Toxicologia dos Alimentos

Toxicologia dos Alimentos

Toxicologia é a ciência que estuda a identificação e os efeitos de substâncias tóxicas sobre o metabolismo dos seres vivos. Especificamente em tecnologia de alimentos as principais metas são: (i) o conhecimento das substâncias tóxicas presentes nos alimentos; e (ii) o estabelecimento das formas de evitar que estas sejam ingeridas a níveis que imponham risco a saúde.

No contexto de toxicologia de alimentos, os alimentos são definidos como misturas químicas complexas constituídas de substâncias nutritivas e não-nutritivas. E estas podem ser consumidas in natura ou processadas. Enquadram como substâncias nutritivas os macronutrientes (carboidratos, proteínas e lipídios) e micronutrientes (vitaminas e minerais).

As substâncias não-nutritivas são aquelas que não apresentam importância nutricional. Por exemplo, no caso do café já foram identificadas mais de 600 substâncias não-nutrientes. Estas, no entanto, são essências ao metabolismo da planta e conferem as qualidades organolépticas ao fruto. Porém, pode ocorrer que dentre essas substâncias algumas apresentem caráter tóxicos aos seres vivos.

Outras possibilidades de ocorrência de substâncias tóxicas em alimentos decorrem da geração e, ou, adicionamento durante o processamento, conservação e estocagem.

As substâncias tóxicas podem agir no organismo como: (i) agentes tóxicos – que são capazes de produzir anormalidades fisiológicas e ou anatômicas em curto espaço de tempo, ou (ii) agente antinutricional – neste caso são substâncias tóxicas que agem como antienzimas, antivitaminas, ou seqüestradores de minerais. Essas ocorrências impactam negativamente o metabolismo normal do ser vivo. E isso com o decorrer do tempo estabelece anormalidades fisiológicas e/ou anatômicas.

A gravidade do quadro de intoxicação irá depender de fatores, tais como: (i) grau de toxidade da substância; (ii) complexidade metabólica do ser intoxicado; (iii) via de absorção; (iv) tempo exposição; (v) quantidade da substância tóxica ingerida; e (v) forma de excreção da substância tóxica.

Substâncias tóxicas não-nutritivas de origem natural

Conforme descrito acima pode ocorrer que substâncias de constituição dos alimentos apresentem caráter tóxico. Dentre essas substâncias podem ser destacada: glicosídeos cianogênicos, glicosinolatos, glicoalcalóides, oxalatos, nitratos, agentes produtores de flatulência e carcinógenos.

Glicosídeos cianogênicos – são compostos orgânicos constituídos por uma porção açúcar e outra não-acúcar. Ao ser hidrolisado libera as moléculas de açúcar e cianidrina (ácido cianídrico – HCN) que confere toxidade ao produto. É estimado que mais de 2000 espécies vegetais são cianogênicas. Se a concentração de cianeto nestes vegetais for superior a 20 mg por 100g do produto, o risco de intoxicação é alto. Exemplo: linamarina presente na mandioca brava.

Glicosilatos – quando hidrolisados e submetidos à ação de enzimas liberam o agrupamento SCN-_{. Essa substância interfere no metabolismo de absorção de iodo. Como conseqüência}

Glicoalcalóides – são encontrados em diversas variedades de batatas. Produtos com concentrações próximas a 45 mg de agente ativo por 100g de tubérculo causa intoxicação fatal em humanos. Os glicoalclóides são produzidos durante o crescimento da planta e no brotamento. Portanto caso as condições de armazenagem não sejam adequadas pode ocorrer o surgimento dessa substância.

Oxalatos – são sais resultantes de reações químicas do ácido oxálico associado ao potássio e sódio, formando sais hidrossolúveis, ou ao cálcio formando sais não-hidrossolúveis. Os oxalatos são encontrados em inúmeros produtos de origem vegetal como espinafre, ruibarbo, beterraba, cenoura, feijão, alface, amendoim e cacau. Altas ingestões podem provocar irritabilidade do Sistema Nervoso Central -SNC. O oxalato de cálcio produz obstrução nos túbulos renais levando o surgimento de cálculos renais (pedras nos rins).

Nitratos – O íon nitrato (NO

-3) forma sais hidrossolúveis com átomos de sódio, potássio e

cálcio. A concentração desses sais em vegetais está associada às variedades, nível de fertilidade do solo, drenagem do solo, e a disponibilidade de água. A temperatura e o tempo de armazenagem dos vegetais pode favorecer a diminuição do nível de nitratos e aumentar a de nitritos responsável pela formação de substâncias tóxicas.

Agentes produtores de flatulência - geralmente são oligossacarídeos (ex. ranfinose) que acumulam na parte final do trato intestinal. Essas substâncias são fermentadas por bactérias anaeróbicas levando a produção de gases como: dióxido de carbono, hidrogênio e metano. Esses gases causam diarréias, ruídos intestinais, cólicas e a ejeção de gases retais. Estudos demonstram que isso pode ocorre devido à ingestão de diferentes tipos de feijão.

Carcinógenos - alguns vegetais podem ser utilizados como chás medicinais, e dentre as substâncias ingeridas pode ocorrer que algumas propiciam ao surgimento de câncer. Por exemplo, a planta confrei, amplamente difundida no Brasil, a qual é atribuída propriedade nutricional e terapêutica, quando sob uso prolongado pode favorecer ao aparecimento de tumores na bexiga e fígado.

Substâncias não-nutritivas adicionadas aos alimentos

Em razão das técnicas de produção, processamento e armazenagem pode ocorrer a contaminação química dos alimentos que ocorrer de forma direta ou indireta, conforme esquematizado na Figura 1.

As contaminações diretas decorrem quando da manipulação das matérias prima deste a obtenção até o produto final. Enquanto que as de forma indireta decorrem de: (i) práticas utilizadas para a obtenção de matéria prima (exemplo: uso de praguicidas e quimoterapêuticos veterinários); ou (ii) da contaminação do alimento por componentes da embalagem durante o período de armazenagem.

Toxicologia em Alimentos Contaminação Direta Contaminação Inditreta - Promotores de crescimento - Quimoterapêuticos veterinários - Praguicidas

- Incorporação de compostos das embalagens Incontrolável

Dosagens excessivas de aditivos

- Produção de toxinas por microrganismos

- Geração de compostos tóxicos nos alimentos

- Incorporação de metais tóxicos

Figura 1 – Possibilidades de contaminação dos alimentos durante o processamento, conservação e armazenagem.

Contaminação direta incontrolável

A contaminação direta pode ocorrer de forma incontrolável ou pelo emprego em dosagens excessivas de aditivos. Dentre a forma incontrolável, podem ser citadas: (i) as toxinas produzidas pelos microrganismos; (ii) a geração de compostos tóxicos nos alimentos, ex: compostos N-nitrosos; e (iii) incorporação de metais tóxicos.

a) Produção de toxinas por microrganismos

Sobre os alimentos é estabelecida uma microbiota. E essa desenvolve conforme propriedades intrínsecas e extrínsecas dos alimentos. Dentre estas podem ser citadas: a atividade aquosa, a composição química do alimento, a temperatura do ambiente de armazenagem e a constituição química da atmosfera do ambiente.

A depender dos valores dessas propriedades irão prevalecer determinadas espécies que poderão sintetizar toxinas. No caso de fungos são produzidas micotoxinas, tais como: aflatoxina, ocratoxinas, tricotecenos e zearalenonas. Essas micotoxinas podem facilmente ocorrer quando da armazenagem de grãos.

Nesse caso, se o teor de umidade do produto não estiver abaixo de 13% e a umidade relativa do ar intergranular entorno de 65%, haverá a ocorrência de condições propicias para o desenvolvimento de espécies de fungos produtores de micotoxinas.

As principais características das micotoxinas citadas acima são apresentadas abaixo:

Aflatoxina - são toxinas produzidas pelos fungos Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus. Estas são identificadas como B1, B2, G1 e G2. Sendo que as iniciadas B (blue) e G (green) apresentarem fluorescência azulada e esverdeada, respectivamente, quando observadas

sob luz ultravioleta. Duas outras micotoxinas M1 e M2 foram detectadas no leite, urina e fezes de mamíferos, resultantes do metabolismo das toxinas B1 e B2. A aflatoxina é extremamente tóxica e carcinógena. A intoxicação é chamada de aflatoxicose. Esta trata da falha do fígado devido à destruição das células parenquimatosas, o que pode ser acompanhado de hemorragias e alterações das funções nervosas em combinação com espasmos. Animais jovens apresentam redução de consumo de ração, redução de crescimento, bem como, perda de peso. Em humanos o processo de intoxicação pode ocorrer de forma gradual, dessa forma, os efeitos podem levar anos para manifestar. Animais como cavalo, macaco, peru e pato são extremamente sensíveis.

Ocratoxinas - são produzidas pelas espécies Aspergillus alutaceus, A. alliaceus e outras. Isso tanto em grãos de cereais como de leguminosas. Promovem acumulação de gordura no fígado e sérios danos renais, principalmente em suínos e cães. Normalmente, retardam a maturação sexual em galinhas e diminui a produção de ovos.

Tricotecenos - são toxinas produzidas por fungos do gênero Fusarium, que podem causar aos homens e animais problemas como: (a) vômitos; (b) hemorragias; (c) recusa do alimento; (d) necrose da epiderme; (e) redução do ganho de peso e da produção de ovos e leite; (f) interferência no sistema imunológico; e (g) morte. Ocorrem em grãos como o milho, trigo, cevada e outros.

Zearalenonas - é um tipo de toxina que pode ser produzida pelas espécies Fusarium roseun var. graminearum, Gibberella zeae, Fusarium tricintum e Fusariun moniliforme. Os principias produtos agrícolas infectados são o milho, sorgo, cevada, trigo, aveia e seus subprodutos. Em casos de intoxicações podem causar: hiperestrogenismo, aborto, natimortos, falso cio, prolapso retal e da vagina, infertilidade, efeminização dos machos com desenvolvimento de mamas. Essa toxina age como hormônio feminino.

Geração de compostos tóxicos nos alimentos

N-nitrosos são substâncias sintéticas ou naturais que apresentam em duas classes as nitrosaminas e as nitrosamidas. Nos alimentos e no organismo essas substâncias originam de reações químicas denominada nitrosação. Esse processo pode envolver grupamentos, tais como: aminas, amidas, aminoácidos ou proteínas. Para a ocorrência da nitrosação é necessária a presença de um agente nitrosante, NxOy, que pode ser formado

no ambiente ou a partir de nitritos presentes nos alimentos.

O agente nitrosante pode estar normalmente presente: no ar na forma de óxido de nitrogênio NxOy; no organismo como nitrito endógeno; e em alimentos como: (i) aditivo

intencional, exemplo, (nitrito de sódio ou de potássio) para evitar a proliferação da bactéria Clostridium botulinum e a oxidação do alimento; (ii) adjuvante do processamento em alimentos, exemplo, nitratos e nitritos utilizados na defumação de carnes e peixes; (iii) nitritos originados da ação de microrganismos, (vi) NO que pode ser assimilado pelo produto no processo de secagem – exemplo malte utilizado na fabricação de cervejas.

Os efeitos das nitrosaminas e nitrosamidas no organismo humano são muito discutíveis. Existem pesquisas para estabelecer os índices de toxidade (LMP, IDA ou ISA) para compostos N-nitrosos. O que é mais conhecido são níveis de DL50 via oral para ratos.

Incorporação de minerais tóxicos

Os compostos tóxicos minerais presentes nos alimentos geralmente são resultantes da contaminação ambiental. Os principais minerais tóxicos que podem estar presentes são arsênio, cadmo, mercúrio e chumbo.

Contaminação direta – Emprego de dosagens excessivas de aditivos

Aditivo é uma substância ou a mistura destas adicionadas aos alimentos com os benefícios, tais como: (i) conferir ou intensificar as propriedades organolépticas; (ii) modificar aspectos que favorecem a comercialização; (iv) prevenir alterações indesejáveis; (v) suprir necessidades nutricionais (adição de vitaminas, minerais e enzimas); e (vi) reduzir custos no processamento.

Os aditivos podem ser classificados como Reconhecidamente Seguros – GRAS (Generally Recognized as Safe) e os Não-Reconhecidamente Seguros – não-GRAS. Para os aditivos GRAS não há necessidade de aplicação de rigor quanto à limitação de dosagens, visto a baixa possibilidade de causar intoxicações. Enquadram nessa categoria substâncias, tais como: sal, açúcar, condimentos e os aditivos nutricionais (vitaminas e iodetos de potássio, cálcio, ferro, magnésio e fósforo).

Os ativos não-GRAS requerem a necessidade da estipulação de índices tais como: o Limite Máximo Permitido – LMP; o nível de Ingestão Diária Admissível - IDS; e o nível de Ingestão Semanal Admissível – ISS. Caso ocorra a ultrapassagem desses índices é definido como um caso de contaminação direta.

Contaminação indireta

A contaminação indireta decorre dos processos empregados para a obtenção de matéria prima, tais como: promotores de crescimento, quimoterapêuticos veterinários e praguicidas. Além dessas substâncias, pode também ocorrer à contaminação do alimento devido a absorção de componentes da embalagem.

a) Promotores de crescimento

Enquadram nessa categoria substâncias principalmente administradas a animais visando o rápido crescimento e ganho de peso. Dentre essas substâncias estão alguns fármacos e hormônios, que quando não empregados corretamente podem intoxicar o consumidor final.

Os fármacos normalmente têm por objetivo aliviar o estresse e melhorar a baixa imunidade imposto pelo sistema de criação em confinamento. Por exemplo, na elaboração de ração de frangos de corte é mistura cerca de 50 g de terramicina por tonelada com finalidade profilaxias. Normalmente, as fezes dessas aves apresentam altas concentrações de terramicina e quando são destinadas a elaboração de ração de bovinos ou peixes pode ocorrer contaminação.

b) Quimoterapêuticas

Dentre as substâncias quimoterapêuticas uma de destaque são os antibióticos que são agentes antibacterianos. Os antibióticos podem ser utilizados profilaticamente em animais produtores de alimentos evitando infecções.

É importante que os usuários, médicos veterinários e instâncias de fiscalização a responsabilidade de não permitir o uso de antibióticos nos períodos de carência antecessor ao abate, caso contrário o consumidor final poderá ser afetado.

As concentrações dos resíduos antimicrobianos geralmente são mais elevadas em tecidos de reserva (tecido adiposo); órgãos que promovem a bio-transformação ou removem essas substâncias, exemplo: fígado e rins; e no leite do animal tratado.

c) Praguicidas

Como praguicidas pode ocorrer que os alimentos venham a apresentar, por exemplo, resíduos de herbicidas, fungicidas, inseticidas ou raticidas. E a depender dos princípios ativos desses defensivos e a ocasião da aplicação pode ocorrer níveis residuais que afetem a saúde do consumidor.

Por exemplo, atualmente, no Brasil são registradas cerca de sete marcas comerciais destinadas a controle de insetos em grãos, cujos princípios ativos são dos tipos: organofosforados, ou piretróides. Essas substâncias bloqueiam a troca de impulsos elétricos entre as células nervosas, o que gera paralisação de todas as atividades metabólicas dos insetos.

Organofosforados são compostos orgânicos derivados do ácido fosfórico, do ácido tiofosfórico ou do ácido ditiofosfórico. Enquanto que piretróides: são compostos sintéticos que apresentam estruturas semelhantes à piretrina, substância existente nas flores do Chrysanthemum (Pyrethrun) cinenarialfolium.

d) Incorporação de compostos das embalagens

Pode ocorrer que em função das características físico-químicas dos alimentos, tais como: pH, presença de óleo, teor alcoólico, teor de lipídios, tempo de estocagem e tempera, o alimento acondicionado venha a reagir quimicamente com a embalagem absorvendo alguma substância que venha atingir grau de toxidade ao ser ingerido.

Cuidados especiais devem ser observados quanto ao uso de latas no acondicionamento de produtos apertizados. A lata deve ser revestida internamente com filmes inorgânicos e orgânicos capazes de suportar variações de temperatura e permanecerem inertes ao alimento, de tal modo não propiciar o contato com a parte metálica da embalagem que pode ter por constituintes, substâncias, tais como: chumbo, cadmo e alumínio.

No caso do emprego de embalagens plásticas deve ser observada a característica de emprego do plástico utilizado. A indústria petroquímica oferece uma variedade de plásticos e na produção destes podem estar envolvidas substâncias carcinógenas, tais como: cloreto de vinila (PVC) e estireno.

Referências

GAVA, A. J. Princípios de Tecnologia de Alimentos. 7ª edição. São Paulo: Nobel, 1984.

MIDIO, A. F. , MARTINS. D. I. Toxicologia de Alimentos. São Paulo: Livraria Varela. 2000. 295p. SILVA, J. A. Tópicos da Tecnologia de Alimentos. São Paulo: Livraria Varela. 2000. 227p.

SILVA JUNIOR, E. A. Manual de Controle Higiênico-Sanitário em Alimentos. São Paulo: Livraria Varela. 1995. 470p.

VEGA, P. V., FLORENTINO, B. L. Toxicologia de Alimentos. México: Centro Nacional de Salud Ambiental. 2000