AMENDOIM E SOJA IRRADIADOS: É POSSÍVEL IDENTIFICÁ-LOS?

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1 2005 International Nuclear Atlantic Conference - INAC 2005 Santos, SP, Brazil, August 28 to September 2, 2005 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENERGIA NUCLEAR - ABEN ISBN: AMENDOIM E SOJA IRRADIADOS: É POSSÍVEL IDENTIFICÁ-LOS? Alexandre S. Leal 1, Ionara F. R. Vieira 1,2, Klaus Krambrock 3, Guilherme Prado 4, Elias B. Tambourgi 2 1 Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN / CNEN - MG) Rua Prof. Mário Werneck, s/n, Campus UFMG, Pampulha , Belo Horizonte, MG, Brasil. asleal@cdtn.br 2 Faculdade de Engenharia Química - FEQ - UNICAMP Cidade Universitária "Zeferino Vaz", Caixa Postal 6066, , Campinas, SP, Brasil elias@desq.feq.unicamp.br ionarafernanda@terra.com.br 3 Departamento de Física, Instituto de Ciencias Exatas (ICEX, UFMG) Av. Antônio Carlos, 6627, Pampulha , Belo Horizonte, MG, Brasil. klaus@fisica.ufmg.br 4 Divisão de Vigilância Sanitária - Fundação Ezequiel Dias (FUNED) Rua Conde Carneiro, 80, Gameleira , Belo Horizonte, MG, Brasil. gui@funed.mg.gov.br ABSTRACT In this work we present the results of the electronic paramagnetic resonance (EPR) analysis of peanuts and soya treated by gamma-irradiation. The dose employed varying from 1 to 30 kgy. The results obtained confirm that the EPR method is efficient to detect if the products were irradiated. In general, the EPR signal intensity increases according to the dose until saturation is reached making it possible to determine the dose level. 1. INTRODUÇÃO A contaminação de alimentos por micotoxinas tem recebido grande atenção durante as três últimas décadas. A freqüente incidência dessas toxinas em produtos agrícolas tem impacto altamente negativo na economia das regiões afetadas, especialmente nos países em desenvolvimento, onde técnicas adequadas de cultivo, colheita, pós-colheita e armazenamento são raramente praticadas. É difícil estabelecer regras e estratégias para o controle das micotoxinas, pois são produzidas antes e após da colheita, por diferentes tipos de fungos e em diferentes substratos. Atualmente, nenhum controle absoluto está disponível para eliminar a contaminação por micotoxinas. Embora práticas agrícolas sejam recomendadas para evitar a produção de toxinas durante o crescimento da planta, a colheita, o armazenamento e a distribuição, o potencial para uma possível contaminação ainda persiste. Então, a maneira mais efetiva para

2 evitar estas toxinas envolveria a remoção e/ou a destruição da fonte contaminadora (fungo) e o contaminante (toxina), se este estiver presente. Dessa forma, o desenvolvimento e implementação eficiente de métodos de descontaminação torna-se da maior importância [1, 2]. A literatura apresenta diversos trabalhos a sobre a incidência de micotoxinas em alimentos naturais e processados, principalmente em amendoim, milho, algodão, nozes e pistache, onde os níveis atingem freqüentemente de 1 a 10 ng/g, mas podem ocasionalmente ser detectados níveis de 10 a 100 ng/g ou superiores. Outros produtos que são descritos como de baixo risco de contaminação com micotoxinas incluem: figos, condimentos, mandioca, arroz, feijão, soja, sorgo, trigo, cevada, centeio. Entretanto, micotoxinas podem ocorrer em qualquer desses alimentos, desde que condições ótimas de umidade e temperatura ocorram e que insetos e roedores estejam presentes nos locais de armazenamento [2 e 3]. Vários métodos de preservação têm sido descritos para impedir o crescimento de fungos e produção de micotoxinas, tais como fumigação, amônia, luz ultravioleta, tratamento pelo calor, solventes químicos, mas nenhum desses métodos oferece completo controle dos fungos toxigênicos e das micotoxinas. Além do mais, efeitos nocivos à saúde humana e ao meio ambiente, associados aos resíduos, tem limitado e até impedido a aplicação química em grande extensão. Assim o tratamento por irradiação gama tem sido o como um processo alternativo para a preservação de alimentos [2, 4, 5, 6 e 7]. Algumas investigações estão descritas na literatura mundial que destacam a eficiência da irradiação gama no controle de espécies fúngicas de Aspergillus e Penicillium, produtoras de micotoxinas, em diferentes alimentos [8, 9 e 10]. Entretanto, apesar de suas vantagens, a irradiação de alimentos ainda encontra dificuldades de aceitação pelo mercado consumidor, pois mesmo os mais esclarecidos, ainda confundem os conceitos de alimento "irradiado" e "radioativo". Parte desta desconfiança é relacionada à falta de informações sobre técnicas seguras e confiáveis que possibilitem verificar se um produto foi ou não irradiado e ainda identificar qualitativa e quantitativamente, as espécies radiolíticas formadas na interação da radiação com o alimento. Algumas técnicas analíticas tem sido estudadas e já empregadas satisfatoriamente para a detecção de alimentos irradiados. Os principais métodos são a termoluminescência, ensaio do cometa [11], análises de espécies voláteis por cromatografia gasosa [12] e ressonância paramagnética eletrônica, RPE [12, 13 e 14]. A RPE é um método físico que detecta espécies com elétrons desemparelhados, como os radicais livres. Quando um alimento é tratado por radiação ionizante pode ocorrer a formação de radicais livres, deste modo a metodologia da RPE poderia ser aplicada para detecção da irradiação. Os radicais livres são espécies transientes, porém quando formados em matrizes secas do alimento, como ossos, sementes, cascas, a sua vida útil aumenta consideravelmente, podendo se estender até vida de prateleira do alimento. Assim, a RPE como método de detecção do alimento irradiado se baseia na longa vida destes radicais pois os sinais podem ser detectados meses após a irradiação em produtos como condimentos, castanhas, ossos de animais. Isto não acontece em alimentos muito úmidos como as frutas, onde os radicais são altamente reativos, nesse caso, as amostras devem ser liofilizadas antes da irradiação. A partir de resultados de medidas com gordura e ossos de porco e boi, a RPE foi considerada como

3 método capaz de identificar determinados grupos de alimentos irradiados [12, 13, 15, 16 e 17]. A concentração de radicais livres em uma amostra pode ser determinada a partir da intensidade do sinal de RPE. Entretanto os sinais da RPE podem ou não ser efeito da radiação, sendo necessária a amostra de controle [15]. Em alguns poucos casos específicos, a identidade dos radicais livres presentes na amostra pode ser determinada pelo aspecto característico do espectro de RPE [12]. Neste trabalho a RPE foi utilizada para investigar o aparecimento de radicais livres em amendoim e derivados de soja irradiados. 2. MATERIAL E METODOS Os produtos analisados foram: amendoim cru, amendoim torrado, soja em grão e extrato de soja, adquiridos no comercio de Belo Horizonte, em suas próprias embalagens. As amostras foram moídas e acondicionadas em frascos cilíndricos de poliestireno para a irradiação que foi conduzida Irradiador Gama GB-127, IR-214 da MDS Nordion do Laboratório de Irradiação Gama (LIG) do CDTN, com fonte de 60 Co à taxa de dose de 15kGy/h. As amostras receberam doses de 1, 10, 20 e 30kGy. Depois de irradiadas, as amostras foram introduzidas em tubos de vidro de 0,2 x 10,0 mm para serem analisadas pela RPE. Os espectros de RPE foram gravados à temperatura ambiente em um espectrômetro equipado com uma cavidade cilíndrica (Bruker), que opera na faixa de freqüência de microondas de 9 a 11 GHz (Varian) e modulação do campo magnético em 100kHz, localizado no Departamento de Física da UFMG. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Figura 1 estão ilustrados os espectros de RPE de amendoim, torrado e cru, e na Figura 2, soja em grão e extrato. A RPE foi eficiente para detectar amendoim cru, pois nas amostras não irradiadas não apareceu o sinal indicativo da presença de radical livre. Também é possível a identificação do amendoim torrado e do extrato de soja irradiados pois quanto maior a dose de irradiação maior o sinal da RPE, porém nas amostras controle houve o aparecimento de um pequeno sinal, indicando que nos produtos não irradiados já continha uma pequena concentração de elétrons livres. 0 kgy 0 kgy 1 kgy 1 kgy 10 kgy 10 kgy 20 kgy 20 kgy 30 kgy 30 kgy Figura 1 - Espectros de RPE de amendoim irradiado a diferentes doses: amendoim cru e moído (esquerda) e amendoim torrado e moído (direita)

4 Apenas para a o grão de soja moído (Figura 2) não foi possível, nas condições do experimento, identificar a presença de radicais livres, pois não houve aparecimento do sinal indicador da presença do radical nas amostras irradiadas e nem na controle. soya-b 0kGy soya-c 0kGy 1kGy 1kGy 10kGy 10kGy 20kGy 20kGy 30kGy 30kGy Figura 2 - Espectros de RPE de soja e extrato de soja irradiados a diferentes doses: grão de soja moído (esquerda) e extrato de soja (direita) O aumento da concentração de radicais livres com o aumento da dose pode ser confirmado através da Figura 3, na qual foi relacionada a intensidade dos sinais (medida pico a pico) com as doses de radiação aplicadas. Percebeu-se uma tendência a saturação do sinal nas amostras irradiadas a 30 kgy, ou seja a concentração de radicais livres se estabiliza e doses aplicadas acima deste valor provavelmente não aumentariam a concentração dos radicais. 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, Dose (kgy) Figura 3 - Intensidade do sinal da RPE (concentração de radicais livres) em função da dose em kgy. Linha superior: amendoim torrado e moído, linha intermediária: extrato de soja e linha inferior: amendoim cru e moído.

5 O processamento dos produtos provavelmente tem grande influencia na produção de radicais livres, e ainda deve-se considerar que os produtos têm origens, espécies e variedades diferentes; são cultivados em solos diferentes, com aplicação ou não de agrotóxicos, pesticidas, fungicidas, produtos que podem levar espécies paramagnéticas para os alimentos. Alguns trabalhos confirmam estas considerações, como por exemplo os encontrados por Morehouse & Ku [18], eles verificaram que os espectros de RPE de camarões irradiados variavam de espécie para espécie e também que haviam diferenças se as cascas eram processadas antes ou depois da irradiação. Isto o justificaria as diferenças de resultados entre os espectros obtidos dos grãos de soja e do extrato de soja, que é processado, ocorre extração de componentes e moagem. E neste caso, possivelmente os radicais não tenham sido gerados pela irradiação, foram iniciados no processamento ou alguma outra etapa de manipulação e a irradiação teria colaborado com o aumento de sua concentração, já que no produto não processado não apareceu sinal de radicais livres em nenhuma das amostras. 4. CONCLUSÕES Os resultados obtidos neste trabalho evidenciam que o método da Ressonância Paramagnética Eletrônica pode ser empregado satisfatoriamente para detecção do amendoim cru, amendoim torrado e do extrato de soja irradiados. Nestes alimentos, a técnica foi eficiente para detectar se os produtos foram irradiados, pois com o aumento da dose aplicada ocorreu um aumento da concentração de radicais livres. Apenas para a o grão de soja moído não foi possível, nas condições do experimento, identificar a presença de radicais livres. Isto sugere que mais experimentos devam ser feitos com o intuito de verificar a origem dos radicais livres formados e também em que tipos de alimentos a RPE pode ser utilizada com a finalidade de distinguir um produto irradiado de outro não irradiado. REFERÊNCIAS 1. U. Samarajeewa; A. C. Sem; M. D. Cohen; C. I. Wei. "Detoxification of aflatoxins in foods an feeds by physical and chemical methods". Journal of Food Protection, Des Moines, v. 53, pp (1990). 2. CAST (Council for Agricultural Science and Technology). Mycotoxins: Economics and Health Risks. Ames, Iowa: Council for Agricultural Science and Tecnology. Task Force Report 139 (2003). 3. A. Pittet. "Natural occurrence of mycotoxins in foods and feeds: a decade in review". In: W. Koe; R. A. Samson; H. P. Van Egmond; J. Gilbert; M. Sabino. eds. Mycotoxins and Phycotoxins in Perspective at the Turn of the Millennium. X th International IUPAC Symposium on Mycotoxins and Phycotoxin, Guarujá, Proceedings., Chap. 6, pp (2001). 4. R. Y. Y. Chiou; C. M. Lin; S. L. Shyu. "Property characterization of peanut kernels subjected to gamma irradiation and its effect on the outgrowth and aflatoxin production by Aspergillus parasiticus". Journal of Food Science, v. 55, pp (1990). 5. R. S. Farag; M. M. Rashed; A. A. Hussein; A. Abo-Hagar. Effect of gamma irradiation on the infected yellow corn and peanuts by Aspergillus flavus." Chemical Mikrobiology Tecnology Lebensm., v. 17, pp (1995). 6. N. H. Aziz; E.-S. A. Attia; S. A. Farag. "Effect of gamma-irradiation on the natural occurrence of Fusarium mycotoxins in wheat, flour and bread". Nahrung, v. 41, pp (1997). 7. N. H. Aziz; S. A. El-Zeany; A. A. Moussa. "Influence of γ-irradiation and maize lipids on the production of aflatoxin B 1 by Aspergillus flavus". Nahrung, v. 46, pp (2002). 8. M. Rodrigues Jorge & E. S. Garzón. "Control mediante radiaciones gamma de flora fungica presente en alimentos de consumo humano y animal". Alimentaria, v. 95, pp (1993).

6 9. N. H. Aziz; L. M. Abd El-Rehim; F. M. A. El-Far. "Effect of gamma-irradiation on aflatoxin B 1 produced by Aspergillus parasiticus in barley containing antimicrobial food additives". Egyptian Journal of Radiation Science and Application, v. 12, pp (1999). 10. N. H. Aziz & S. R. Mahrous. "Effects of gamma irradiation and chemical composition of some crop seeds on aflatoxin B 1 production by Asperrgillus flavus". Journal of Agricultural Sciences Mansoura University, v. 28, pp (2003). 11. D.W Fairbain; P.L. Olive; K.L. O Neill. "The comet assay: a comprehen- sive review." Mutation Research, v.339, pp (1994). 12. G. A. Schreiber; N. Helle; K.W. Bögl. "Detection of irradiated food methods and routine applications". Int. J. Radiat. Biol. v. 6, pp (1993). 13. K.W. Bögl. "Identification of Irradiated Foods-Methods, Development and Concepts." Appl. Radiat.Isot. v. 40, pp (1989). 14. N.J.F.;Dodd, J. S. Lea, J. Swallow. "The ESR Detection of Irradiated Food." Appl. Radiat. Isot. V. 40, pp (1989). 15. M. Desrosiers. "Current Status of the EPR Method to Detect Irradiated Food". Appl. Radiat. Isot. v.47, pp (1996). 16. L.M. Neto; H. R. Rodrigues; D.G. Traghetta. "Uso de radiação ionizante para esterilizar alimentos e detecção de formação de radicais livres por EPR". Embrapa. Circular Interna, n.2, pp. 1-9 (1996). 17. A. S. Leal; K. Krambrock; K. Guedes; R. R Rodrigues. "Ressonância paramagnética eletrônica (EPR) aplicada à análise de especiarias irradiadas (com radiação gama)". Ciênc. Tecnol. Aliment., Vol. 24, pp (2004). 18. K.M. Morehouse; Y. Ku. "Gas Chromatographic and Eletron Spin Resonance investigations of γ- irradiated shrimp". J. Agric. Food Chem. V. 40, pp (1992).