Contaminanti chimici emergenti

Contaminanti chimici emergenti:

micotossine, acrilammide e furano

Cecilia Bergamini

cbergamini@arpa.emr.it

Bologna 22 giugno 2009

Sala Auditorium

Regione Emilia Romagna

Micotossine

Estrogenosimile

Zearalenone

(IARC Gruppo 3) Immunosoppressore, dermatotossico,

emorragico

Tricoteceni

(T2 e HT2)

Mutagena, embriotossica, immunotossica

Patulina

(IARC Gruppo 2B) possibile cancerogeno, neurotossico,

citotossico

Fumonisina B1

Nefrotossoco, teratogeno, immunosoppressore,

cancerogeno

Ocratossina A

(IARC Gruppo 2B) possibile cancerogeno

Aflatossina M1

(IARC Gruppo 1) cancerogeno, epatotossico,

immunosoppressore

Aflatossina B1

Effetto tossico

Micotossina

Sono una famiglia di oltre 100 molecole prodotte principalmente da

funghi dei generi: ASPERGILLUS, PENICILLUM e FUSARIUM

Stoccaggio

Micotossine nella filiera agro-alimentare

Produzione

Trasformazione

Mangimi - Latte

Consumatore

La contaminazione da micotossine avviene principalmente in campo e durante lo

stoccaggio, la loro presenza persiste in tutta la filiera agro-alimentare.

La FAO ha infatti stimato che il 25% delle derrate alimentari in tutto il mondo

sia affetto da contaminazione e che il loro numero sia in continuo aumento

Presenza di muffe

2003 Circolare 28/11/03, n°6 (GU 10/12/03)

Stabilisce i limiti di

Ocratossina A

nel cacao

La legislazione vigente

REG (CE) N°1881/2006 del 19/12/2006

Definisce i tenori massimi di alcuni contaminanti nei prodotti alimentari

REG (CE) N° 1126/2007 del 28/09/07 (modifica il REG CE

N. 1881/2006)

Modifica i valori di DON, ZEA e FUMO

1980 DPR 327

Definisce il metodo di campionamento ufficiale degli alimenti

2006 Regolamento (CE) n°1881/2006 del 19/12/2006

Definisce i tenori massimi di alcuni contaminanti nei prodotti alimentari

Entra in vigore dal 1 marzo 2007

Riguarda:

1. Nitrati

2.

Aflatossine

3.

Ocratossina A

4.

Patulina

5.

Deossinivalenolo

6.

Zearalenone

7.

Fumonisine

8.

Tossine T-2 e HT-2

(manca il valore)

9. Piombo

10. Cadmio

11. Mercurio

12. 3-Monocloro-1,2-propandiolo

13. Diossine

14. PCB

15. Idrocarburi Polociclici aromatici

-4.0

2.0

Cereali

-4.0

2.0

Cereali destinati alla cernita

-15.0

8.0

Arachidi, destinati alla cernita

10.0

4.0

10.0

-AF TOT µg/kg

0.05

-Latte

-5.0

Granoturco desinato alla cernita

-5.0

Frutta a guscio e frutta secca

destinati alla cernita

-2.0

Arachidi, frutta a guscio e frutta

secca destinati al consumo diretto

AFM1 µg/kg

AFB1 µg/kg

Prodotto

Regolamento CE 2147/2003

Limiti per Aflatossine

0,025

-Alimenti per lattanti e alimenti di

proseguimento compresi il latte per

lattanti e il latte di proseguimento

-AF TOT µg/kg

0,025

0,1

Alimenti dietetici a fini medici

speciali destinati in modo specifico ai

lattanti

-0,1

Alimenti per l’infanzia e alimenti a

base di cereali destinati a lattanti e

prima infanzia

AFM1 µg/kg

AFB1 µg/kg

Prodotto

0,5

Alimenti dietetici a fini medici

speciali destinati in modo specifico ai

0,5

Alimenti per l’infanzia e alimenti a

base di cereali destinati a lattanti e

prima infanzia

OTA µg/kg

Prodotto

Limiti per Baby Food

2.0

Vino e bevande a base di vino, succo d’uva e bevande che

contengono succo d’uva, mosto uva

10.0

Caffè solubile

5.0

Caffè tostato

10,0

Frutti essiccati della vite

3,0

Tutti i prodotti derivati dai cereali ( compresi i prodotti

lavorati a base di cereali destinati al consumo diretto)

5,0

Cereali non lavorati ( compreso il riso e il grano saraceno)

OTA µg/kg

Prodotto

Limiti per Ocratossina A

1250

Frazioni della molitura del granoturco di dimensioni < 500

micron…(FIORETTO e FUMETTO).

750

Frazioni della molitura del granoturco di dimensioni > 500

micron…(POLENTA BRAMATA).

750

Cereali destinati al consumo umano diretto, farina di cereali crusa e

germe come prodotto finito

500

Pane ( compresi prodotti da forno), prodotti della pasticceria e biscoteria,

merende a base di cereali e cereali per colazione

1750

Grano duro e avena non trasformati

200

Baby food a base cereali

750

Pasta secca

1750

Granoturco non trasformato ad eccezione di quello destinato a molitura ad

umido

1250

Cereali non trasformati diversi da grano duro, avena e granoturco

µg/kg

Prodotto

2000

Frazioni della molitura del granoturco di dimensioni < 500

micron…(FIORETTO e FUMETTO).

200

Alimenti a base di granoturco ed altri alimenti destinati ai

lattanti e ai bambini

800

Cereali da colazione e merende a base di granoturco

1000

Granoturco destinato al consumo umano diretto, prodotti a

base di granoturco destinati al consumo umano diretto,

eccetto i quelli indicati successivamente

1400

Frazioni della molitura del granoturco di dimensioni > 500

micron…(POLENTA BRAMATA).

4000

Granoturco non trasformato ad eccezione di quello destinato

alla molitura ad umido

Tenori massimi

in µg/kg

Prodotti alimentari

50

Pane, prodotti da forno e cereali da colazione esclusi quelli a base

granoturco

400

Olio di granoturco raffinato

20

Alimenti a base di granoturco destinati ai lattanti e ai bambini

20

Alimenti a base di cereali trasformati destinati ai lattanti e ai bambini

100

Granoturco destinato al consumo umano diretto, merende a base di

granoturco e cereali da colazione a base di granoturco

75

Cerali destinati al consumo umano diretto, farina di cereali,crusca e

germe destinati al consumo umano diretto, eccetto i quelli indicati

successivamente

350

Granoturco non trasformato ad eccezione di quello destinato a molitura

ad umido

100

Cereali non trasformati diversi dal granoturco

Tenori

massimi

in µg/kg

Prodotti alimentari

V° Forum Fusarium tossine DG SANCO UE gennaio2008

• Verrà considerata la definizione di un limite per le Tossine T-2 e

HT-2 dal 1° luglio 2008, sono necessari ancora dati sulla

contaminazione

Per T-2 e HT-2 è stata stabilita una una TDI temporanea pari a

TDI = 0.06 µg/kg per peso corporeo

• Revisione generale dei limiti delle

fusarium-

tossine nel 2009

• Sia per food che per feed si prevede una revisione dei metodi di

campionamento per grandi partite

• Necessità di metodi di analisi standardizzati e di metodi rapidi di

screening

• Micotossine da Alternaria sono attualmente allo studio perché

considerate emergenti e si conoscono pochi studi sulla loro tossicità

The World Mycotoxin Forum V° Conference 17-18 nov 2008

Proposte in discussione in EU

• Prorogata a

luglio 2009

la definizione di un limite per le Tossine T-2

e HT-2

• Discussione aperta tra CODEX (JEFCA) e EU (EFSA) per valutare i

nuovi limiti di legge per aflatossine B

₁

e TOT per mandorle,

nocciole e pistacchi (tree nuts). Il CODEX propone 15 µg/kg per

prodotti da processare e 10 µg/kg per prodotti pronti.

• EFSA sta valutando l’impatto sulla salute per limiti da 4, 8 e 10

µg/kg

• Contemporaneamente alla discussione sul limite si discute anche sul

campionamento: 20 kg in unico campione per prodotti da processare,

20 kg in due campioni da 10 kg per prodotti finiti

(

fonte relazione di Franz Verstaete EU Directorate-General for Health and Consumers

)

Situazione in Emilia Romagna

•Il controllo delle micotossine inizia negli anni ‘80

•Nell’estate 2003 si è avuta una emergenza AFB

₁

nel mais e AFM

₁

nel latte e quindi nel formaggio, in

tutta la Pianura Padana

•Dal 2004 il Servizio Veterinario e di Igiene

degli Alimenti della RER, in collaborazione con

l’Assessorato Agricoltura, le Aziende USL, l’IZS

e l’ARPA hanno intrapreso piani annuali di

sorveglianza e controllo, coinvolgendo anche gli

operatori del settore.

Laboratori coinvolti nelle analisi:

• ARPA Cereali e derivati,

frutta secca, semi oleaginosi,

vino, caffè, cacao, cioccolato,

erbe e spezie, succhi e puree

di frutta e gli alimenti per la

prima infanzia compreso il

latte

• IZS latte fresco,

formaggio, uova e mangimi

matrici

Aflatossine Ocratossina A Patulina

DON,

Zearalenone

Fumonisine

grano e derivati

X

X

mais e derivati

X

X

X

cereali per prima colazione

X

X

X

sfarinati integrali e biologici

X

X

frutta secca, semi oleaginosi,

preparati per gelati

X

spezie

X

caffè tostato e solubile

X

vini

X

succhi e puree di frutta

X

baby food latte in polvere

X (AFM1)

baby food a base di cereali

X

X

X

X

Quali integrazioni apportare nel prossimo piano

Ocratossina A:

• Uvetta - controllata in importazione da USMAF

• Paprika – metodo validato con JRC – manca il limite

• Prosciutto – metodo validato con ISS

Tricoteceni T2 e HT2

• Abbiamo iniziato a ricercarli sui cereali da prima

colazione per poter avere una raccolta dati prima

che esca il limite di legge

Micotossine in campioni di alimenti

Micotossine in campioni di alimenti

257

342

₃₃₆

345

374

452

5,8%

11,0%

3,0%

_2,3%

1,1%

0,5%

2003

2004

2005

2006

2007

2008

4

8

45

72

9

82

17

14

34

22

145

5

12

2

1

7

4

4

1

5

4

5

1

1

1

8

1

7

2

5

2

8

4

7

5

5

2

2

12

2

1

4

3

5

19

22

4

38

4

7

11

5

52

3

1

2

11

4

12

2

4

2

2

2

1

1

8

6

1

12

3

2

9

7

24

3

5

6

2

17

Totale campioni AUSL Regione ER 452

altri enti 13

12 %

29 %

9 %

82 %

4 %

48%

1 %

5 %

17

22

23

111

1a colazione

baby foods

farina mais

altri cereali

%

43

2

1

75

4

4

6

5

0

6

1

₀

0

50

100

2007

2008

2007

2008

frutta secca

semi oleaginosi

Erbe spezie

64

2

0

59

22

1

49

6

0

77

0

0

0

50

100

2005

2006

2007

2008

Inferiori al

L.R.

Positivi

Irregolari

15

1 0

19

2

0

8

2

0

8

3

0

17

3 2

32

1

3

34

5

0

29

1 0

0

10

20

30

40

2005

2006

2007

2008

2005

2006

2007

2008

Inferiori al L.R.

Positivi

Irregolari

Cacao e derivati

caffè

29

10

1

17

4

2

30

2

0

39

9

0

0

10

20

30

40

2005

2006

2007

2008

Campioni prelevati da USMAF RA/ lab ARPA RA

I campioni conferiti da USMAF nel 2008 sono stati 157:

•

semi oleaginosi

85 campioni

•

frutta secca/guscio 49 campioni

•

erbe/spezie

3 campioni

•

cereali/sfarinati

8 campioni

•

uva essiccata

9 campioni

•

caffè e derivati.

3 campioni

Le partite campionate con esito non regolare sono state

•

9 respinte (arachidi, pistacchi ed armelline)

Campioni prelevati da USMAF RA/ lab ARPA RA

10

15

20

25

30

35

40

45

nu

m

er

o

ca

m

pi

on

i

PISTACCHI

NC

C

0

50

100

150

200

250

300

nu

m

e

ro

c

am

pi

on

i

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2008

ARACHIDI

NC

Conf.

2 4 6 8 10 12 14 nu m e ro c am p io ni

FICHI

Campioni prelevati da USMAF RA/ lab ARPA RA

0

10

20

30

40

50

60

nu

m

er

o

ca

m

pi

on

i

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2008

NOCCIOLE

NC

C

• L’Acrilammide (2,3-Propenamide) è

l’ammide dell’acido acrilico.

• A temperatura ambiente è un solido

cristallino bianco, fonde a 84.5 °C e a

questa temperatura inizia la reazione di

polimerizzazione, è relativamente solubile

di acqua, acetone e alcoli.

Utilizzata come monomero nella produzione di

polimeri e co-polimeri idrosolubili impiegati come:

• flocculanti nel trattamento delle acque potabili

• principali costituenti della plastiche e delle

resine nell’industria tessile

• preparazione dei gel di elettroforesi

nell’industria petrolifera e nei laboratori di

ricerca ed analisi

Acrilammide: siti reattivi

Doppio legame coniugato

, reagisce con:

-SH

di cisteine, omocisteine e glutatione (GSH)

-NH

di lisine, istidine, e terminali proteiche

INTERAZIONE CON ENZIMI

INTERAZIONE CON PROTEINE FUNZIONALI

CREATINA CHINASI

ALDOLASI

GLICERALDEIDE FOSFATO DEIDROGENASI

ß-LATTOALBIMINA

BSA

O

C

NH

₂

CH

₂

CH

Gruppo amminico

primario

• L’Acrilammide è un forte agente NEUROTOSSICO ed

è classificato come “probabile cancerogeno” Gruppo

2A dallo IARC (Agenzia Internazionale Ricerca

Cancro).

• La cancerogenicità è stata dimostrata con studi a

lungo termine su ratto ma sono in corso studi

epidemiologici in grado di chiarire meglio l’entità del

rischio legato all’intake umano giornaliero..

• E’ stato provato che gli effetti di tossicità sono

amplificati da stati di stress ossidativi, carenze

nutrizionali e danni al fegato, tutti quadri in cui il

meccanismo

di

detossificazione

principale

Decreto Legge 2 febbraio 2001:

attuazione direttiva 98/53/CE

Valore limite permesso in acqua potabile di

acrilammide = 0.10 µg/L

Nell’Aprile del 2002 la National Food Authority

svedese ha lanciato l’allarme sulla presenza di

elevate concentrazioni di acrilammide in

prodotti a base di patate cotti ad alte

temperature.

Benché si conosca da molto tempo la tossicità di

questa molecola dovuta ad un’esposizione

occupazionale, le conoscenze sui meccanismi di

formazione nei cibi cotti devono essere

ancora chiarite

.

• Da evidenze sperimentali si è osservato che la cascata

di reazioni che porta alla formazione dell’acrilamide è

innescata dalla compresenza di proteine ad alto

contenuto di Asparagina e di amido.

Si è constatato che concorrono all’amplificazione del

fenomeno numerosi parametri:

• TEMPERATURA di cottura compresa tra 120 e 170 °C

• TEMPO lungo di cottura

• NATURA DELL’OLIO DI FRITTURA, sembra che

l’utilizzo di oli insaturi possa aumentare la possibilità

d’innesco della reazione.

• Sembra inoltre che la conservazione per 10 -15 gg in

frigo di alimenti precotto in atmosfera modificata

(pollo impanato) ne aumenti la concentrazione

ACRILAMIDE: fattori che ne influenzano la formazione

MATRICE:

cibi ricchi in

proteine contenenti ASPARGINA

(principale precursore)

CARBOIDRATI

NATURA E STATO DI OSSIDAZIONE DELL’OLIO DI FRITTURA

TEMPO DI COTTURA

Acrilammide: presenza in diverse matrici

1

<30

<30

<30

Birra

3

170-230

200

200

Caffè macinato

2

<50-100

75

75

Cioccolato in polvere

3

<50-70

50

50

Whisky

2

39-64

52

52

Crocchette e medaglioni di pollo

4

30-39

35

35

Crocchette e medaglioni di pesce

41

<30-162

30

50

Pane

7

34-416

167

218

Frumento, patate

29

<30-1346

150

298

Fiocchi di cereali

58

<30-3200

142

432

Biscotti, cracker, toast, pane di patate

19

<50-450

<50

112

Prodotti di panetteria

2

<30-42

36

36

Prodotti a base di pastella

39

<50-3500

330

537

Patate pronte da friggere

38

170-2287

1343

1312

Patatine fritte

NUMERO

DI

CAMPIONI

MINIMO-MASSIMO

MEDIANA

MEDIA

LIVELLI DI ACRILAMMIDE (µg/Kg)

MATRICE

Perché in particolare le patate?

• Le patate contengono molta asparagina

– 2-4,5 g/Kg sul peso fresco (10-20 g/Kg s.s.)

• Circa 100 volte di più della farina di frumento

– Lo stesso trattamento termico produce 100 volte

la quantità di acrilamide

– La crosta nera del pane: < 200 ppb di acrilammide

– La crosta nera della patata: 2000-10.000 ppb

• 1000 ppb di acrilammide nelle patate con la

conversione di solo 1‰ di asparagina

Acrilammide: campioni analizzati nel 2005

FONTE: A.R.P.A. Regione Emilia Romagna, Laboratorio Analisi Chimica degli Alimenti,

Campagna 2005.

14

<18 - 68,5

20,6

45,9

PATATE

SURGELATE

13

53,7 - 1737,2

152,9

514,7

PATATINE

FRITTE IN

BUSTA

NUMERO DI

CAMPIONI

MINIMO-MASSIMO

MEDIANA

MEDIA

LIVELLI DI ACRILAMIDE (µg/Kg)

MATRICE

Acrilammide: campioni analizzati nel 2006

14

<18 – 39.6

18.0

< 18.0

PRODOTTI DA

FORNO

8

< 18 - 628,2

145.1

304.6

PATATINE

FRITTE IN

BUSTA

NUMERO DI

CAMPIONI

MINIMO-MASSIMO

MEDIANA

MEDIA

LIVELLI DI ACRILAMIDE (µg/Kg)

MATRICE

Acrilammide: campioni analizzati nel 2007

8

< 18 – 81.0

21.3

33.64

PRODOTTI DA

FORNO

13

< 18 – 790.0

24.7

180.0

PATATINE

FRITTE IN

BUSTA

NUMERO DI

CAMPIONI

MINIMO-MASSIMO

MEDIANA

MEDIA

LIVELLI DI ACRILAMIDE (µg/Kg)

MATRICE

5

< 18 -61.1

< 18

20

PATATINE

PREFRITTE

SURGELATE

8

< 18 -60

< 18

< 18

ALTRI

ALIMENTI

19

< 18 -1913

625

653

PATATINE

FRITTE IN

BUSTA

NUMERO DI

CAMPIONI

MINIMO-MASSIMO

MEDIANA

MEDIA

LIVELLI DI ACRILAMIDE (µg/Kg)

MATRICE

Nel 2004 la US FDA ha trovato delle tracce di furano in alimenti

sottoposti a trattamento termico, conservati in contenitori di

metallo o vetro, alimenti per bambini quali latte, omogeneizzati,

pappe pronte a base di carne o vegetali, caffè ...

Il furano è stato riscontrato in numerose derrate alimentari

trasformate e riscaldate in quantità che variano da irrilevanti a

125 µg/kg. Nell'ambito di esperimenti su animali, questo

composto organico, molto volatile e insolubile nell'acqua, è

all'origine

di

tumori,

presumibilmente

a

causa

del

danneggiamento del materiale genetico (tossicità genetica).

Dati disponibili sulla tossicità sono solo su animali, ma IARC

classifica al momento il FURANO in gruppo 2b

“agente potenzialmente cancerogeno per l’uomo”

Background

Raccomandazione 2007/196/CE

La raccomandazione 2007/196/CE del 27

marzo 2007 prevedeva un piano di

campionamento di prodotti alimentari per

il 2007 e il 2008, allo scopo di valutare il

livello di contaminazione degli alimenti

confezionati e sottoposti a trattamento

termico, in analogia alla campagna svolta

nel 2004 dal Food and Drug

Administration (FDA).

La citata raccomandazione prevedeva

inoltre il proseguimento della raccolta dei

dati anche negli anni successivi.

• Chemicals for which investigations are ongoing:

•

Acrylamide

(New development - CIAA

'toolbox'

guidance on

ways to lower acrylamide and short sector specific brochures for

food business operators) Updated 17-02-2009

On 3 May 2007 the Commission adopted a

Recommendation on

the monitoring of acrylamide levels in food

. Acrylamide data

following this monitoring recommendation are currently being

collected by EFSA.

• Furan –

has been identified in a number of foodstuffs that

undergo heat treatment such as canned and jarred foodstuffs. A

report

on provisional findings on furan in food has been compiled

by EFSA. EFSA is currently collecting more data on furan .e.g. on

its mode of formation, levels in food and toxicity. On March 2007

the Commission adopted a

Recommendation on the monitoring of

the presence of furan in foodstuffs

. Furan data following this

monitoring recommendation are currently being collected by

EFSA.

Piani di campionamento per la

ricerca di acrilammide e furano in

alimenti anno 2009

La raccomandazione 2007/331/Ce del 3 maggio 2007 prevede le seguenti

categorie di

prodotti da campionare:

• patate fritte a bastoncino - french fries, pronte per il consumo

• patate fritte chips

• patate fritte a bastoncino - french fries, di tipo precotto destinate alla

cottura domestica

• pane

• cereali per la prima colazione

• biscotti compresi quelli per lattanti

• caffè torrefatto

• alimenti in vasetto per la prima infanzia ( a base di patate ecc.)

• alimenti a base di cereali per la prima infanzia

• altri prodotti

La raccomandazione 2007/196/CE prevedeva un piano di

campionamento di prodotti alimentari per il 2007 e il

2008, oltre al proseguimento della raccolta dei dati

anche negli anni successivi.

Il piano di campionamento per il 2009 è su:

• Latte liquido per la prima infanzia in barattolo, in brique o

in bottiglia

• Omogeneizzati di frutta e verdura

• Omogeneizzati di carne

• Succhi di frutta

• Marmellate

• Caffè

AUSL coinvolte: Forlì, Cesena, Ravenna e Rimini