismes vivants eux-mêmes, cela souligne l'importance de ne pas associer systématiquement le terme "naturel" voire "Bio" à "inoffensif".

Toxines naturelles dans les aliments

Sommaire

1) Que sont les toxines naturelles?

2) Quelles sont les principales toxines naturelles ?

3) Les phytotoxines, ou toxines végétales.

Les composés Cyanogènes

5) Comment contrôler les toxines naturelles dans les aliments ?

Que sont les toxines naturelles?

Ces composés, bien que naturels, ne sont pas nécessairement sans danger pour la santé humaine. En effet, la nature produit elle aussi ses propres toxines, souvent comme mécanismes de défense ou résultant de métabolismes secondaires en réponse à certaines formes de stress par exemple.

Les toxines naturelles sont des composés chimiques produits par des organismes vivants, elles peuvent avoir des effets nocifs sur la santé humaine ou animale lorsqu'elles sont ingérées, inhalées ou entrent en contact avec la peau. Il existe une très grande variété de substances toxiques qui ont des caractéristiques chimiques et des modes d'action très différentes.

Contrairement à d'autres contaminants qui sont introduits dans la chaine alimentaire par des activités humaines, un nombre important de toxines sont présentes naturellement dans certains aliments. Cela souligne l'importance de ne pas associer systématiquement le terme "naturel" à "inoffensif".

En réalité, certains des composés les plus toxiques connus sont d'origine naturelle ! On pourrait citer la toxine botulique, la ricine, ou encore la tétrodotoxine.

Quelles sont les principales toxines naturelles ?

Les toxines naturelles peuvent être classées en différentes catégories en fonction de leur origine, de leur structure chimique ou de leurs effets sur la santé humaine. Elles peuvent être endogènes aux aliments comme les phytotoxines mais contaminer indirectement les aliments comme les mycotoxines produites par les moisissures ou encore les cyanotoxines produites par les algues bleues-vertes (cyanobactéries).

On peut au moins les classer selon ces grandes familles :

Les Phytotoxines produites par les plantes
Les Mycotoxines produites par les moisissures
Les Phycotoxines produites par les algues
Les Cyanotoxines produites par les microalgues
Les Toxines fongiques produites par les champignons supérieurs
Les Bactériotoxines produites par les bactéries

Les phytotoxines, ou toxines végétales.

Les phytotoxines, également connues sous le nom de toxines végétales, sont des substances toxiques produites par certaines plantes. Ces toxines peuvent être présentes dans différentes parties de la plante, telles que les feuilles, les graines, les racines, les tiges ou les fruits, et servent souvent de mécanisme de défense naturel contre les herbivores, les insectes et d'autres prédateurs.

Il existe de nombreuses phytotoxines différentes, chacune ayant des effets spécifiques sur les organismes qui les ingèrent. Certaines phytotoxines sont relativement bénignes pour l'homme et peuvent être détruites ou éliminées par la cuisson ou le traitement adéquat des aliments. Cependant, d'autres phytotoxines sont très toxiques et peuvent entraîner des maladies graves, voire la mort, lorsqu'elles sont consommées en quantités suffisantes. Si leur présence dépend de la partie de la plante, le stade de maturité est aussi un facteur a prendre en compte.

Voici une liste des principales et plus courantes toxines végétales :

Les alcaloïdes, entre poison et médicament

Leur appellation découle du terme "alcalin" et servait historiquement à caractériser toute substance contenant de l'azote. Ces composés (plus de 8000 répertoriés) sont générés par une vaste gamme d'êtres vivants, allant des bactéries aux champignons, en passant par les plantes et les animaux. Au cours du temps, bon nombre d'alcaloïdes ont trouvé leur utilité en médecine bien sûr, et beaucoup ont des effets physiologiques bénéfiques dans l'alimentation (la dose fait le poison !) comme la caféine, la theobromine etc.

Néanmoins beaucoup de produits alimentaires peuvent contenir des alcaloides dangereux, soit de de façon endogène, soit lors de contamination au champ, ou encore lorsque les animaux d'élevage les consomment.

Voici une liste de quelques familles d'alcaloïdes (la liste est bien trop longue et complexe !)

Alcaloïdes pyrrolizidiniques
Exemples : Retrorsine, Senecionine, Heliotrine, lycopsamine
Certaines plantes du genre Senecio, Crotalaria et Heliotropium en contiennent. Ils ne sont généralement pas présents dans les aliments courants, mais peuvent contaminer des produits comme le miel si les abeilles butinent ces plantes. Ils sont recherchés dans les compléments alimentaires à base de plantes, le thé, les infusions, et les herbes séchées.
Alcaloïdes tropaniques
Exemples : l'atropine et la scopolamine, hyoscyamine.
Sont recherchés dans certains céréales et les plantes à infusion notamment.
Alcaloïdes stéroïdiques
Exemples : Solanine, Tomatine, solasodine
Parmi les sources on peut citer par exemple les Pommes de terre (pour la solanine), Tomates (pour la tomatine). La solanine est présente dans les parties vertes des pommes de terre, il est donc recommandé de ne pas consommer leurs germes ou les pommes de terre qui ont verdi. on retrouve la solanine dans beaucoup d'espèces du genre des solanacées comme les poivrons, les aubergines. Les teneurs diminuent drastiquement lorsque les fruits ou les légumes sont à maturité !
Alcaloïdes indoliques
Exemples : Quinine, Strychnine, Vinblastine, ergotamine de l'ergot du seigle.
Quinquina (pour la quinine), Graines de strychnos (pour la strychnine), Pervenche de Madagascar (pour la vinblastine). La quinine est utilisée pour fabriquer des toniques et des boissons amères.
Alcaloïdes pyridiniques
Exemple : macaridine du maca

Cucurbitacines

Les cucurbitacines sont des composés chimiques présents dans la famille des cucurbitacées, qui comprend des légumes tels que les courgettes, les concombres et les citrouilles. Ces substances sont naturellement produites par les plantes comme mécanisme de défense contre les herbivores.

Cucurbitacine B : retrouvée dans les courgettes amères.
Cucurbitacine E: présente dans certains types de concombres.

Liste de laboratoires pour doser les curcubitacines

Glyco-alcaloïdes

Les glyco-alcaloïdes sont des alcaloïdes présents dans la famille des solanacées qui comprend notamment les tomates , les poivrons et les pommes de terre. Parmi les glyco-alcaloïdes les plus connus, on retrouve la tomatine, présente dans les tomates vertes, la solanine présente dans les aubergines et les pommes de terre ou elle est associée à la chaconine.

Alpha chaconine et Alpha solanine : Pomme de terre
Alpha tomatine et dihydro tomatine : tomate
Solanine : aubergines

Les Lectines

Les lectines sont des protéines présentes dans certains aliments qui peuvent causer des problèmes digestifs chez certaines personnes. Ces protéines se lient aux glucides dans notre organisme, ce qui peut entraîner une inflammation, des troubles gastro-intestinaux, ou une mauvaise absorption des nutriments (facteurs anti-nutritionnels)

Les lectines sont présentes dans de nombreux aliments d'origine végétale, tels que les légumineuses (haricots, lentilles, pois chiches), les céréales (blé, seigle, avoine), les fruits et légumes (tomates, pommes de terre, aubergines) et les graines (amandes, noix, graines de tournesol).

La plupart des lectines sont détruites lors de la cuisson ou de la cuisson à haute température. Par conséquent, il est conseillé de bien cuire les aliments contenant des lectines afin de réduire leur teneur et de minimiser les effets indésirables.

Phytohémagglutinine : présente dans de nombreuses légumineuses, comme les haricots, les lentilles.
Concavaline A : Haricots gris
Lectine SBA : soja

Les composés Cyanogènes

Les composés cyanogènes sont des substances chimiques qui peuvent libérer de l'acide cyanhydrique (HCN) lorsqu'ils sont métabolisés. Ces composés sont présents dans de nombreuses plantes et peuvent être toxiques pour les humains et les animaux s'ils sont ingérés en grandes quantités. Souvent présents sous la forme de glycosides cyanogènes, ils ont naturellement présents dans de nombreuses plantes, en particulier dans certaines espèces de manioc, de sorgho, d'amandes amères, et de noyaux de fruits comme les cerises, les abricots et les pêches. Ces composés jouent un rôle défensif pour la plante, les protégeant contre les herbivores.

Amygdaline : C'est un composé que l'on trouve dans les noyaux de nombreux fruits à noyau, comme les amandes amères, les cerises, les abricots et les pêches.
Linamarine : Présente principalement dans le manioc, et le lin.
Dhurrine : Elle se trouve dans le sorgho, une céréale cultivée dans de nombreuses régions du monde.
Taxiphylline : Présent dans certaines plantes comme le bambou.

L'acide oxalique

L'acide oxalique est un composé organique que l'on trouve naturellement dans de nombreux aliments notamment dans plusieurs légumes et plantes, tels que les épinards, la rhubarbe, les betteraves, les noix, le cacao, le thé et certains fruits comme les baies. L'ingestion d'acide oxalique ou de sels d'oxalate en grande quantité peut être toxique pour l'homme. Les oxalates peuvent se combiner dans l'organisme aux ions métalliques comme le calcium pour former des cristaux d'oxalate de calcium, ce qui peut conduire à des problèmes tels que les calculs rénaux. Une ingestion massive d'acide oxalique peut entraîner des symptômes graves tels que des douleurs abdominales, des troubles rénaux, des troubles cardiaques et même la mort dans des cas extrêmes.

Acide oxalique, oxalates : oseille, epinard, rhubarbe (feuilles)

Les furocoumarines

Les furocoumarines sont un groupe de composés chimiques photoxiques présents dans certaines aliments comme les agrumes, les carottes, le céleri et le persil. Ces substances sont bien connues pour leur capacité à provoquer une réaction de photosensibilisation chez certaines personnes. Lorsque la peau est exposée au soleil après avoir été en contact avec ces plantes, cela peut entraîner des brûlures, des rougeurs et des démangeaisons.

Les furocoumarines présentes dans les agrumes sont reconnues pour leur potentiel cancérigène sur la peau, particulièrement lorsqu'elles sont combinées avec le rayonnement UV. Les furocoumarines sont également responsables d'interactions médicamenteuses; en inhibant l'enzyme CYP3A4 elles créent des surdosages en augmentant les concentrations sanguines (Cas du Pamplemousse et du "grapefruit juice effect" )

Psoralène, la xanthotoxine, le bergaptène et l’isopimpinelline : Panais, céleri, carottes, persil, aneth,
Bergaptène : dans les zestes d'agrumes

Les mycotoxines, produites par les moisissures

Les mycotoxines, produites par certaines espèces de moisissures sont souvent trouvées dans les céréales, les noix et les fruits séchés (Aflatoxines, trichotécènes, fumonisines, ochatoxines) Mais aussi les fruits (patuline) ou encore le Lait (Aflatoxine M1).

Mycotoxines

Les phycotoxines des algues

Les phycotoxines sont des toxines produites par certains organismes aquatiques vivants. Elles sont principalement présentes dans les algues, mais peuvent également être trouvées dans d'autres organismes marins tels que les mollusques, les crustacés et les poissons. Ces toxines peuvent être dangereuses pour la santé humaine lorsqu'elles sont ingérées par le biais de la consommation d'aliments contaminés.

Il existe différentes classes de phycotoxines, chacune ayant des effets spécifiques sur l'organisme. Par exemple, la tétrodotoxine est une toxine présente dans le poisson-globe, qui peut provoquer une paralysie et une mort rapide chez les personnes qui en consomment. La saxitoxine est une autre phycotoxine qui peut être produite par certaines algues et qui est responsable de la paralysie par les coquillages. La ciguatoxine est une phycotoxine présente dans certains poissons de récif et qui peut entraîner des symptômes tels que des nausées, des vomissements et des troubles neurologiques.

Saxitoxine: une neurotoxine produite par certaines algues et responsable de la paralysie par les coquillages.
Ciguatoxine: trouvée dans certains poissons de récif.

Les cyanotoxines produites par les cyanobactéries

Les cyanotoxines sont des toxines produites par des cyanobactéries, également connues sous le nom d'algues bleu-vertes. Ces toxines peuvent contaminer les plans d'eau douce tels que les lacs, les rivières et les étangs, ainsi que les réservoirs d'eau utilisés pour la consommation humaine. La présence de cyanotoxines dans l'eau peut être dangereuse pour la santé humaine, car elles peuvent provoquer des problèmes gastro-intestinaux, des irritations cutanées et des problèmes respiratoires. Elles sont recherchées notamment dans les microalgues comme la spiruline.

Il existe différentes classes de cyanotoxines, chacune ayant des effets différents sur l'organisme. Par exemple, les microcystines sont des cyanotoxines qui peuvent provoquer des problèmes hépatiques chez les personnes qui les ingèrent. Les anatoxines, quant à elles, sont des cyanotoxines qui peuvent agir comme des neurotoxines et provoquant des symptômes tels que des tremblements, des convulsions et même la mort. On peut citer aussi les nodularines.

Microcystines
Anatoxines
Nodularines

Comment contrôler les toxines naturelles dans les aliments ?

Lorsque l'on gère un large éventail de produits alimentaires et de matières premières, il est essentiel de prendre conscience de la diversité des dangers potentiels présents dans les aliments. En plus des contaminants chimiques d'origine humaine, que l'on peut déployer de façon horizontale (tels que les métaux lourds, les pesticides et la mélamine etc.) il est important d'avoir conscience que de nombreuses denrées alimentaires contiennent des dangers endogènes spécifiques tels que les toxines naturelles alimentaires.

Mettre en place des plans de contrôles efficaces.

Pour garantir la sécurité alimentaire, il est donc vital de centraliser et de mettre en place des plans de contrôle spécifiques à chaque catégorie de produits alimentaires. Cela implique de se baser sur les réglementations en vigueur, les publications scientifiques, les avis de l'Agence européenne de sécurité des aliments (EFSA) et les recommandations de la filière professionnelle à laquelle on appartient.

Cette approche permet de mettre en place une surveillance verticale, ciblant chaque catégorie de produits tels que les algues, les céréales, les légumes et fruits, les plantes, PPAM (plantes à parfum aromatiques et médicinales) parmi d'autres. Les plans de contrôle doivent permettre de ne rien oublier et de ne pas laisser au hasard l'évaluation des dangers.

Appuyez-vous sur des experts analytiques.

La diversité des molécules toxiques potentielles dans les aliments nécessite de référencer un nombre important d'analyses de contrôle afin de quantifier chaque danger spécifiquement. Cependant, peu de laboratoires sont en mesure de quantifier et d'apporter une expertise sur chacune de ces toxines.

C'est pourquoi il faut s'appuyer sur un réseau de laboratoires spécialisés afin de couvrir tous les dangers potentiels. Il existe des laboratoires qui ont par exemple une très forte expertise sur les contaminants naturels des plantes (alcaloïdes) d'autres sur les mycotoxines, d'autres sur la verticale produit (Céréales).

Quoi qu'il en soit référencer vos laboratoires soit en recherchant l'analyse dont vous avez besoin, soit par "spécialité" si c'est plus difficile. Vos prestataires peuvent aussi vous aider au-delà de la "technique analytique", ils ont une connaissance approfondie des dangers et risques associés à vos produits.

Si l'on devait résumer :