WORKSHOP Focus su sicurezza d uso e nutrizionale degli alimenti

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1 WORKSHOP Focus su sicurezza d uso e nutrizionale degli alimenti Metodologie tradizionali ed innovative per la valutazione dell esposizione alle micotossine Carlo Brera ISS - Centro Nazionale per la Qualità degli Alimenti e per i Rischi Alimentari - Reparto OGM e Xenobiotici di origine fungina Roma, Novembre 2005

2 Definizione La valutazione dell esposizione, come parte della valutazione del rischio, è definita come la valutazione qualitativa e/o quantitativa della probabile assunzione di agenti biologici, chimici o fisici attraverso il consumo di alimenti così come quella derivante da altre fonti (inalazione) (WHO, 1997)

3 Approcci per la valutazione della Deterministico esposizione point-estimates - ottenuta attraverso la raccolta di singoli livelli di concentrazione o di livelli medi sia degli analiti che dei dati sui consumi. Probabilistico Valutazione della probabilità della distribuzione dei parametri di esposizione potenzialmente in grado di influenzare l esposizione, prendendo in considerazione l incertezza e le variabilità dei parametri

4 Single point method Probabilistic method Improved consumption data quality Model diets Best quality, least uncertainty and greatest cost Regional diets First estimate National diets Household and individual diets Methods used for estimating exposure As consumed levels Best estimate Monitored levels Maximum levels in standards Least quality, greatest uncertainty and least cost Improved residue data quality

5 L algoritmo della esposizione Indipendentemente dagli aspetti legati a valutazioni sugli aspetti acuti e/o cronici ed al modello utilizzato per la sua valutazione, l esposizione è un apparente semplice funzione della quantità di alimento consumato e della concentrazione della sostanza tossica nell alimento stesso secondo la seguente formula: Esposizione = Quantità dell alimento consumato X livello di concentrazione dell analita Peso corporeo

6 Strumenti utilizzati dalla Unione Europea per la valutazione dell esposizione delle micotossine Scientific CO-OPeration on questions relating to Food SCOOP tasks

7 DIRETTIVA del Consiglio 93/5/EEC Il razionale di ciascuna task è di procurare una informazione armonizzata ed attendibile disponibile per la Commissione per la gestione delle problematiche correlate ai prodotti alimentari

8 Tasks sulle micotossine Assessment of the dietary intake by the population in EU Member State Aflatossine - Completata (1995) Ocratossina A - Completata (1996) Ocratossina A - Completata (2002) FusarioTossine - Completata (2003) Patulina - Completata (2003)

9 Obiettivi delle Tasks Procurare una descrizione, armonizzata a livello Europeo, dello stato di contaminazione delle micotossine negli alimenti in ciascun Stato Membro Ottenere informazioni sulla incidenza di contaminazione delle micotossine sia nelle materie prime sia nei prodotti trasformati Valutare l assunzione con la dieta in relazione alle categorie alimentari Valutare la migliore stima della assunzione totale con la dieta da alimenti e bevande in ciascun Stato Membro Valutare le assunzioni per particolari gruppi di popolazione (forti consumatori, bambini, intera popolazione, etc.). Paragonare l assunzione totale con quella calcolata, ove possibile, dalla estrapolazione dei calcoli effettuali sui fluidi biologici

10 SCOOP Task Figure 18 Contribution of each food commodity to the mean European total dietary intake of OA* *Consumption data related to consumers only were employed for France Norway and Sweden 13% 10% 8% 50% 1% 3% 4% 5% 6% Cereals Wine Coffee Spices Others Beer Cocoa Dried fruits Meat

11 Valutazione della esposizione alla patulina (ng/kg pc/g) - SCOOP Task PMTDI = 400 ng/kgpc/g Succo di frutta Purea di frutta Prodotti per l infanzia Frutta fresca Totale Popolazione Succhi e purea Frutta fresca Succhi e purea Consumatori Frutta fresca

12 Progetti recenti Valutazione della esposizione della popolazione italiana alla Fumonisina B1: uno studio di dieta totale Valutazione dell esposizione da ocratossina A in campioni di siero di donatori sani Valutazione della esposizione alle micotossine nei posti di lavoro SAFE FOODS ( ) Progetto Integrato (VI FP) Quantitative risk assessment of combined exposure to food contaminants (mycotoxins) and natural toxins. Aflatossine - Ocratossina A - Patulina - Fusariotossine

14 VALUTAZIONE DELL ESPOSIZIONE MEDIANTE L ALIMENTAZIONE Linee guida rganizzazione ondiale anità Singoli Alimenti Porzioni in Duplicato Assunzione Giornaliera (dietary intake) Incidenza contaminazione x consumo alimentare giornaliero/pc Porzione duplicata del pasto consumato (solo per piccoli gruppi di popolazione) Dieta Totale Su materie prime alimentari (quando la (contaminazione interessa uno o due prodotti) Paniere della spesa (market basket) - Riproduce la dieta totale di un gruppo di consumatori - Alimenti nella forma in cui vengono consumati - Alimenti analizzabili individualmente o in modo aggregato

15 MATRICE o CATEGORIA ALIMENTARE CODICE MATRICE NUMERO DI MARCHE PRELEVATE Punto Vendita "A" Punto Vendita B Punto Vendita "C" Campionamento BIRRA CHIARA A BIRRA SCURA E ROSSA B BIRRA ANALCOLICA C MAIS DOLCE D FIOCCHI DI MAIS E FARINA PER POLENTA F FAGIOLI G PISELLI H MUESLI E CEREALI I MISTI ORZO L RISO M CIOCCOLATO E N CIOCCOLATINI CACAO PER PRIMA O COLAZIONE CACAO IN POLVERE P CREME CON CACAO Q CREME DESSERT BUDINI R CATEGORIE ALIMENTARI E RELATIVO NUMERO DI MARCHE PRELEVATE MERENDINE AL CACAO S

16 Principali risultati Il maggior contributo all esposizione della popolazione italiana alla FB 1 è stato apportato dalle matrici: - Farina per polenta - Birra chiara Il contributo della matrice acqua potabile è risultato essere nullo Tra la popolazione la fascia di età più esposta è risultata essere quella degli adulti (18-64anni) perché maggiori consumatori delle matrici interessate dalla contaminazione da FB 1 La stagione in cui si è rilevata una esposizione maggiore è risultata essere l inverno L area geografica italiana più esposta è risultata essere il Nord Ovest

17 La stima dell esposizione alla FB 1 condotto con metodologia Dieta Totale sulla popolazione italiana è risultata essere comunque ben al di sotto del valore di TDI (2µg/Kgpc/die) Sicurezza d uso delle derrate alimentari I cereali si confermano essere le matrici alimentari maggiormente interessate dalla contaminazione da FB 1 I bassi contributi apportati dai prodotti a base di cacao sono interessanti in quanto non costituiscono un rischio per la fascia di consumatori alquanto critica quale quella dei bambini L efficienza dei metodi di analisi verificati sulle matrici presenti nel paniere ha fornito parametri conformi alle indicazioni della normativa CEN (Standard 35035)

18 Food Member State Corn Corn fractions Corn derived products Cereal products Millet Rice Others Sum of dietary intake (ng/kg bw/d) Population Consumers Italy - POPULATION 21,20 24,90 0,60 46,7 Italy - CONSUMERS 314,65 194,65 7,40 516,7 Dati di esposizione alla FB 1 provenienti della SCOOP Task (2003) Esposizione della popolazione italiana = 46.7 ng/kgpc/die ALIMENTO POPOLAZIONE TOTALE esposizione Esposizione media 95 percentile µg/kgpc/die µg/kgpc/die RISO 0,0000 0,0000 MAIS 0,0000 0,0000 ORZO 0,0001 0,0000 FARINA PER POLENTA 0,0388 0,3238 FIOCCHI DI MAIS 0,0022 0,0000 MUESLI E CEREALI MISTI 0,0001 0,0000 FAGIOLI IN SCATOLA 0,0000 0,0000 CIOCCOLATO E CIOCCOLATINI 0,0004 0,0027 CACAO IN POLVERE 0,0004 0,0002 CREME CON CACAO 0,0000 0,0000 CACAO PER PRIMA COLAZIONE 0,0000 0,0000 MERENDINE A BASE DI CACAO 0,0002 0,0004 CREME, DESSERT, BUDINI 0,0007 0,0031 BIRRA CHIARA 0,0115 0,0604 BIRRA SCURA E ROSSA 0,0000 0,0000 BIRRA ANALCOLICA 0,0000 0,0000 PISELLI CONSERVATI 0,0000 0,0000 Dieta Totale 0,0542 (54.2) 0,3904 (390.4) Stesso ordine di grandezza Dati di esposizione alla FB 1 provenienti dallo studio condotto con metodologia Dieta Totale Esposizione della popolazione italiana = 54.2 ng/kgpc/die

19 Confronto dei valori di esposizione relativi alla Dieta Totale con il valore di TDI (2µg/Kgpc/die) 95 percentile media TDI Nord-Ovest Nord-Est Centro Sud e Isole Bambini Adolescenti Adulti Anziani Primavera Estate Autunno Inverno popolazione totale area età stagione. µg/kgpc/die

21 COLLETTIVO CAMPIONARIO Donatori sani di sesso maschile da 4 centri trasfusionali: Verona Firenze Benevento Lecce Collettivo campionario: 690

22 SCHEDA ALIMENTARE DATI SENSIBILI anagrafici peso professione e titolo di studio stato civile stato di salute e fumatori DATI ALIMENTARI quanto spesso? (giorno/settimana/mese) tipo di alimento quantità in grammi RIORGANIZZAZIONE le risposte sono state semplificate in: Sempre spesso raramente mai

23 METODO (Breitholtz et al., modificato) ESTRAZIONE: 2 ml SIERO + 10 ml soluz. 0.1M Cl 2 Mg 0.05M HCl (ph=2) + 8 ml AcEt in centrifuga 10000RPM 2 ml surnatante a secco sotto flusso di N 2 CLEAN-UP: Ripreso con 1 ml F.M. Passato su filtro a siringa (Ø 25mm, porosità 0.45, volume 1ml) HPLC: F.M. AcCN:H 2 O* 50:50 (v/v) *acidulata al 2% con Ac. Acetico Flusso 1 ml/min Spettrofluorimetro: λ ex = 333 nm; λ em = 470 nm LOD=0.1 µg/l FR=95%

24 Valori medi di concentrazione di OTA nei sieri: NORD-VERONA 1.1 µg/l CENTRO-FIRENZE 1.1 µg/l SUD-BENEVENTO/LECCE 0.62 µg/l BENEVENTO 0.6 µg/l LECCE 0.77 µg/l

25 Campioni<LOD: 9/ % Lecce 6/90 6.7% Benevento 3/ %

26 VALUTAZIONE ESPOSIZIONE Per correlare il livello di concentrazione di OTA trovato nel siero con la TDI (Tolerable Daily Intake - 5 ng/kg p.c.) Equazione di Klassen Con: K 0 = Cl p x C p A -K 0 = assunzione continua (ng/kg p.c./die) -Cl p = Clearance plasmatica (70 kg p.c.) -C p = OTA ng/ml - A= OTA libera nel sangue: 50%

27 NORD-VERONA K 0 = 2.1 ng/kg p.c./die 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 VR 413 VR 417 VR 418 VR 423 VR 439 VR 455 VR 461 VR 474 VR 490 VR 519 VR 538 VR 552 VR 556 VR 581 Campioni Campioni sopra la TDI = 7.0% (14 su 200)

28 CENTRO-FIRENZE K 0 = 2.1 ng/kg p.c./die 55,00 50,00 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 FI 207 FI 212 FI 253 FI 258 FI 274 FI 297 FI 302 FI 314 FI 326 FI 328 FI 376 Campioni Campioni sopra la TDI = 5.5% (11 su 200)

29 SUD-BENEVENTO/LECCE K 0 = 1.2 ng/kg p.c./die 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 bn 051 bn 074 bn 118 bn 148 bn 150 le 637 le 661 le 669 le 672 le 682 Campioni Campioni sopra la TDI = 3.5% (10 su 290)

30 SUD BENEVENTO Campioni sopra la TDI 2.5% (5 su 200) K 0 = 1.1 ng/kg p.c./die LECCE Campioni sopra la TDI 5.6% (5 su 90) K 0 = 1.5 ng/kg p.c./die

31 CONCLUSIONI (1) TDI=5 ng/kg p.c. 2.1; 2.1;1.2 ng/kg p.c./die Campioni sopra la TDI 7.0%, 5.5%; 3.5% Superamento elevato della TDI in alcuni casi Collettivo campionario particolare: donatori sani Campioni<LOD: 9/ %

32 CONCLUSIONI (2) La situazione più critica risulta quella del NORD-VERONA: Forte contaminazione di OTA (>3.0 µg/l) Campioni sopra la TDI = 7.0% (14 su 200) K 0 = 2.1 ng/kg p.c. SECONDO STUDIO Nord - Verona - Nord Est

34 Scopo: (1) Valutare la presenza delle micotossine (AFs e OTA) nelle polveri aerodisperse di cacao, spezie e caffè, attraverso l impiego di una metodologia per HPLC; (2) Valutare in modo comparativo l esposizione di gruppi di lavoratori Numero di campioni di polveri: 44 Numero di campioni di siero: 10 Siti di campionamento: porto di Livorno Risultati ottenuti Campionamento: le polveri sono state campionate attraverso l uso di maschere applicate all altezza del viso degli operatori investigati (scarico merci, direzione, etc.); i campioni di aria attraverso trappole opportunasmente dislocate in vari punti delle aree del porto; I sieri sono stati campionati solo a chi ha accettato di sottoporsi al prelievo Livelli riscontrati: Polveri: LR-0.08 ng per le aflatossine; LR-5,5 ng per l OTA Aria: ng/m 3 ; ng/m 3 per l AFB 1, AFB 2 e AFG 1 ; ng/m 3 per l AFG 2 Sieri: ng/ml. I livelli riscontrati hanno mostrato sia un aumento fino a 5 volte del livello medio di OTA rispetto alla popolazione italiana sia differenze interne ai gruppi di operatori selezionati con un aumento di circa 3 volte negli operatori a diretto contatto con lo scarico delle merci. Sulla base dei risultati ottenuti si può verosimilmente dedurre che le micotossine possono raggiungere l uomo anche per via inalatoria

36 Obiettivi Caratterizzare il rischio (margine di esposizione) esposizione: livelli di assunzione di una sostanza tossica in una popolazione (LE) effetto: il livello che può recare un effetto tossico critico (DEC) attraverso un modelling dell effetto Calcolo del margine di esposizione DEC/LE Quantificare il rischio Per quantificare il margine tra l esposizione e l effetto delle varie micotossine Per paragonare il rischio tra le differenti micotossine e fra micotossine ed altri composti tossici Per cumulare i rischi tra le differenti micotossine (effetto sinergico)

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38 Progetti futuri Ocratossina A Determinanti micotici occasionalmente presenti nelle uve (MiPAF, ) (etilisti, studenti) Ocratossina A Follow-up del Progetto EPIC sulla contaminazione da OTA nei sieri (2006)

39 Carlo Brera Istituto Superiore di Sanità Centro Nazionale per la Qualità degli Alimenti e per i Rischi Alimentari Reparto OGM e Xenobiotici di origine fungina Tel. e Fax carlo.brera@iss.it