Prevalência de contaminantes do trigo e derivados: Desoxinivalenol

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1 Prevalência de contaminantes do trigo e derivados: Desoxinivalenol MACHADO, L.V 1,2 ; MALLMANN, C.A 2 ; MALLMANN, A.O 2 ; COELHO, R. D; COPETTI 2, M. V 1 1 Departamento de Tecnologia e Ciência de Alimentos, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), , Santa Maria, RS, Brasil. Telefone: (55-55) (mvc@smail.ufsm.br) 2 Departamento de Medicina Veterinária Preventiva- LAMIC, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), , Santa Maria, RS, Brasil. Telefone: (55-55) (mallmann@lamic.ufsm.br) RESUMO A fusariose é uma doença importante, que ocorre frequentemente em trigo, causada principalmente pelo fungo Fusarium graminearum. Além dos danos diretos à cultura, os grãos infectados podem ter metabólitos tóxicos devido à presença de micotoxinas, entre elas destaca-se o desoxinivalenol (DON). A contaminação com DON foi avaliada em 1777 amostras de trigo e derivados. A determinação foi feita por cromatografia líquida de alta eficiência e detecção por espectrometria de massas (LC-MS/MS). Os resultados indicaram que, do total de amostras avaliadas, 1092 (61,4%) apresentaram- se positivas quanto a presença de DON. Os níveis médios de contaminação das amostras foi de 1472 µg.kg -1, e apenas 161 amostras (14,7%) apresentaram níveis de contaminação maiores que 3000 µg.kg -1, teor máximo aceitável pela legislação brasileira em trigo grão para posterior processamento, sendo que para o ano de 2016 o valor estabelecido passa a ser de apenas 1000 µg.kg -1 para derivados como o farelo de trigo, por exemplo. PALAVRAS-CHAVE: micotoxinas, doenças fúngicas, desoxinivalenol ABSTRACT Fusarium head blight (FHB) is an important disease of wheat worldwide caused mainly by Fusarium graminearum. In addition to the direct damages caused by this disease, the infected kernels may be toxic due to the presence of mycotoxins, such as Desoxynivalenol (DON). DON contamination was evaluated in 1777 samples of wheat and derivatives. The mycotoxin determination was made by high performance liquid chromatography and detection by mass spectrometry. The results indicated that, of the total samples tested in 1092 (61.4%) were positive for the presence of DON. The mean contamination of samples was 1472 µg.kg-1. Only 161 samples (14.7%) presented contamination higher than 3000 µg.kg-1, the maximum level allowed by Brazilian regulation in wheat grain for further processing. However, after the year 2016, only 1000 µg.kg -1 of desoxynivalenol will be allowed in wheat products and derivatives like wheat bran. KEYWORDS: mycotoxins, fungal diseases, desoxynivalenol

2 1. INTRODUÇÃO Devido às propriedades nutricionais, o trigo (Triticum aestivum L.) é um dos cereais mais consumidos no mundo e está na presente tanto na alimentação humana quanto animal (VIEIRA, 2006). O Brasil não é auto-suficiente na produção deste cereal, produzindo menos da metade do que é consumido, estando sujeito às flutuações do mercado. A região Sul, devido a sua condição climática de temperaturas mais amenas, responde por 94,6% da produção nacional de trigo. No entanto, devido às características do sistema de cultivo, o rendimento médio de grãos nessa região não é a mais alta do país (EMBRAPA, 2013). Além disto, a qualidade dos produtos resultantes do processamento do trigo está relacionada diretamente com os grãos a serem beneficiados, dessa forma, os cuidados desde a cultura, colheita e armazenagem deste cereal são de extrema importância (VIEIRA, 2006). Na lavoura, o trigo pode ser contaminado por diversas doenças em função das condições climáticas, do tipo do solo e da susceptibilidade da cultura. Uma das doenças mais conhecidas e que comumente ataca este cereal é a Fusariose, desencadeada pela infecção de fungos do gênero Fusarium, que além de provocar enfermidades na plantação, podem desenvolver através de seu metabolismo secundário substâncias tóxicas, denominadas micotoxinas (CALORI et al., 2007). As micotoxinas são compostos tóxicos que ocorrem naturalmente e são produzidos por uma variedade de espécies fúngicas que se desenvolvem em produtos agrícolas, tanto durante seu crescimento no campo, quanto no armazenamento de cereais, bem como em alimentos processados e rações animais (SCUSSEL, 2002). Causam importantes impactos econômicos devido à redução na produtividade vegetal e animal, e também toxicológicos, com manifestações clínicas tanto em humanos quanto em animais (SANTOS, 2009). A Desoxinivalenol (DON) é uma micotoxina da classe dos tricotecenos, produzida principalmente por Fusarium graminearum, e dentre as mais comumente encontradas em cereais de grãos pequenos (BANDO et al, 2007; FREIRE et al, 2007). A DON também é conhecida como Vomitoxina, em virtude de desencadear crises de vômitos, sobretudo quando consumida por suínos. Possui grande importância toxicológica e é produzida sob baixas temperaturas e alta umidade, tendo grande incidência em cereais de inverno, como trigo e em seus subprodutos de consumo humano. (MALLMANN et al., 2003). A Organização Mundial de Saúde (WHO) considera a DON como uma neurotoxina, de caráter teratogênico e características imunossupressoras, e, assim como os tricotecenos em geral, têm sido associadas com intoxicação crônica e fatal dos seres humanos e animais através do consumo de alimentos contaminados (ROTTER et al., 1996). Haja vista que a ocorrência de infecção fúngica serve como sinal de alerta para contaminação por micotoxinas, o conhecimento de que a safra brasileira de trigo de 2014/2015 foi acometida por altos índices de fusariose torna-se um fato preocupante. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade micotoxicológica dos grãos de trigo brasileiro e seus derivados (farinha de trigo, trigo moído e farelo de trigo) com relação à contaminação por DON. 2. MATERIAL E MÉTODOS As análises de DON foram realizadas nas dependências do Laboratório de Análises Micotoxicológicas (LAMIC), da Universidade Federal de Santa Maria- RS. 2.1 Amostras Foram obtidas, no período de Janeiro a Dezembro/2014, 1777 amostras de trigo e derivados da safra 2014/2015 procedentes de diferentes localidades do Brasil que vinham sendo comercializadas

3 e/ou utilizadas por cooperativas e empresas agropecuárias. 2.2 Padrões e solventes O padrão de DON foi adquirido da Sigma (Sigma-Aldrich, Alco- bendas, Spain). Acetonitrila e metanol foram comprados da J.T. Baker (Deventer, The Netherlands). Todos os solventes foram de grau LC. A água pura utilizada foi obtida a partir de um aparelho de Milli Q. 2.3 Preparo da amostra A extração da toxina foi realizada de acordo com método oficial no da AOAC com algumas modificações. Três gramas da amostra previamente moída foram extraídas em agitadores tipo vortex com 24 ml da mistura de solventes contendo acetonitrila:água (ACN:H 2 O) (84: 16, v/v) Neste método não houve clean-up de amostras. Os extratos das amostras foram diluídos em uma mistura de fase aquosa (H 2 O: acetato de amônio): fase orgânica (H 2 O: acetato de amônio: metanol) (50: 50, v/v) e posteriormente uma alíquota de 5µL foi injetada em sistema de cromatografia líquida. 2.4 Determinação de DON A determinação de DON foi feita através da separação por cromatografia líquida de alta eficiência e detecção por espectrometria de massas em sequencial (LC-MS/MS). Os isótopos 13 C 20 - Don e 13 C 20 -Zea foram utilizados como padrão interno. Para quantificação da micotoxinas foi preparada uma curva de calibração com sete pontos. Utilizou-se método validado para o preparo das amostras, extração e diluição. Para os dados obtidos, assumiu-se que a curva analítica apresentou comportamento linear (r 2 >0,9). 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO A concentração média por mês e o nível máximo encontrados nas amostras de trigo e derivados avaliados estão apresentados na Figura 1. FIGURA 1. Resultados médios e concentrações máximas mensais de DON nas amostras de trigo e derivados em amostras analisadas no ano de 2014 no Laboratório de Análises Micotoxicológicas da UFSM (LAMIC).

4 A partir dos resultados da contaminação de DON nas amostras avaliadas neste estudo, podese confirmar que 61,4% (n=1092) das amostras foram consideradas positivas para DON com níveis médios de 1472 µg.kg -1. A Organização para a Alimentação e Agricultura (FAO) estima que 25% das culturas de alimentos do mundo, incluindo muitos alimentos básicos, são afetados por fungos produtores de micotoxinas (KÖPPEN et al., 2010), prejudicando o agronegócio de muitos países, interferindo na exportação e reduzindo a produção agrícola (FREIRE et al, 2007). É possível observar uma maior contaminação média por DON a partir do mês de outubro, período em de início da colheita da nova safra. Segundo a CONAB (2015) na safra 2014/2015 do Rio Grande do Sul a área semeada com trigo ficou em mil hectares, o que representa um crescimento de 9,8% em relação à safra anterior. Porém durante o desenvolvimento da cultura, vários fatores adversos influenciaram para que o resultado final fosse frustrante para a maioria dos produtores geadas, chuvas torrenciais, enxurradas, falta de luminosidade, calor excessivo, ataque de doenças em geral, granizo, acamamento. O resultado foi a baixa produtividade de grãos com qualidade inferior aos padrões de comercialização. Dentro deste quadro, a produção gaúcha ficou em 1.516,2 mil toneladas, 52,3% inferior à safra 2013, reflexo da queda de 56,5% na produtividade. Ademais das amostras analisadas 14,7% (n=161) apresentaram níveis de contaminação maiores do que 3000 µg.kg -1 (limite máximo aceitável para trigo em grão para posterior processamento pela legislação brasileira- ANVISA- RDC 07/2011) (Brasil, 2011). Sendo que o nível máximo de contaminação das amostras foi de µg.kg -1, sendo encontrada em uma amostra de trigo grão, comprovando a baixa qualidade do cereal proveniente desta safra. 4. CONCLUSÕES Considerando-se os altos níveis de contaminação por DON observados em determinados meses do ano, sobretudo nas amostras oriundas da colheita da safra atual, 2014/2015, conhecidamente com alta ocorrência de fusariose, ressalta-se a importância de se realizar um adequado monitoramento da qualidade micotoxicológica do trigo e derivados que estão sendo comercializados para, desta maneira, prevenir a exposição da população brasileira a níveis desta micotoxina acima do permitido na legislação. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFRICAS ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTRY. Official methods. 16. ed. Washington, Chap. 49, p. 1-49, BANDO, E., GONÇALES, L., TAMURA, N. K., MACHINSKI, M. Biomarcadores para avaliação da exposição humana às micotoxinas. J. Bras. Patol. Med. Lab., v.43, p , CALORI-DOMINGUES, M. A.; ALMEIDA, R. R.; TOMIWAKA, M. M.; GALLO, C. R.; GLORIA, E. M.; DIAS, C. T. S.; Ocorrência de desoxinivalenol em trigo nacional e importado utilizado no Brasil. Ciênc. Tecnol. Aliment., v.27, n.1, p , CONAB - Companhia Nacional de Abastecimento. Acomp. safra bras. grãos, v. 2 Safra 2014/15, n. 4 Quarto Levantamento, jan EMBRAPA. Annual Wheat Newsletter. V. 59 III. Contribution Systems from Brazilian agricultural research Corporation, 2013.

5 FREIRE, F., VIEIRA, I., GUEDES, M., MENDES, F. Micotoxinas: Importância na Alimentação e na Saúde Humana e Animal. Embrapa Agroindútria Tropical. Documentos 110, p. 48, Outubro, KÖPPEN, R., KOCH, M., SIEGEL, D., MERKEL, S., MAUL, R., & Nehls, I. Determination of mycotoxins in foods: current state of analytical methods and limitations. Applied Microb. Biotech., v. 86, p , MALMANN, C. A., M., MÜRMAN, L., DILKIN, P., & ALMEIDA, C. A. A. (2003). Avaliação da contaminação por desoxinivalenol em trigo utilizado na alimentação humana. In Congresso Brasileiro de Farmácia 1. São Paulo: Resumos, ROTTER, B. A., PRELUSKY, D. B., & PESTKA, J. J. Toxicology of deoxynivalenol. J. Toxicol. Env. Health, v. 48, p. 1 34, SANTOS, J. S. Aplicação biotecnológica: anticorpo monoclonal anti-desoxinivalenol para monitoramento e avaliação da exposição pelo consumo de trigo (Triticum aestivum L.). Londrina, 134 f: Il, SCUSSEL, V. M. Fungos e micotoxinas associados a grãos armazenados. In: LORINI, I.; MIIKE, L. H.; SCUSSEL, V. M. (Ed.). Armazenagem de grãos. Campinas: Instituto Bio Geneziz. Seção 9, p , VIEIRA, S. M. Química dos cereais. reed. Fortaleza: SENAI CE/CERTREM, 2006.