Contaminanti chimici emergenti: micotossine, acrilammide e furano

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1 Contaminanti chimici emergenti: micotossine, acrilammide e furano Cecilia Bergamini cbergamini@arpa.emr.it Bologna 22 giugno 2009 Sala Auditorium Regione Emilia Romagna

2 MICOTOSSINE

3 Micotossine Sono una famiglia di oltre 100 molecole prodotte principalmente da funghi dei generi: ASPERGILLUS, PENICILLUM e FUSARIUM Micotossina Aflatossina B1 Aflatossina M1 Ocratossina A Fumonisina B1 Patulina Tricoteceni (T2 e HT2) Zearalenone Ergotina (IARC Gruppo 1) cancerogeno, epatotossico, immunosoppressore (IARC Gruppo 2B) possibile cancerogeno Nefrotossoco, teratogeno, immunosoppressore, cancerogeno (IARC Gruppo 2B) possibile cancerogeno, neurotossico, citotossico Mutagena, embriotossica, immunotossica (IARC Gruppo 3) Immunosoppressore, dermatotossico, emorragico Estrogenosimile Neurotossico Effetto tossico

4 Micotossine nella filiera agro-alimentare Produzione Trasformazione Mangimi - Latte Presenza di muffe Clima caldo / umido Stoccaggio 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 anche a causa dei cambiamenti climatici.

5 La legislazione vigente 2003 Circolare 28/11/03, n 6 (GU 10/12/03) Stabilisce i limiti di Ocratossina A nel cacao 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 REG (CE) N 401/2006 della Commissione Relativo ai metodi di campionamento e analisi per il controllo ufficiale dei tenori di micotossine nei prodotti alimentati

6 La legislazione vigente 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 Monocloro-1,2-propandiolo 13. Diossine 14. PCB 15. Idrocarburi Polociclici aromatici

7 Regolamento (CE) n 1881/2006 del 19/12/2006 Regolamento CE 2147/2003 Limiti per Aflatossine Prodotto AFB1 µg/kg AF TOT µg/kg AFM1 µg/kg Arachidi, frutta a guscio e frutta secca destinati al consumo diretto Arachidi, destinati alla cernita Frutta a guscio e frutta secca destinati alla cernita Cereali Cereali destinati alla cernita Granoturco desinato alla cernita Latte Spezie

8 Regolamento (CE) n 1881/2006 del 19/12/2006 Limiti per Baby Food Prodotto AFB1 µg/kg AF TOT µg/kg AFM1 µg/kg Alimenti per l infanzia e alimenti a base di cereali destinati a lattanti e prima infanzia 0,1 - - Alimenti per lattanti e alimenti di proseguimento compresi il latte per lattanti e il latte di proseguimento - - 0,025 Alimenti dietetici a fini medici speciali destinati in modo specifico ai lattanti 0,1-0,025 Prodotto OTA µg/kg Alimenti per l infanzia e alimenti a base di cereali destinati a lattanti e prima infanzia 0,5 Alimenti dietetici a fini medici speciali destinati in modo specifico ai lattanti 0,5

9 Regolamento (CE) n 1881/2006 del 19/12/2006 Limiti per Ocratossina A Prodotto OTA µg/kg Cereali non lavorati ( compreso il riso e il grano saraceno) Tutti i prodotti derivati dai cereali ( compresi i prodotti lavorati a base di cereali destinati al consumo diretto) Frutti essiccati della vite 5,0 3,0 10,0 Caffè tostato 5.0 Caffè solubile Vino e bevande a base di vino, succo d uva e bevande che contengono succo d uva, mosto uva Alimenti per bambini, per lattanti e dietetici

10 Deossinivalenolo (Reg 1126/2007) Prodotto µg/kg Cereali non trasformati diversi da grano duro, avena e granoturco Grano duro e avena non trasformati Granoturco non trasformato ad eccezione di quello destinato a molitura ad umido Cereali destinati al consumo umano diretto, farina di cereali crusa e germe come prodotto finito Pane ( compresi prodotti da forno), prodotti della pasticceria e biscoteria, merende a base di cereali e cereali per colazione Pasta secca Baby food a base cereali Frazioni della molitura del granoturco di dimensioni > 500 micron (POLENTA BRAMATA). Frazioni della molitura del granoturco di dimensioni < 500 micron (FIORETTO e FUMETTO)

11 Fumonisine B1+B2 (Reg 1126/2007) Prodotti alimentari Granoturco non trasformato ad eccezione di quello destinato alla molitura ad umido Granoturco destinato al consumo umano diretto, prodotti a base di granoturco destinati al consumo umano diretto, eccetto i quelli indicati successivamente Cereali da colazione e merende a base di granoturco Alimenti a base di granoturco ed altri alimenti destinati ai lattanti e ai bambini Frazioni della molitura del granoturco di dimensioni > 500 micron (POLENTA BRAMATA). Frazioni della molitura del granoturco di dimensioni < 500 micron (FIORETTO e FUMETTO). Tenori massimi in µg/kg

12 Zearalenone (Reg 1126/2007) Olio di granoturco raffinato Prodotti alimentari Cereali non trasformati diversi dal granoturco Granoturco non trasformato ad eccezione di quello destinato a molitura ad umido Cerali destinati al consumo umano diretto, farina di cereali,crusca e germe destinati al consumo umano diretto, eccetto i quelli indicati successivamente Pane, prodotti da forno e cereali da colazione esclusi quelli a base granoturco Granoturco destinato al consumo umano diretto, merende a base di granoturco e cereali da colazione a base di granoturco Alimenti a base di cereali trasformati destinati ai lattanti e ai bambini Alimenti a base di granoturco destinati ai lattanti e ai bambini Tenori massimi in µg/kg

13 Cosa sta cambiando? 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

14 Cosa sta cambiando? The World Mycotoxin Forum V Conference 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)

15 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.

16 Sistema regionale di sorveglianza per la presenza di micotossine 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

17 Programma campionamenti Prodotti vegetali e derivati 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 misti X X X X

18 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

19 Micotossine in campioni di alimenti ,0% ,8% ,0% 2,3% 0,5% 1,1% N campioni % irregolari

20 Piano regionale micotossine alimenti vegetali anno 2008 CEREALI E SFARINATI CEREALI 1 a INFANZIA SUCCHI E PUREE DI FRUTTA SUCCHI E PUREE 1a INFANZIA LATTE 1a INFANZIA FRUTTA SECCA E PASTE PER GELATI CACAO E DERIVAT I VINO CAFFE' SPEZIE ERBE PIACENZ A PARMA REGGIO E MODENA BOLOGNA IMOLA FERRARA RAVENNA FORLI CESENA 5 1 FO-CS RIMINI totale ausl Totale campioni AUSL Regione ER 452 altri enti 13 Totale campioni analizzati 465 Campioni previsti a piano regionale 432

21 Micotossine in cereali % % % % % 9 % 4 % 1 % 5 % a colazione baby foods farina mais altri cereali Totale 173 campioni 2008 Afs OTA ZON DON FB1+FB2

22 Aflatossine B1, B2, G1, G frutta secca semi oleaginosi Erbe spezie Inferiori al L.R. Positivi Irregolari

23 Ocratossina A nel vino Inferiori al L.R. Positivi Irregolari

24 Ocratossina A nel cacao e derivati, caffè Inferiori al L.R. Positivi Irregolari Cacao e derivati caffè

25 Patulina in succhi e puree < 2.0 µg/kg > 2,0-50 µg/kg > 50 µg/kg

26 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) 19 destinati a cernita (arachidi, fichi e nocciole)

27 Campioni prelevati da USMAF RA/ lab ARPA RA ARACHIDI numero campioni NC Conf PISTACCHI numero campioni NC C

28 Campioni prelevati da USMAF RA/ lab ARPA RA NOCCIOLE numero campioni NC C FICHI numero campioni NC Conf

29 ACRILAMMIDE

30 Cos è l ACRILAMMIDE? 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.

31 Uso dell ACRILAMMIDE? 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

32 Acrilammide: siti reattivi O CH 2 CH C NH 2 Doppio legame coniugato, reagisce con: -SH di cisteine, omocisteine e glutatione (GSH) -NH di lisine, istidine, e terminali proteiche INTERAZIONE CON ENZIMI CREATINA CHINASI ALDOLASI GLICERALDEIDE FOSFATO DEIDROGENASI Gruppo amminico primario INTERAZIONE CON PROTEINE FUNZIONALI ß-LATTOALBIMINA BSA EMOGLOBINA

33 Tossicologia e rischi per la salute 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 dell acrilamide da parte dell organismo risulta rallentato.

34 ACQUE POTABILI Decreto Legge 2 febbraio 2001: attuazione direttiva 98/53/CE Valore limite permesso in acqua potabile di acrilammide = 0.10 µg/l

35 ALIMENTI 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.

36 Come e dove si forma? 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 gg in frigo di alimenti precotto in atmosfera modificata (pollo impanato) ne aumenti la concentrazione

37 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 TEMPERATURA DI COTTURA: range ottimale di formazione: C ph: in ambiente basico (ph circa 8) la reazione di formazione è favorita

38 Acrilammide: presenza in diverse matrici MATRICE Patatine fritte Patate pronte da friggere Prodotti a base di pastella Prodotti di panetteria Biscotti, cracker, toast, pane di patate Fiocchi di cereali Frumento, patate Pane Crocchette e medaglioni di pesce Crocchette e medaglioni di pollo Whisky Cioccolato in polvere Caffè macinato Birra LIVELLI DI ACRILAMMIDE (µg/kg) MEDIA <30 MEDIANA < <30 MINIMO- MASSIMO < <30-42 < < < < <50-70 < <30 NUMERO DI CAMPIONI FONTE: WHO 2002; Indagine condotta in Norvegia, Svezia, Svizzera, Inghilterra e USA.

39 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: ppb 1000 ppb di acrilammide nelle patate con la conversione di solo 1 di asparagina

40 Acrilammide: campioni analizzati nel 2005 MATRICE LIVELLI DI ACRILAMIDE (µg/kg) MEDIA MEDIANA MINIMO- MASSIMO NUMERO DI CAMPIONI PATATINE FRITTE IN BUSTA 514,7 152,9 53,7-1737,2 13 PATATE SURGELATE 45,9 20,6 <18-68,5 14 FONTE: A.R.P.A. Regione Emilia Romagna, Laboratorio Analisi Chimica degli Alimenti, Campagna 2005.

41 Acrilammide: campioni analizzati nel 2006 MATRICE LIVELLI DI ACRILAMIDE (µg/kg) MEDIA MEDIANA MINIMO- MASSIMO NUMERO DI CAMPIONI PATATINE FRITTE IN BUSTA < ,2 8 PRODOTTI DA FORNO < <

42 Acrilammide: campioni analizzati nel 2007 MATRICE LIVELLI DI ACRILAMIDE (µg/kg) MEDIA MEDIANA MINIMO- MASSIMO NUMERO DI CAMPIONI PATATINE FRITTE IN BUSTA < PRODOTTI DA FORNO <

43 Acrilammide: campioni analizzati nel 2008 MATRICE MEDIA LIVELLI DI ACRILAMIDE (µg/kg) MEDIANA MINIMO- MASSIMO NUMERO DI CAMPIONI PATATINE FRITTE IN BUSTA < CAMPIONE NEGATIVO PATATINE PREFRITTE SURGELATE 20 < 18 < ALTRI ALIMENTI < 18 < 18 <

44 FURANO

45 Background 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

46 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.

47 Food & Feed Safety (UE) panel Contaminats 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 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.

48 Piani di campionamento per la ricerca di acrilammide e furano in alimenti anno 2009

49 ACRILAMMIDE 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 AUSL coinvolte: Bologna circa 20 campioni

50 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 FURANO AUSL coinvolte: Forlì, Cesena, Ravenna e Rimini

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