Capítulo 7 - Toxicologia dos Alimentos

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Capítulo 7 - 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 estas 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. Estas ocorrências impactam
negativamente o metabolismo normal do ser vivo. E isto 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 estas 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-. Esta substância interfere no metabolismo de absorção de iodo. Como conseqüência
em humanos há o favorecimento do desenvolvimento do bócio.
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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 desta substância.
Oxalatos – são sais resultantes de reações químicas do ácido oxálico associado ao
potássio e sódio, formando sais hidrossolúveis, ou ao cálcio formando sais nãohidrossolúveis 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 destes 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. Estas substâncias são fermentadas por
bactérias anaeróbicas levando a produção de gases como: dióxido de carbono, hidrogênio
e metano. Estes gases causam diarréias, ruídos intestinais, cólicas e a ejeção de gases
retais. Estudos demonstram que isto 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 (uso de praguicidas e
quimoterapêuticos veterinários); ou (ii) da contaminação do alimento por componentes da
embalagem durante o período de armazenagem.
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- Produção de toxinas por microrganismos
Incontrolável
- Geração de compostos tóxicos nos alimentos
- Incorporação de metais tóxicos
Contaminação
Direta
Dosagens excessivas de aditivos
Toxicologia em
Alimentos
- Promotores de crescimento
Contaminação
Inditreta
- Quimoterapêuticos veterinários
- Praguicidas
- Incorporação de compostos das embalagens
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 esta 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 deste 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. Estas 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
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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, desta 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.
Isto 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. Esta 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 estas substâncias
originam de reações químicas denominada nitrosação. Este 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: (i) no ar na forma de óxido
de nitrogênio NxOy, (ii) no organismo como nitrito endógeno, ou (iii) como aditivo intencional
em alimentos (nitrito de sódio ou de potássio) para evitar a proliferação da bactéria
Clostridium botulinum e a oxidação do alimento, (iv) como adjuvante do processamento em
alimentos, ex. nitratos e nitritos utilizados na defumação de carnes e peixes, (v) nitritos
originados da ação de microrganismos presentes nos alimentos, (vi) a partir do processo
de secagem em que o ar aquecido apresenta NO que pode ser assimilado pelo produto –
ex. malte utilizado na fabricação de cervejas.
Os efeitos das nitrosaminas e nitrosamidas no organismo humano são muito
discutíveis. Existem pesquisa para estabelecer os índices de toxidade (LMP, IDA ou ISA)
para compostos N-nitrosos. O que é conhecido são níveis de DL50 via oral para ratos.
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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
o arsênio, cadmo, mercúrio e o 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 o que favorece 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 nesta categoria
substâncias tais como: sal, açúcar, condimentos e os aditivos nutricionais (vitaminas, iodeto
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 destes 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 destas pode também ocorrer à contaminação do alimento devido a
absorção de componentes da embalagem.
a) Promotores de crescimento
Enquadram nesta categoria substâncias principalmente administradas a animais
visando o rápido crescimento e ganho de peso. Dentre estas 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 destas aves destas aves apresentam altas
concentrações de terramicina e quando as fezes 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.
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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 estas 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 destes 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. Estas 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