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Micotoxinas em Alimentos
Miguel Machinski JuniorProfessor Adjunto
UEM/DAC – Maringá/PR
Iº Seminário Estadual de Resíduos Químicos em Alimentos
22 a 24/09/2004
Foz do Iguaçu - PR
MICOTOXINASMICOTOXINAS
Produtos do metabolismo secundário de fungos.Produtos do metabolismo secundário de fungos.
Importantes contaminantes de alimentos e Importantes contaminantes de alimentos e rações animais.rações animais.
Efeitos tóxicos agudos e crônicos no homem e Efeitos tóxicos agudos e crônicos no homem e em animais. em animais.
AspergillusAspergillus
PenicilliumPenicillium
FusariumFusarium
Fatores que afetam a ocorrência de Fatores que afetam a ocorrência de micotoxinas na cadeia alimentarmicotoxinas na cadeia alimentar..
Plantação a produção
Semente endofítico
Desenvolvimento do fungo durante o crescimento da planta
Fatores ambientais Tempestades Temperatura Umidade
Danos Insetos Pássaros
Fatores que afetam a ocorrência de micotoxinas na Fatores que afetam a ocorrência de micotoxinas na cadeia alimentar (continuação).cadeia alimentar (continuação).
Colheita Maturidade dos grãos Umidade Temperatura Danos
Insetos Pássaros Outros
Transporte
Fatores que afetam a ocorrência de micotoxinas na Fatores que afetam a ocorrência de micotoxinas na cadeia alimentar (continuação).cadeia alimentar (continuação).
ArmazenamentoUmidade
Temperatura
Processamento e distribuição
Fatores que afetam a ocorrência de micotoxinas na Fatores que afetam a ocorrência de micotoxinas na cadeia alimentar (continuação).cadeia alimentar (continuação).
Animais Carne
Leite
Micotoxicose animal
Homem Micotoxicose humana
MicotoxicosesMicotoxicoses
Os mendigos de Peter Bruegel The Elder (1568)
Ocorrência em Produtos AlimentíciosOcorrência em Produtos Alimentícios
ResíduosResíduos
Rações
OcratoxinaVomitoxinaZearalenonaAflatoxinas
AflatoxinasFumonisinasVomitoxinaOcratoxinaToxina T-2
AflatoxinasFumonisinasZearalenona
OcratoxinaVomitoxinaZearalenona
ZearalenonaVomitoxina
AflatoxinasFumonisinas
Aflatoxinas
AFLATOXINASAFLATOXINAS
Aspergillus flavusAspergillus flavus A. parasiticusA. parasiticus A. nomiusA. nomius.. 1960 – 1960 – Doença X dos Doença X dos
Perus na InglaterraPerus na Inglaterra
Aflatoxinas - químicaAflatoxinas - química
Existem pelo menos Existem pelo menos 17 compostos 17 compostos denominados de denominados de aflatoxinas;aflatoxinas;
As aflatoxinas BAs aflatoxinas B11, B, B22, ,
GG11, G, G22 e M e M11 são as são as
mais estudadas;mais estudadas; A AFBA AFB11 foi foi
classificada pela classificada pela IARC como classe 1.IARC como classe 1.
Aflatoxinas - biotransformaçãoAflatoxinas - biotransformação
Leite
Aflatoxinas - mecanismo de açãoAflatoxinas - mecanismo de ação
Efeitos Tóxicos das AflatoxinasEfeitos Tóxicos das Aflatoxinas
HepatotoxicidadeHepatotoxicidade Mutagenicidade, carcinogenicidadeMutagenicidade, carcinogenicidade Teratogenicidade, imunossupressãoTeratogenicidade, imunossupressão Associadas às enfermidades humanas: Associadas às enfermidades humanas:
câncer hepático primário, síndrome de câncer hepático primário, síndrome de Reye, Reye, kwashiorkorkwashiorkor
Dados da incidência de aflatoxinas em diferentes alimentos Dados da incidência de aflatoxinas em diferentes alimentos ingeridos pela população brasileira (Rodriguez-Amaya & ingeridos pela população brasileira (Rodriguez-Amaya &
Sabino, 2002).Sabino, 2002).
200220022,4-592,4-592,52,5121121ParanáParanáMilhoMilho
1993199311-28711-28714,614,69696São PauloSão PauloRaçõesRações
199419942-892-8933,233,2292292ParanáParanáMilhoMilho
199419941-6801-68044,444,47272ParanáParanáAmendoimAmendoim
199419945-24405-244044,244,2321321São PauloSão PauloAmendoimAmendoim
19951995120012000,90,9117117Distrito FederalDistrito FederalNozesNozes
19961996--005454Rio Grande do SulRio Grande do SulFarinhasFarinhas
1996199643-109943-109951,351,38080São PauloSão PauloAmendoimAmendoim
1995199510-60010-60019,819,8450450Distrito FederalDistrito FederalAmendoimAmendoim
199719975-5365-53645,345,3137137São PauloSão PauloAmendoimAmendoim
1997199730-16330-1637,77,73939Rio Grande do SulRio Grande do SulMilhoMilho
19971997--007979Rio Grande do SulRio Grande do SulTrigoTrigo
199719974848224747Rio Grande do SulRio Grande do SulArrozArroz
AnoAnoVariação Variação (ppb)(ppb)
Incidência Incidência (%)(%)
Nº Nº amostrasamostras
EstadoEstadoAlimentoAlimento
Dados da incidência de aflatoxinas em diferentes alimentos Dados da incidência de aflatoxinas em diferentes alimentos ingeridos pela população brasileira (Rodriguez-Amaya & ingeridos pela população brasileira (Rodriguez-Amaya &
Sabino, 2002).Sabino, 2002).
0
500
1000
1500
2000
2500
aflatoxinas
milho
arroz
amendoim
nozes
ração
IDT (FS = 5.000)
NOEL
AFB1 0,15 ng/kg p.c./dia
AFM1 0,5 ng/kg p.c./dia
Valores de Ingestão Diária Tolerável Valores de Ingestão Diária Tolerável (IDT) Propostos para Aflatoxinas:(IDT) Propostos para Aflatoxinas:
Fonte: Kuiper-Goodman (1991)
Origem (Ref.)
Ano
No de
Amostrasa
Média (g/kg) IDPM b (ng/kg
p.c.dia)
Amendoim e derivados:
Pernambuco (1) 1993 26/86 (B1)
6/86 (G1)
420
207
7,8
3,8
Paraná (2) 1993-1994 32/72 (B1)
23/72 (G1)
94
110
1,7
2,0
São Paulo (3) 1994 142/321 305 5,7
São Paulo (4) 1995-1996 41/80 399 7,4
a Amostras positivas/total de amostras analisadas; b IDPM – Ingestão Diária Provável Média, considerando-se a seguintes estimativas de consumo (GEMS/Food regional diets): 1,3 g/pessoa (amendoim e derivados).Referências:1-Araújo et al. (1994); 2-Martins-Maciel et al. (1996); 3-Sabino et al. (1999); 4-Freitas & Brigido (1998).
Níveis de AFBNíveis de AFB11 + AFG + AFG11 em amendoim e derivados no Brasil em amendoim e derivados no Brasil
e respectivas estimativas de ingestão diáriae respectivas estimativas de ingestão diária
Origem (Ref.)
Ano
No de
Amostrasa
Média
(g/kg)
IDPM b (ng/kg
p.c.dia)
Milho e derivados:
São Paulo,
Paraná, Mato
Grosso, Goiás (1)
1993-1994 97/292 (B1)
13/292 (G1)
2-89
2-85
1,2-53,4
1,2-51,0
Rio Grande do
Sul (2)
1996-1997 3/39 75 45,0
Mato Grosso (3) 1999 64/140 2-431 1,2-258,6
Paraná (4) 2002-2003 3/121 (B1) 2,4-59 (0,7) 0,43
Paraná (5) 2003-2004 7/123 (B1) 5-43 (0,9) 0,54
a Amostras positivas/total de amostras analisadas; b IDPM – Ingestão Diária Provável Média, considerando-se a seguintes estimativas de consumo (GEMS/Food regional diets): 42 g/pessoa (milho e derivados) (WHO 2003).Referências:1--Glória et al. (1997); 2-Furlong et al. (1999); 3-Côrtes et al. (2000); 4-Sekiyama et al. (prelo); 5-Machinski Jr et al. (prelo)
Níveis de AFBNíveis de AFB11 + AFG + AFG11 em milho e derivados no Brasil e em milho e derivados no Brasil e
respectivas estimativas de ingestão diáriarespectivas estimativas de ingestão diária
Origem (Ref.)
Ano
No de
Amostrasa
Média
(ng/l)
IDPM b (ng/kg
p.c./dia)
Campinas/SP (1) 1992 4/52 156 0,3 [16,0]
São Paulo/SP (2) 1992-1993 33/300 150 c 0,3 [15,4]
Santa Maria/RS (3) 14/275 190-2.920 0,4 [18,0]
Belo Horizonte/MG (4) 25/31 6-70 0,1 [4,5]
a Amostras positivas/total de amostras analisadas;b IDPM – Ingestão Diária Provável Média, considerando-se a estimativa de consumo (GEMS/Food regional diets) de 160 ml/pessoa adulta (WHO 2003);c Leite em pó, sendo que o valor se refere ao produto reconstituído a 1:8;[ ] IDPM calculada para crianças de 4 meses (peso médio: 7 kg), considerando-se a estimativa de consumo de 720 ml/dia;Referências:1-Sylos et al. (1996); 2-Oliveira et al. (1997); 3- Mallman et al. (1997); 4- Prado et al. (1999).
Níveis de AFMNíveis de AFM11 em leite no Brasil e respectivas em leite no Brasil e respectivas
estimativas de ingestão diáriaestimativas de ingestão diária
FUMONISINASFUMONISINAS
Fusarium verticillioidesFusarium verticillioides e F. proliferatume F. proliferatum
1988 – Isolamento e 1988 – Isolamento e caracterização das caracterização das fumonisinasfumonisinas
Leucoencefalomalácia Leucoencefalomalácia eqüina eqüina
FumonisinasFumonisinas
18 moléculas foram 18 moléculas foram caracterizadas:caracterizadas:• B1, B2, B3 e B4B1, B2, B3 e B4• A1, A2 e A3A1, A2 e A3• BK1BK1• C1, C3 e C4C1, C3 e C4• P1, P2, P3, PH1a e P1, P2, P3, PH1a e
PH1 b.PH1 b.
FBFB11 é a mais é a mais
tóxica.tóxica.
O R 1
R 2 OH
NHR 3
O
CO 2 H
CO 2 H
O O CO 2 H
CO 2 H
Fumonisinas
R 1 R 2 R 3
FA1 OH OH CH 2 CO
FA2 H OH CH 2 CO
FB1 OH OH H
FB2 H OH H
FB3 OH H H
FB4 H H H
FumonisinasFumonisinas Neurotoxicidade: Neurotoxicidade:
leucoencefalomalácia em eqüinos leucoencefalomalácia em eqüinos (LEME)(LEME)
Edema pulmonar agudo, hidrotórax Edema pulmonar agudo, hidrotórax em suínosem suínos
Carcinogenicidade em modelos Carcinogenicidade em modelos experimentaisexperimentais
Evidências de carcinogenicidade Evidências de carcinogenicidade humanahumana
Origem (Ref.)
Ano
No de
Amostrasa
Média
(g/kg)
IDPM b (g/kg
p.c.dia)
Milho em grão:
Paraná, Mato
Grosso do Sul,
Goiás (1)
1990-1991 47/48 (FB1)
46/48 (FB2)
5.490
4.820
3,3
2,9
São Paulo (2) 167/195 (FB1)
190/195 (FB2)
9.730
7.600
5,8
4,6
Derivados de milho:
São Paulo (3) 1999 40/81 (FB1)
44/81 (FB2)
1.180
290
0,7
0,2
São Paulo (4) 2000 60/60 (FB1)
60/60 (FB2)
5.170
1.000
2,9
0,6
a Amostras positivas/total de amostras analisadas; b IDPM – Ingestão Diária Provável Média, considerando-se o consumo de milho em geral (42 g/pessoa), estimado pelo GEMS/Food regional diets (WHO 2003).Referências:1-Hirooka et al. (1996); 2-Orsi et al. (2000); 3-Machinski & Valente Soares (2000); 4-Bittencourt et al. (2003).
Níveis de fumonisinasNíveis de fumonisinas em milho e derivados no Brasil em milho e derivados no Brasil
e respectivas estimativas de ingestão diáriae respectivas estimativas de ingestão diária
Porcentagem de produtos alimentícios à base de Porcentagem de produtos alimentícios à base de milho contaminados com fumonisinasmilho contaminados com fumonisinas
46%
54%
n.d.
fumonisinas
Níveis médios de fumonisinas encontrados em produtos Níveis médios de fumonisinas encontrados em produtos alimentícios à base de milho na cidade de Campinas, SP.alimentícios à base de milho na cidade de Campinas, SP.
0
1
2
3
canj
ica
quire
ra
floco
s
cura
u
farin
ha fubá
milh
ove
rde
milh
o em
cons
erva
pam
onha
pipo
ca
FB1
FB2
g/g
Consumo diário de fubá no Brasil por Consumo diário de fubá no Brasil por pessoapessoa• 0,5 a 14 g na área urbana (IBGE, 1988) 0,5 a 14 g na área urbana (IBGE, 1988) • 11 a 39 g na área rural (IBGE, 1977)11 a 39 g na área rural (IBGE, 1977)
Ingestão Diária Tolerável (TDI) = 800 Ingestão Diária Tolerável (TDI) = 800 ng/kg p.c./dia (Gelderblom et al., 1996)ng/kg p.c./dia (Gelderblom et al., 1996)
Área rural = 39g x 2290 ng (média)/70 kg Área rural = 39g x 2290 ng (média)/70 kg = 1276ng/kg p.c./dia (Ingestão Diária = 1276ng/kg p.c./dia (Ingestão Diária Provável- PDI)Provável- PDI)
PDI > TDIPDI > TDI
Avaliação da Exposição – FBAvaliação da Exposição – FB11
OCRATOXINA AOCRATOXINA A
Aspergillus allutaceus Aspergillus allutaceus e Penicillium e Penicillium verrucosumverrucosum
1952 – Nefropatia 1952 – Nefropatia Endêmica dos BalcãsEndêmica dos Balcãs
1965 (descoberta)1965 (descoberta)
Ocratoxina A - químicaOcratoxina A - química
Em 1999 as Em 1999 as ocratoxinas foram ocratoxinas foram classificadas como classificadas como micotoxinas de micotoxinas de interesse crescente;interesse crescente;
A IARC classificou A IARC classificou como 2B;como 2B;
Potente nefrotoxina.Potente nefrotoxina.
Nefropatia endêmica dos BalcãsNefropatia endêmica dos Balcãs
Progressiva redução da função renal e Progressiva redução da função renal e pode ser acompanhada de retenção de pode ser acompanhada de retenção de sódio;sódio;
Hipertensão e morte;Hipertensão e morte; A OTA está relacionada com câncer no A OTA está relacionada com câncer no
trato urinário em áreas de exposição trato urinário em áreas de exposição crônica, em parte da Europa oriental.crônica, em parte da Europa oriental.
Balcãs: Bulgária, Iugoslávia e Romênia.Balcãs: Bulgária, Iugoslávia e Romênia.
Ocorrência da Ocratoxina AOcorrência da Ocratoxina A
MilhoMilho TrigoTrigo CevadaCevada CenteioCenteio AveiaAveia CacauCacau Café Café
Avaliação da Exposição – Ocratoxina AAvaliação da Exposição – Ocratoxina A
• Consumo semanal de farinha de milho no Brasil por pessoa é de 17,5 g na área metropolitana (IBGE, 1988)
• Ingestão Semanal Tolerável Provisória (PTWI) = 100 ng/kg p.c./semana (JECFA, 1995)
• Ingestão Semanal Provável (PWI) = 17,5g x 64 ng (amostra positiva)/70 kg = 16 ng/kg p.c./semana
• PWI < PTWI
ZEARALENONAZEARALENONA
Fusarium Fusarium graminearumgraminearum
Toxina F-2Toxina F-2 1929 – Síndrome 1929 – Síndrome
estrogênica em estrogênica em suínos (EUA)suínos (EUA)
1962 – descoberta1962 – descoberta IARC - grupo 2BIARC - grupo 2B
Zearalenona - ocorrênciaZearalenona - ocorrência
MilhoMilho CevadaCevada TrigoTrigo CenteioCenteio SorgoSorgo
Dados da ocorrência de zearalenona em diferentes alimentos Dados da ocorrência de zearalenona em diferentes alimentos ingeridos pela população brasileira (Rodriguez-Amaya & ingeridos pela população brasileira (Rodriguez-Amaya &
Sabino, 2002).Sabino, 2002).
1996199653531,91,95454Rio G. do SulRio G. do SulFarinhaFarinha
19941994413-4130413-41301313115115Rio G. do SulRio G. do SulMilhoMilho
19941994--00239239SP, PR, MT, SP, PR, MT, MS, GOMS, GO
MilhoMilho
19911991--003838São PauloSão PauloTrigoTrigo
19971997--003939Rio G. do SulRio G. do SulMilhoMilho
1997199797-10597-1052,52,57979Rio G. do SulRio G. do SulTrigoTrigo
19971997--004747Rio G. do SulRio G. do SulArrozArroz
200220024484480,80,8121121ParanáParanáMilhoMilho
AnoAnoVariação Variação ((g/kg)g/kg)
Incidência Incidência (%)(%)
Nº Nº amostrasamostras
EstadoEstadoAmostraAmostra
PATULINAPATULINA AspergillusAspergillus, ,
PenicilliumPenicillium e e ByssochlamisByssochlamis
P. expansumP. expansum 1941 - antibiótico1941 - antibiótico 1961 - 1961 -
carcinogenicidade carcinogenicidade em ratosem ratos
oral - irritação oral - irritação estomacal, náuseas estomacal, náuseas e vômitos.e vômitos.
Patulina - ocorrênciaPatulina - ocorrência
FrutasFrutas• maçãmaçã• uvauva• pêssegopêssego
TrigoTrigo QueijosQueijos HortaliçasHortaliças
IARC - classe 3IARC - classe 3
Dados da incidência de patulina em sucos de frutas ingeridos Dados da incidência de patulina em sucos de frutas ingeridos pela população brasileira (Rodriguez-Amaya & Sabino, 2002).pela população brasileira (Rodriguez-Amaya & Sabino, 2002).
1993199317170,70,7149149Sucos Sucos de de frutasfrutas
São São PauloPaulo
199319936-786-7819,719,77676Suco Suco de de maçãmaçã
ParanáParaná
19951995--003636Sucos Sucos de de frutasfrutas
São São PauloPaulo
AnoAnoVariação Variação ((g/L)g/L)
Incidência Incidência (%)(%)
Nº Nº amostrasamostras
AlimentoAlimentoEstadoEstado
Avaliação da Exposição – PatulinaAvaliação da Exposição – Patulina
• Consumo diário de suco de maçã no Brasil por pessoa é de 0,3 g (GEMS, 2003)
• Ingestão Diária Tolerável Provisória (PTDI) = 0,4 g/kg p.c./dia (JECFA, 1995)
• Ingestão Diária Provável (PDI) = 0,3 g x 3,2 g (média)/70 kg = 0,01 g/kg p.c./semana
• PDI < PTDI
TRICOTECENOSTRICOTECENOS
FusariumFusarium• F. graminearumF. graminearum• F. culmorumF. culmorum• F. sporotrichioidesF. sporotrichioides• F. poaeF. poae• F. oxysporumF. oxysporum• F. tricinctumF. tricinctum
MyrotheciumMyrothecium TricotheciumTricothecium CephalosporiumCephalosporium StachybothrysStachybothrys
Tricotecenos – propriedades químicasTricotecenos – propriedades químicas
Tricotecenos – principais alimentosTricotecenos – principais alimentos
TrigoTrigo CevadaCevada AveiaAveia MilhoMilho
• BatatasBatatas• CenteioCenteio• SorgoSorgo• arrozarroz
Dados da ocorrência de tricotecenos em diferentes Dados da ocorrência de tricotecenos em diferentes alimentos ingeridos pela população brasileira (Rodriguez-alimentos ingeridos pela população brasileira (Rodriguez-
Amaya & Sabino, 2002).Amaya & Sabino, 2002).
AmostraAmostra EstadoEstado Tric.Tric. Nº Nº am.am.
Inc. Inc. (%)(%)
Variação Variação ((g/kg)g/kg)
AnoAno
MilhoMilho São PauloSão Paulo DONDON 130130 00 -- 19911991
MilhoMilho Minas GeraisMinas Gerais DONDON 4040 00 -- 19911991
Produtos Produtos de Trigode Trigo
São PauloSão Paulo DON, NIV, DON, NIV, T-2, HT-2, T-2, HT-2, T-2 triol, T-T-2 triol, T-
2 tetraol2 tetraol
3838 00 -- 19911991
TrigoTrigo São PauloSão Paulo DONDON
NIVNIV
T-2T-2
DASDAS
2020 2020
1515
1010
55
470-590470-590
160-400160-400
400-800400-800
600600
19901990
TrigoTrigo Rio de Rio de JaneiroJaneiro
DONDON 1818 5,65,6 400400 19901990
Aléucia Tóxica Alimentar (ATA)Aléucia Tóxica Alimentar (ATA)
1932 a 1947 – URSS1932 a 1947 – URSS Taxa de mortalidade – 60%Taxa de mortalidade – 60% Hiperemia da mucosa bucal e faríngea, gastrite, dor Hiperemia da mucosa bucal e faríngea, gastrite, dor
abdominal e esofágica, diarréia e febre (2 a 3 dias)abdominal e esofágica, diarréia e febre (2 a 3 dias) Hemorragias, petéquias, faringite tipo diftérico, laringite Hemorragias, petéquias, faringite tipo diftérico, laringite
ulcerosa, afonia e asfixia (dias a 2 semanas)ulcerosa, afonia e asfixia (dias a 2 semanas) Náusea, vertigem, leucopenia, granulocitopenia e Náusea, vertigem, leucopenia, granulocitopenia e
linfocitose progressiva (3 a 4 semanas)linfocitose progressiva (3 a 4 semanas) Ação bioquímica:Ação bioquímica:
• Inibição da síntese protéicaInibição da síntese protéica• Aminas biogênicasAminas biogênicas
Efeitos tóxicos em animaisEfeitos tóxicos em animais
Dermatites severasDermatites severas• Perda de pesoPerda de peso• Recusa voluntária Recusa voluntária
dos alimentosdos alimentos• VômitoVômito• MelenaMelena• HemorragiasHemorragias• MorteMorte
Considerações finaisConsiderações finais
No Brasil, a ingestão média estimada de aflatoxinas é alta, o que pode contribuir para um incremento na incidência de carcinoma hepatocelular (CHC).
O risco de CHC atribuível à ingestão de AFM1 através de leite e derivados é presumivelmente baixa.
Considerar a população lactente para avaliar o risco de CHC pela aflatoxina M1.
São necessários novos estudos sobre a São necessários novos estudos sobre a ocorrência de aflatoxina Mocorrência de aflatoxina M11, fumonisinas, , fumonisinas, ocratoxina A, zearalenona, tricotecenos e ocratoxina A, zearalenona, tricotecenos e patulina em produtos alimentícios, para patulina em produtos alimentícios, para melhor avaliar a ingestão média da toxina melhor avaliar a ingestão média da toxina pela população.pela população.A conscientização dos produtores de alimentos e as ações de vigilância sanitária permanentes são essenciais para diminuir a exposição humana a esses compostos tóxicos e prevenir doenças advindas dessa exposição.
Considerações finaisConsiderações finais
Muito obrigado!Muito obrigado!
Prof. Dr. Miguel Prof. Dr. Miguel Machinski JuniorMachinski Junior• UEM - DAC - UEM - DAC -
ToxicologiaToxicologia• Bloco J-01Bloco J-01• Fone (44)263-4565Fone (44)263-4565• Fax (44)263-1323Fax (44)263-1323• [email protected]@uem.br