Contaminação por SQ tóxicas. Conceitos

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1 ASPECTOS TOXICOLÓGICOS DAS TOXICOLOGIA DE ALIMENTOS Profa. Dra. Isarita Martins Universidade Federal de Alfenas- UNIFAL/MG Contaminação por SQ tóxicas Conceitos Alimento: substância capaz de fornecer nutrientes plásticos, energéticos e biorreguladores para a manutenção da vida Nutriente: composto contido no alimento com efetivo valor plásticos, energéticos e biorreguladores Conceitos Contaminante: qualquer agente químico, físico ou biológico presente no alimento, sem finalidade específica, podendo causar dano ao organismo ao ser ingerido Reações dos organismos aos alimentos - Grande número de reações Exemplos: 1. Hipersensibilidade: alguns aditivos; glicoproteínas (tomate) 2. Intoxicação: nitratos (leguminosas, frutas), aflatoxinas (cereais), praguicidas (organosfosforados, carbamatos), metais (Hg, Pb) 3. Idossincrasia: lactose (leite) 1

2 Via oral- Trato Gastrintestinal Via oral- Trato Gastrintestinal RISCO X BENEFÍCIO Risco aceitável Probabilidade de que um efeito ou dano seja tolerado por um organismo. Ou seja, que o benefício real trazido pelo uso da substância seja maior do que o risco - Absorção e excreção de alimentos - Ingredientes presentes nos alimentos: absorção ou modificação da absorção de outras SQs= importância na avaliação do risco - Intestino: área superficial (200 a 4500 m 2 ) e vascularização (1,2 L/h/Kg) - Trânsito GI: ph, ácidos, enzimas, agentes de saponificação, flora bacteriana - Sistema monoxigenase entérico semelhante ao hepático (R Endoplasmático das células): indução e inibição Via oral- Trato Gastrintestinal - Fatores que afetam a absorção no trato gastrintestinal: ph TGI, motilidade intestinal, conteúdo dos alimentos, área superficial do intestino, permeabilidade da mucosa, interação com outras SQs Agentes tóxicos contaminantes diretos de alimentos Substâncias que podem se tornar parte do alimento durante a produção, processamento ou armazenamento, devido geralmente a processos naturais A contaminação é considerada de difícil controle Agentes tóxicos contaminantes diretos de alimentos Micotoxinas: cereais, leite Compostos N-nitrosos: a partir da nitrosação (nitritos) de aminas, amidas ou aminoácidos Metais Aditivos intencionais (corantes, edulcorantes, flavorizantes, conservantes etc.) 2

3 Padrões de segurança em Toxicologia de Alimentos Grupos que estabelecem os padrões de segurança Comissão do Codex Alimentarius FAO/OMS (JECFA- Comitê de aditivos e contaminantes) Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) Joint FAO/WHO Meeting on Pesticide Residues (JMPR) FAO Normas de identidade e pureza JECFA Atribuições OMS Avaliação toxicológica O rápido progresso da Tecnologia de alimentos e Toxicologia exige atualização contínua dos conhecimentos relativos à avaliação de aditivos e contaminantes de alimentos. Padrões de segurança em Toxicologia de Alimentos Grupos que estabelecem os padrões de segurança Comissão Científica da União Européia Administração de Alimentos e Drogas - FDA LIMITE MÁXIMO PERMITIDO - LMP É a quantidade de um aditivo ou contaminante (não-nutriente) presente no alimento e expressa em massa/massa ou massa/volume (mg/kg do alimento ou mg/l, se líquido), que pode ser ingerido por um indivíduo durante toda a sua vida, sem causar efeitos nocivos Índices de Toxicidade em Alimentos LMP (Limite Máximo Permitido) - quantidade máxima do aditivo que pode estar presente no alimento sem que cause dano à população exposta - expresso em ppm ou mg/kg - sempre provisório, tendência diminuir - não existe para substâncias presentes naturalmente Índices de Toxicidade em Alimentos Contaminante X - LMP = 5 ppm - presente em amendoim, castanha de caju, milho etc. Questão: - se o LMP não for ultrapassado em nenhum dos produtos acima, podemos ingerir qualquer quantidade dos mesmos? 3

4 INGESTÃO DIÁRIA ACEITÁVEL - IDA É a quantidade de um aditivo ou contaminante no alimento que pode ser ingerida diariamente, durante toda a vida, sem risco apreciável à saúde, à luz dos conhecimentos toxicológicos disponíveis na época de sua avaliação. É expressa em mg/kg de peso corpóreo/dia. Índices de Toxicidade em Alimentos IDA (Ingestão Diária Aceitável) - quantidade máxima do aditivo que ingerida diariamente, durante toda a vida, parece não oferecer risco apreciável à saúde, à luz dos conhecimentos atuais - expressa em mg/kg peso/dia - também provisória Parâmetros de segurança Ingesta diária aceitável (IDA) IDA= NOAEL FS NOAEL: maior dose onde não se observa efeito tóxico nos animais de experimentação FS: fator de segurança (fator de 100 para aditivos) Avaliação toxicológica de substâncias químicas presentes (aditivos ou contaminantes) nos alimentos Envolve 3 estágios Avaliação toxicológica visando identificar efeitos decorrentes da exposição a níveis elevados e determinar a dose que não provoca efeitos adversos (NOEL) Cálculo da dose que o homem pode ingerir por toda a vida sem risco a saúde Aditivo e praguicida IDA Contaminantes Ingestão diária ou semanal tolerável (IDTM, ISTM) Regulamentação para garantir que a IDA não será excedida AVALIAÇÃO TOXICOLÓGICA DE CONTAMINANTES Níveis seguros de ingestão CONTAMINANTE Toxicologista Nutricionista Epidemiologista Administrador Legislador Concentrações seguras nos alimentos Ex: contaminação por SQ tóxicas liberadas por fungos 4

5 São substâncias químicas (contaminantes) produzidas durante o metabolismo secundário de fungos filamentosos que contaminam alimentos e rações animais. Principais gêneros de fungos implicados nas micotoxicoses: Aspergillus, Fusarium e Penicillium * Um mesmo fungo pode produzir simultaneamente diferentes tipos de micotoxinas Em alimentos: 11 diferentes tipos de micotoxinas foram identificadas: aflatoxina, ocratoxina A, patulina, zearalenona, tricotecenos, cirinina, ácido penicílico, esterigmatocistina, rubratoxinas A e B, citroveridina e fumomisinas. MICOSES X MICOTOXICOSES MICOTOXICOSES PRINCIPAIS GÊNEROS DE FUNGOS e micotoxinas que causam doenças no homem Micotoxicose: efeito adverso à saúde provocado pela ingestão de alimento, ou ração, que contém micotoxinas. Aspergillus Fusarium Penicillium Aflatoxinas - Ocratoxina A Zearalenona- Citrinina Tricotecenos - Patulina Ácido penicílico Alcalóides do ergot - Fumonisinas 5

6 HISTÓRICO Aleucia Tóxica Alimentar (ATA). Rússia, década de 30. Epidemia causada por grãos contaminados com fungos do gênero Fusarium (toxina T-2). HISTÓRICO Ergotismo, Europa (Idade Média) e França (1951). Toxinas produzidas pelo Claviceps purpurea (ergot), que contamina cereais * grangrena HISTÓRICO Doença X, Inglaterra, 1960, perda de mais de perus devido ao consumo de ração contaminada com aflatoxinas (amendoim proveniente do Brasil). Diferentes fungos produtores - Todas as regiões do mundo; - Grande variedade de substratos; - Várias condições de umidade, ph e temperatura Fatores que influenciam o crescimento de fungos Teor de umidade dos alimentos Umidade relativa do ar Temperatura Composição do substrato (soja deficiência em Zn) Presença de microorganismos competidores Linhagem do fungo A contaminação é maior em grãos danificados CONDIÇÕES QUE FAVORECEM O APARECIMENTO DE Toxigenicidade dos fungos: A. parasiticus > A. flavus (aflatoxinas) Substrato: Aflatoxina Patulina Ocratoxina Esterigmatocistina amendoim, nozes, coco.. maçã milho, trigo trigo, arroz, milho 6

7 CONDIÇÕES QUE FAVORECEM O APARECIMENTO DE Temperatura ( 0 C) : Aflatoxinas 27 Ocratoxina Zearalenona Umidade (para U R do ar de 85 %) Cereais 18-18,5 % Produtos oleaginosos 9-10 % ÉPOCA DE APARECIMENTO DO FUNGO Fungos de Campo Fusaria Penicillium Alternaria Umidade: % U R : % Temp: 8 a 36 0 C Fungos de armazenamento Aspergillus Penicillium Alternaria Umidade: > 15 % U R : % Temp: - 2 a 30 0 C Micotoxina Alimento Temperatura Aflatoxinas amendoim, castanha do Pará, nozes, algodão, milho e derivados 27 C Esterigmatocistina trigo, arroz e milho 28 C Ocratoxina Patulina café, trigo, centeio, aveia e cevada maçã, trigo e cevada C Zearalenona milho C Fumonisina milho FAO estima que 25% das culturas de cereais no mundo estejam contaminadas por micotoxinas Os alimentos estão sujeitos à invasão por fungos e contaminação com micotoxinas no campo durante e após a colheita, no processamento, no transporte e na estocagem, em condições de manuseio AFLATOXINAS São derivados da difuranocumarina. Principais: B 1, B 2 (blue); G 1, G 2 (green); M 1, M 2 (milk). Alimentos mais suscetíveis à contaminação: amendoim, castanha do Pará, nozes, sementes de algodão e coco, farinha de mandioca e de trigo, alfafa, arroz, feijão, aveia, café, farinha de rosca Aflatoxinas: descobertas em 1961 Inglaterra- 1960, morte de mais de perus devido ao consumo de ração contaminada com aflatoxinas (amendoim proveniente do Brasil). 7

8 AFLATOXINAS AFLATOXINAS Estrutura química Fungos produtores: Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus. São substâncias apolares, solúveis em solventes orgânicos, instáveis à luz UV mas, bastante estáveis a temperaturas Aspergillus flavus Aspergillus parasiticus Aflatoxinas B 1 e B 2 Aflatoxinas M 1 e M 2 Aflatoxinas G 1 e G 2 altas AFLATOXINA B 1 : biotransformação Estabilidade AFLATOXINAS Fontes São estáveis as temperaturas necessárias nas condições normais de cozimento, pasteurização e torrefação, ocorrendo pouca ou nenhuma destruição das mesmas. - Alimentos contaminados, principalmente por B 1 - Produtos provenientes de animais que consumiram rações contaminadas (preocupação a longo prazo) 8

9 AFB1 AFB 1-2,3-epóxido DNA Guanina N 7 - aflatoxina Mecanismo de ação Citocromo P450 Efeitos nocivos Efeitos agudos Efeitos crônicos. Anorexia. Cirrose hepática. Apatia. Carcinomas hepáticos. Prostação. Teratogenia. Alterações nervosas Associação epidemiológica: correlação positiva entre câncer primário no fígado e ingestão de aflatoxinas, em grupos populacionais da Ásia e África (Moçambique, Uganda, Tanzânia). Nativos africanos: hábito de consumir milho mofado. B 1 > toxicidade, potencial teratogênico e carcinogênico B 2 Efeitos nocivos - pouco carcinogênica G 1 < toxicidade e carcinogenicidade que B 1 G 2 - não-carcinogênica 18 C B 1 = G 1 25 C 2 B 1 = G 1 28 C 4 B 1 = G 1 32 C 12 B 1 = G 1 Efeitos nocivos JECFA (1987): aflatoxinas são carcinógenos humanos potenciais. Recomendações: reduzir a ingestão da aflatoxina ao menor nível praticável e limitar sua presença em alimentos a baixíssimos níveis (ou ausência) IARC (1992): classifica a AFB 1 como carcinógeno humano Limites de resíduos Diferentes países têm diferentes limites, variando entre: Aflatoxinas Totais (B 1, G 1, B 2, G 2 ): 0 50 µg/kg AFB 1 : 0 30 µg/kg AFM 1 : 0 1 µg/kg 9

10 Limites de resíduos MERCOSUL (para amendoim e milho) : Aflatoxinas totais (B 1, G 1, B 2, G 2 ) : 0 20 µg/kg AFB 1 : 0 5 µg/kg AFM 1 : 0 0,5 µg/kg Limites de resíduos BRASIL (ANVISA- RDC 274/ 2002) : Aflatoxinas totais (B 1, G 1, B 2, G 2 ): 0 20 µg/kg (amendoim, milho e seus produtos) AFM 1 : 0,5 µg/kg (leite) Métodos para reduzir a contaminação dos alimentos Medidas preventivas: boas práticas agrícolas e de processamento, incluindo estocagem e condições de transporte adequadas. Métodos para reduzir a contaminação dos alimentos Remoção: Física (pela cor dos grãos contaminados) Química (uso de solventes) Biológica (Flavobacterium) Métodos para reduzir a contaminação dos alimentos Destruição: Física (radiação UV; calor seco ou úmido) Química (uso de solventes: amônia, álcalis) ESTERIGMATOCISTINA Ocorrência: café verde, cereais como trigo, sorgo, milho. Tem semelhança estrutural com as aflatoxinas. De rara presença em alimentos no Brasil. Aspergillus flavus e versiolar e Penicillium luteum 10

11 ESTERIGMATOCISTINA Ocorrência: café verde, cereais como trigo, sorgo, milho Efeitos nocivos: Hepatocarcinogênica - formam epóxidos por biotransformação + N7- guanina DNA (potência 10 vezes menor que a AFLA) ZEARALENONAtoxina F 2 Produzida por fungos do gênero Fusarium (principalmente da espécie roseum) ZEARALENONA Lactona estável (ao aquecimento e à presença de álcalis) LMP milho (Brasil) = 200 µg/kg ZEARALENONA Efeitos tóxicos Atividade estrogênica em animais = infertilidade (suinos, bovinos) (conformação semelhante à da 17-βestradiol e estrona: ligação aos receptores estrogênicos) Carcinogenicidade: adenoma hepatocelular e pituitário (ratos e camundongos) FUMOMISINAS Produzida por fungos do gênero Fusarium (principalmente da espécie moniliforme e proliferatum). Alimentos a base de milho. Rações para animais Tipos: Fumomisina B1 (70%), B2 e B3 FUMOMISINAS: Esrtrutura química 11

12 FUMONISINAS Efeitos tóxicos Efeitos tóxicos verificados em animais: eqüinos: leucoencefalomalácia porcos: edema pulmonar galinhas: efeitos neurológicos ratos: câncer hepático Altamente resistentes a temperaturas de processamento como cozimento. FUMONISINAS Efeitos tóxicos Classificação da IARC: possíveis carcinógenos para o homem Estudos epidemiológicos na África do Sul e na China indicam associação com câncer de esôfago PATULINA Estrutura: lactona hemiacetálica Fungos produtores: Aspergillus, Penicillium e Byssochlamys. Ocorrência: maçãs com podridão e suco de maçã, pêra, suco de uva, cereais e vinho PATULINA Efeitos tóxicos PATULINA OCRATOXINAS Imunotóxico, neurotóxico, mutagênico e carcinogênico, além de provocar efeitos adversos ao TGI. Estocagem apropriada e escolha das maçãs evitam altos níveis de patulina no suco e produtos derivados da maçã. Estimativa de ingestão: < 1,5 µg/kg/semana, com base no consumo de suco de maçã IDA provisória: 0,1 µg/kg/dia LMP: 50 mg/kg Aspergillus (climas tropicais) e Penicillium (climas frios). Ocratoxinas A, B e C. cereais como trigo, sorgo, milho 12

13 OCRATOXINAS Efeitos nocivos: nefropatia com atrofia tubular e fibrose intersticial. Hepatotóxica em animais. Nefrocarcinogênica (ratos) ISA PROVISÓRIA: 0,1 µg/kg/semana LMP: de 1 a 50 mg/kg em diferentes países. TRICOTECENOS Gênero Fusarium (graminearum e culmorum) Mais de 150 tricotecenos são conhecidos; grupos A, B (epóxido, Desoxinivalenol e Nivalenol), C, D, toxina T2 TRICOTECENOS Efeitos nocivos Aleucia tóxica alimentar (ATA) - sintomatologia similar à angina, cefaléia e vômitos. Leucopenia e hemorragias. Degeneração da medula óssea. Taxa de mortalidade: até 60%. DESCONTAMINAÇÃO DE ALIMENTOS E RAÇÕES ANIMAIS EVITAR crescimento dos fungos nos alimentos Processos físicos: limpeza de grãos, lavagem com água ou solução de bicarbonato (micotoxinas do Fusarium). Temperaturas elevadas ( o C); adição de adsorventes à ração. Irradiação: sucesso relativo. DESCONTAMINAÇÃO DE ALIMENTOS E RAÇÕES ANIMAIS Processos Químicos: ácidos e bases, agentes oxidantes, agentes redutores, formol, peróxido de hidrogênio, bissulfito de sódio DESCONTAMINAÇÃO DE ALIMENTOS E RAÇÕES ANIMAIS Processos Biológicos: Flavobacterium aurantiacum (aflatoxinas) (ainda não autorizado) 13

14 DESCONTAMINAÇÃO DE ALIMENTOS E RAÇÕES ANIMAIS Alimentos processados: alguns processos podem destruir ou diminuir as micotoxinas - torrefação do café (ocratoxinaa); refinamento de óleo de caroço de algodão/ amendoim (aflatoxina); fermentação do malte (ocratoxina) MEDIDAS PREVENTIVAS - BOAS PRÁTICAS AGRÍCOLAS E DE PROCESSAMENTO - ESTOCAGEM E CONDIÇÕES DE TRANSPORTE ADEQUADAS LIMITES MÁXIMOS PERMITIDOS (consumo humano) Alimento Micotoxina Limite 1. LEITE 1.1 Leite fluido AFM1 0,5 ug/l 1.2 Leite em pó AFM1 5,0 ug/kg 2. MILHO 2.1 Milho em grão AF (B1+B2+G1+G2) 20,0 ug/kg Zearalenona 200 ug/kg 2.2 Farinhas AF (B1+B2+G1+G2) 20,0 ug/kg 3. AMENDOIM 3.1 Amendoim AF (B1+B2+G1+G2) 20,0 ug/kg 3.2 Pasta AF (B1+B2+G1+G2) 20,0 ug/kg 14