Pericoli chimici e fisici negli alimenti All matter, including our own bodies, is made up of chemicals. While all chemicals have some inherent toxicity, most are not present at high enough levels to pose a threat to human health. Some potentially hazardous chemicals are man-made; others are produced by natural processes. Human exposure to chemicals can occur through inhalation, dermal absorption and, of course, ingestion in food and drinking water; some chemicals (e.g. lead) have multiple exposure paths. In this unit we will look at chemicals present in the food supply which may pose risks for human health, as well as those that can be used safely.

Percezione del pericolo chimico negli alimenti Do you see a vase or two faces? Perception is often very subjective. Public perception of chemical hazards is a case in point. Many people see chemical contaminants in food as a major health hazard. In fact, although mass poisonings have occurred, the risk of an acute chemical intoxication is very small. Foodborne diseases caused by biological contaminants are much more common. Nevertheless, consumers tend to over-emphasize the threat of chemicals to health. According to behaviourists, this is due not to objective risk but to factors such as dread of outcome, likely fatality, unfamiliarity, the perception that the risk is uncontrollable and unfair, and perceived likelihood of catastrophe. It is important to keep this in mind, especially when communicating to the public and the media. This chapter will discuss the potential hazards of chemicals in food and assess the risk they pose.

Pericoli chimici negli alimenti

Pericoli chimici negli alimenti Tossicità acuta: insieme di manifestazioni indesiderate che si verificano immediatamente, o al più entro pochi giorni, dopo una singola somministrazione della sostanza in esame. Test in vivo: su animali di laboratorio aumentando progressivamente la dose fino a provocare la morte del 50% degli animali stessi (DL50 in mg/Kg di peso corporeo). Test in vitro: es. test della Drosophila, test di Ames, pol test Importanti: Struttura chimica (la relazione struttura-attività è un buon elemento di previsione – es. nitrosamine, aromatici policiclici) Metabolismo: La metabolizzazione può trasformare una molecola in un costituente dell’organismo, in energia, oppure detossificarla o attivarla trasformandola in un prodotto intermedio reattivo (enzimi intracellulari, extracellulari o enzimi della microflora del tratto intestinale) Valutazione di scarso interesse per al popolazione generale, ma se una molecola ha un’elevata tossicità (DL 50 ordine dei microg/Kg di peso corporeo) non è opportuno fare ulteriori prove

Pericoli chimici negli alimenti Tossicità cronica Esperimenti con somministrazione orale giornaliera su animali di laboratorio, roditori e non, finalizzata a verificare gli effetti a lungo termine, ed in particolare, l’eventuale potere cancerogeno teratogeno mutageno Difficoltà a trasferire i dati dall’animale all’uomo e ad individuare gli effetti sommatori conseguenti all’esposizione contemporanea a più fattori presenti contemporaneamente nella dieta. Valutazione di scarso interesse per la popolazione generale, ma se una molecola ha un’elevata tossicità (DL 50 ordine dei microg/Kg di peso corporeo) non è opportuno fare ulteriori prove

Valutazione dell’accettabilità Per DGA (Dose Giornaliera Ammissibile) si intende la dose di sostanza tossica espressa in mg / Kg di peso corporeo che può essere ingerita tutti i giorni e per tutta la vita senza che si manifestino danni per la salute umana. Per la sua definizione occorre conoscere il NOEL o NEL (No Effect Level) e la dose che causa risposta anomala nell’animale da esperimento. Nell’ambito delle prove di laboratorio vengono valutati: cinetica di eliminazione disturbi della crescita manifestazioni cliniche effetti biochimici e fisiopatologici alterazioni istologiche di organi e tessuti effetti sulla riproduzione Più attendibili quanto più lunga è la sperimentazione e quanto più gli animali hanno un metabolismo vicino all’uomo.

Studio dell’accettabilità di una molecola Sostanza esattamente definita, purezza, impurezza Condizioni di esposizione esattamente definite, specie animali, via di somministrazione, forma Tossicità acuta e valutazione della DL50 Rischio non inaccettabile NO Rischio inaccettabile TOSSICOLOGIA, GENETICA, METABOLISMO, FARMACOCINETICA NO Rischio inaccettabile SI’ Rischio accettabile (metaboliti noti ed innocui) DUBBIO (metaboliti ignoti o di dubbia innocuità) Forma = prodotto puro, con solvente, etc TOSSICITA’ SUBCRONICA, PROVE DI RIPRODUZIONE NO Rischio inaccettabile SI’ Rischio accettabile DUBBIO TOSSICITA’ CRONICA NO Rischio inaccettabile SI’ Rischio accettabile

Valutazione dell’accettabilità La Dose senza Effetto osservata (NOEL) corrisponde alla dose massima che non provoca nella specie animale più sensibile alcun effetto in termini di danno biologico. Essa richiede per la valutazione una sperimentazione a medio (90 gg) o a lungo termine (tutta la vita dell’animale) e si esprime in mg / Kg di peso corporeo. Dal NOEL si passa alla DGA utilizzando un fattore di sicurezza: DGA = ____NOEL_______ fattore di sicurezza Se le prove sono state condotte a lungo termine il fattore è 100 e la DGA viene detta definitiva: x 10 date le differenze tra metabolismo umano ed animale e x 10 data la variabilità di risposta interumana. Se le prove sono state fatte a medio termine, si usa il fattore 1000 e la DGA è definita temporanea. Il fattore 1000 si applica se la sostanza ha solo effetti tossici; se presenta anche potere teratogeno o genotossico si moltiplica ancora per 10. In presenza di potere cancerogeno documentato, la DGA non viene stabilita e si indica come massimo valore ammesso quello corrispondente alla soglia analitica di sensibilità delle metodiche più moderne in uso.

Valutazione dell’accettabilità Con il Livello di Tollerabilità (TL, Tolerance Level) si esprime la concentrazione di sostanza tossica teoricamente accettabile in un alimento: TL = DGA x P.C. FDI P.C. = peso corporeo FDI = food daily intake Il Margine di Sicurezza (SM, Safety Margin) è dato dal rapporto tra TL e concentrazione residua nell’alimento FR (Food Residues): SM = __TL__ FR Va inoltre ricordato che vi è una sostanziale differenza tra dose assente e dose biodisponibile, cioè in grado di provocare azione su siti specifici dell’organismo sulla quale le informazioni attendibili sono piuttosto scarse.

Pericoli chimici negli alimenti Contaminanti industriali ed ambientali Contaminanti di origine biologica Contaminanti prodotti durante la trasformazione Pesticidi o farmaci di uso veterinario utilizzati impropriamente Additivi usati impropriamente Any chemical which can cause harm is a hazard. Industrial and environmental contaminants, such as dioxins, polychlorinated biphenyls and the heavy metals, are among the best known and can pose a serious threat to human health. The main biologically-derived hazards are inherent food plant toxicants, mycotoxins, and other toxicants of biological origin. A small but important group of contaminants can be produced during processing. Substances such as additives, pesticides and animal drugs have also caused intoxications, but are usually safe if used properly. Certain chemicals can provoke allergic reactions, even at low levels, posing a life-threatening hazard for sensitive individuals.

Contaminanti di origine industriale e ambientale agente PCB Diossine Mercurio Piombo Cadmio Radionuclidi Nitrati / nitriti Fonte principale Collanti, adesivi, trasformatori elettrici Sotto-prodotti Industrie, fonti naturali Emissioni veicolari, smalti, vernici, saldature Scarichi industriali, fonderie, fertilizzanti Rilascio accidentale Fertilizzanti Alimenti associati Pesce, grassi animali Pesce Cibi in scatola, acqua Cereali, molluschi Pesce, funghi Vegetali, acqua Data collected since 1976 by the Global Environment Monitoring System / Food Contamination Monitoring and Assessment Programme (GEMS/Food) indicate that, despite isolated cases of high contamination levels of foods in Europe and North America, these contaminants are becoming less common in developed countries. Data from developing countries are not as comprehensive; also, many of these countries do not have strict pollution regulations. Thus, the food supply in these countries may be contaminated by industrial chemicals and toxic metals. Mass poisonings with many of these chemicals have occurred and resulted in serious injuries. The health implications of long-term low-level exposure to many of these contaminants are not fully understood.

Sostanze tossiche intrinseche dei vegetali agente alimenti associati Ossalati tè, cacao, spinaci, barbabietola Glicoalcaloidi patate verdi Cianoglicosidi fagioli “red kidney”, cassava Fitoemagglutinine fagioli Vari carcinogeni noti o sospetti spezie ed erbe Many plants contain components which may be toxic to humans and animals. Some, such as cassava and red kidney beans, must be properly processed before they are safe for consumption. Others, including many common spices, contain naturally occurring known or suspected carcinogens, such as alkyl isothiocyanate (garlic), capsaicin (hot chilli peppers) and apiol (parsley, celery, parsnips). Consumption of insufficiently processed cycad flour has been associated with a delayed neurotoxic syndrome in Guam, Japan and Papua New Guinea.

MICOTOSSINE Le micotossine sono sostanze velenose prodotte dai funghi e hanno provocato episodi di micotossicosi nell’uomo e nel bestiame. Molti casi sono stati correlati all’ingestione di alimenti o di mangime ammuffito per mancanza di cibo o per ignoranza delle possibili conseguenze. Questi comportamenti sono ancora frequenti in molte parti del mondo. Le micotossine sono state implicate anche in molte malattie croniche, incluso il cancro. Gli operatori di sanità pubblica stanno cominciando a riconoscere l’impatto di queste tossine sulla salute umana ed animale. La FAO ha calcolato che il 25% del raccolto mondiale è contaminato dalle micotossine. In Asia e in Africa, uno studio ha valutato che dal 10% al 50% dei raccolti sono contaminati. In uno studio giapponese sulle tossine di Fusarium in cereali provenienti da paesi diversi, solo pochi campioni risultavano non contaminati.

INTERVALLI DI TEMPERATURA PER LA CRESCITA DI MUFFE TOSSIGENE Come i batteri, le differenti muffe richiedono temperature diverse per la crescita ottimale. Comunque, la produzione di tossine non è necessariamente legata alla crescita ottimale; infatti, alcune muffe producono tossine solo quando le condizioni sono al di sotto dell’ottimo.

ATTIVITA’ MINIMA DELL’ACQUA PER LA CRESCITA DI MUFFE TOSSIGENE La produzione di micotossine dipende dalle condizioni ambientali, come la temperatura e l’umidità. Inoltre, fattori come il pH, la presenza di flora competitiva e le condizioni di stress (siccità e danni provocati dagli insetti), possono influenzare la formazione delle tossine.

ORGANI BERSAGLIO DI ALCUNE MICOTOSSINE Le aflatossine sono carcinogene per tutte le specie animali studiate, incluso l’uomo. Le aflatossine e il virus dell’epatite B sono cocarcinogene, con un aumento del rischio di cancro al fegato se entrambi i fattori sono presenti. La Ocratossina A provoca danno al rene negli esseri umani. L’esposizione ai Tricoteceni negli esseri umani provoca vari sintomi, inclusi dermatite, tosse, rinite ed emorragia nasale, ma l’immunosoppressione è la causa alla base. Il tricotecene T-2 è stato il responsabile della morte di decine di migliaia di persone in Russia dal 1942 al 1947, a causa della sua presenza nel grano lasciato nei campi oltre l’inverno. Le fumonisine nel mais sono probabilmente legate al cancro alla gola in alcune zone della Cina e dell’Africa. Gli alcaloidi ergotinici, accanto alla storica notorietà per i loro effetti acuti, continuano a suscitare interesse a causa di altri possibili effetti vascolari. Lo Zearalenone è strutturalmente simile al dietilstilbestrolo (DES); ci sono molte domande senza risposta circa gli effetti delle sostanze estrogene negli alimenti.

CONTAMINANTI DI ORIGINE BIOLOGICA Le aflatossine (B1, G1, B2, G2 e M1) sono le micotossine più conosciute, prodotte principalmente nel mais e nelle arachidi da Aspergillus flavus e A.parasticus. L’aflatossina B produce fluorescenza blu e l’aflatossina G fluorescenza verde sotto la luce UV; l’aflatossina M è un metabolita escreto nel latte di vacca e umano quando vengono ingerite le aflatossine B e G. La LD50 acuta valutata negli animali e nell’uomo varia da 0,5 a 10 mg/kg. La IARC ha classificato l’aflatossina B1 come fattore carcinogeno riconosciuto per l’uomo. I livelli negli alimenti per l’uomo dovrebbero essere i più bassi possibili, per ridurre al massimo il loro rischio potenziale. Questo risultato può essere raggiunto migliorando la manipolazione post-raccolto, il magazzinaggio, il campionamento e la segregazione di alimenti e mangimi contaminati.

Micotossine Il termine micotossine comprende numerosi metaboliti secondari con attività tossica prodotti in opportune condizioni microclimatiche da funghi microscopici e filamentosi, noti come "muffe"; solo un ridotto sotto insieme di questi microrganismi produttori può attivare le vie metaboliche secondarie che conducono alla sintesi di micotossine. Le derrate alimentari, le granaglie ed i mangimi per, gli animali rappresentano i substrati ideali per l'accrescimento dei funghi produttori della veicolazione delle micotossine. Le micotossine, oltre ad essere molto diverse tra loro dal punto di vista chimico, mostrano una notevole gamma di effetti biologici dovuti alla loro capacità di interagire con diversi organi e/o sistemi bersaglio. Per tale ragione, esse sono classificate in immunotossine, dermatossine, epatotossine, nefrotossine e neurotossine oppure sulla base del loro effetto cronico in mutagene, cancerogene e teratogene. Tutte queste attività biologiche sono dovute ad interazioni delle micotossine e/o dei loro derivati con DNA, RNA, proteine funzionali, cofattori enzimatici, costituenti di membrana. Gli effetti tossici osservati raramente possono dare origine a fenomeni patologici di tipo acuto ed il rischio maggiore risiede nel loro accumulo che può originare sintomatologie di tipo cronico. Il termine metabolita secondario significa che non si è in grado di attribuire loro alcun ruolo evidente nella crescita dell'organismo che le produce.

Micotossine Le micotossine causano seri danni alla salute umana e possono provocare notevoli danni economici negli allevamenti e negli impianti zootecnici dovuti ad un calo nella fasi produttive e riproduttive. Le micotossine, pur risalendo a tempi remoti, sono state scientificamente oggetto di studio, specie nel campo veterinario, solo a partire del 1850 quando si è dimostrata l'associazione tra l'ingestione di segale contaminata con la Claviceps purpurea e la comparsa di casi di ergotismo. Uno degli esempi meglio documentati di micotossicosi umana risale agli anni '40, nel distretto di Oremberg in Russia, dove fu descritta l'insorgenza di una tossicosi alimentare correlata all'ingestione di cereali colonizzati da Fusarium sporotrichioides e da F. poae. L'inizio della moderna micotossicologia è databile al 1960, anno in cui vennero identificati le aflatossine, prodotte da Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus, e la loro presenza correlata alla "malattia X" del tacchino. Le micotossine non costituiscono una classe chimica ma hanno tra loro strutture molto diverse. Attualmente, sono note più di 300 micotossine e sono stati elencati numerosi generi di funghi produttori di micotossine, anche se la maggior parte delle ricerche sono concentrate su aflatossine, ocratossine, tricoteceni, zearalenone e fumonisina.

Micotossine Le muffe capaci di produrre micotossine sono contaminanti assai diffusi degli alimenti e dei prodotti zootecnici; crescita e produzione di tossine possono avvenire sia in campo sia in magazzino. I principali fattori che consentono la tossinogenesi sono: fattori intrinseci, legati al ceppo fungino; il potenziale tossigeno che può variare tra i ceppi; la specie fungina che determina le classi di micotossine prodotte; il livello iniziale di contaminazione che influenza la quantità di tossine sintetizzabili (più muffe, maggior quantità potenziale di micotossine); fattori estrinseci, costituiti dall'insieme delle condizioni ecologiche; questi fattori sono prima di tutto determinanti per lo sviluppo fungino, e di conseguenza per la produzione di micotossine; fattori chimici, fisico-chimici e fisici quali l'umidità, l'acqua libera (aw), la temperatura, la natura del substrato, la composizione gassosa (atmosfera) e i danni meccanici alla cariosside; fattori biologici, quali gli insetti, sia come vettori di spore fungine che come agenti di lesioni alle cariossidi, favorendo l'insediamento delle muffe; la microflora, con risultante competizione tra le specie fungine; lo stress della pianta (siccità); la resistenza del substrato, intesa sia come resistenza genetica sia come integrità delle cariossidi. La formazione delle micotossine è strettamente connessa alla crescita fungina; senza di essa, la produzione di tossine non avviene. Inoltre, la presenza di funghi tossigeni in un alimento non indica automaticamente la presenza di micotossine, specialmente se non vi è crescita fungina. D'altra parte, le tossine possono persistere per lungo tempo dopo la crescita vegetativa e la morte e/o l'eliminazione del fungo. L'assenza di ceppi fungini negli alimenti non indica pertanto necessariamente l'assenza anche di micotossine. [micotossine e salute umana] All'interno di una specie fungina, esistono ceppi che producono molte tossine, sia come quantità sia come varietà, e altri che ne sintetizzano poche o nessuna, senza differenze significative né nello sviluppo né nei caratteri morfologici. Ne consegue che l'analisi micologica, basata sulla numerazione delle unità vitali e l'identificazione delle specie fungine, non permette di quantificare il rischio tossico proprio di un prodotto alimentare, rischio che può essere quantificato solo attraverso l'analisi delle micotossine note o con test di tossicità. I trattamenti tecnologici, se effettuati correttamente, sono tuttavia spesso in grado di inattivare gran parte delle micotossine presenti nell'alimento. Lo sviluppo di muffe tossigene e la successiva sintesi di micotossine può avvenire in qualsiasi delle fasi del ciclo produttivo dell'alimento, a partire dalla coltivazione fino ad arrivare al consumo. Le micotossine possono giungere al nostro tavolo sia direttamente attraverso le derrate vegetali contaminate (frutta tropicale, frutta secca, frutta a guscio, cereali, spezie, pianti infusionali, ecc.) che mediante ingestione da parte del bestiame e successiva metabolizzazione e stoccaggio nei tessuti, qualora non sussistono casi acuti di micotossicosi animale.

Micotossine La formazione delle micotossine è strettamente connessa alla crescita fungina; senza di essa, la produzione di tossine non avviene. La presenza di funghi tossigeni in un alimento non indica, quindi, automaticamente la presenza di micotossine, specialmente se non vi è stata moltiplicazione fungina. D'altra parte, le tossine possono persistere per lungo tempo dopo la crescita vegetativa e la morte e/o l'eliminazione del fungo. L'assenza di ceppi fungini negli alimenti non indica pertanto necessariamente l'assenza anche di micotossine.

Micotossine Alimenti associati Fonte Aflatossine Tricoteceni Ocratossina A Alcaloidi Fumonisina Patulina Zearalenone Aspergillus flavus, A. parasiticus soprattutto Fusarium Penicillium verrucosum A. ochraceus Claviceps purpurea Fusarium moniliforme P. expansum Fusarium spp. cereali, arachidi, noci, latte cereali cereali, granaglie, vino, caffè cereali, granaglie mais, frumento pere, mele cereali, olio, amidi Mycotoxins are poisonous substances produced by fungi, and have caused outbreaks of mycotoxicosis in humans and in livestock. Many outbreaks have been linked to eating mouldy food and feed because of food shortages or because of ignorance of the possible consequences. Such practices continue in many parts of the world. Mycotoxins have also been implicated in many chronic diseases, including cancer. Public health officials are beginning to recognize the impact of these toxins on human and animal health. The Food and Agricultural Organization (FAO) has estimated that 25% of the world's food crops are contaminated by mycotoxins. In Asia and Africa, a study estimated that 10 to 50% of crops are contaminated. In a Japanese study of Fusarium toxins in corn from widely separated countries, only a few samples were free from contamination.

Aflatossine Alcuni funghi appartenenti al genere Aspergillus, in particolare Aspergillus flavus ed Aspergillus parasiticus possono colonizzare sia le coltivazioni in campo che i prodotti, originariamente indenni, in una fase successiva di trasporto e di trasformazione. Delle 18 Aflatossine note, le più frequenti ritrovate come contaminanti naturali sono: la B1, B2, G1, G2, M1, M2. Le prime quattro si trovano specie nei prodotti di origine vegetale, le M1 e M2 invece si rinvengono nella carne e nel latte. La Aflatossina M1 è un sottoprodotto del metabolismo epatico di detossificazione dell'Aflatossina B1 ottenuto mediante una reazione di idrossilazione che conduce ad una molecola più polare e meglio trasportabile attraverso il circolo sanguigno. Il discorso è del tutto analogo per la Aflatossina M2 che proviene dalla detossificazione della Aflatossina G1. Il tenore della Aflatossina M1 non si riduce in maniera drastica nonostante gli usuali trattamenti cui è sottoposto il latte. Inoltre la Aflatossina M1 è stata ritrovata anche dopo 8 mesi di conservazione del latte per congelamento.

Aflatossine La Aflatossina B1 è la più tossica delle Aflatossine ed agisce come un potente agente carcinogeno e mutageno avente come organo bersaglio il fegato. In alcune aree geografiche del Sud Africa e del Sud-Est asiatico, l'elevato livello di contaminazione degli alimenti da Aflatossina B1 è stato correlato alla elevata incidenza epidemiologica di epatocarcinomi e di cirrosi epatiche. Le Aflatossine possono formarsi sia nelle piante infette (arachidi, mais, cotone, pistacchio, diversi tipi di mandorle), sia nelle derrate già riposte in magazzino. Il contenuto minimo di umidità per la crescita delle specie Aflatossigene nelle granaglie è, approssimativamente, dell'85% di umidità relativa e 0,78 di acqua libera. La crescita delle specie Aflatossigene avviene nell'intervallo termico 6-46°C, mentre per la sintesi delle Aflatossine sono richieste temperature comprese tra 8 e 42°C. Le Aflatossine sono state trovate nelle più diverse derrate agrarie, nonché nei mangimi e negli alimenti del commercio. I prodotti più soggetti a contenere Aflatossine sono mais, arachidi e derivati, semi oleaginosi, diversi tipi di noci e mandorle, soprattutto se provenienti dalle zone tropicali e subtropicali.

Aflatossine Il loro ampio spettro di azione scaturisce dalla peculiare capacità di reagire con gli acidi nucleici e le nucleoproteine cellulari, determinando effetti deleteri sulla sintesi proteica e sull'integrità cellulare. Le Aflatossine sono essenzialmente delle potenti epatotossine, agenti di epatocarcinomi. Le intossicazioni di tipo acuto su manifestano con fenomeni di necrosi degli epatociti, alterazione della coagulazione e fragilità capillare. Possono essere presenti apatia, anoressia, ipertermia, ascite, ittero e diarrea emorragica. L'aflatossina B1 è la più tossica delle aflatossine ed agisce come un potente agente carcinogeno e mutageno avente come organo bersaglio il fegato. Le aflatossine sono anche agenti immuno-soppressivi e riducono sensibilmente le difese immunitarie del nostro organismo alterando il metabolismo degli interferoni coinvolti nelle risposte immunitarie e nelle reazioni antinfiammatorie.

Ocratossina Le Ocratossine sono prodotte da diverse specie di Aspergillus e di Penicillium, e in particolare da A. ochraceus e da P. viridicatum. Si tratta di muffe saprofite, ubiquitarie, agenti di ammuffimento di granaglie, mangimi e alimenti. Per la crescita dei funghi produttori di Ocratossine nei cereali, sono necessari un contenuto minimo di umidità del 15-16% e temperature di 4-37° C. Le temperature più elevate favoriscono l'attività di A. ochraceus (12-37° C), che è anche più diffuso nelle regioni temperate, mentre le temperature più basse sono favorevoli a P. viridicatum (4-31° C) che invece è più diffuso nelle regioni fredde. Tra i prodotti che con più frequenza vengono trovati contaminati da Ocratossine vi sono: cereali (orzo, mais, sorgo), arachidi, fagioli, legumi in generale, caffè, prodotti da forno (pane), mangimi e alimenti diversi. Le Ocratossine sono delle nefrotossine dotate di notevole tossicità. Provocano la degenerazione dei tubuli prossimali seguita da fibrosi interstiziale e degenerazione glomerulare. Delle nove Ocratossine descritte, solo l'Ocratossina A riveste importanza micotossicologica. Particolarmente sensibili sono gli animali monogastrici (suini e specie aviarie), dove inducono patologie renali, mentre la maggiore resistenza degli animali poligastrici (bovini e ovini) è dovuta al fatto che l'Ocratossina viene inattivata dalla flora ruminale. Inoltre, l'Ocratossina A è una micotossina fetotossica ed immunosoppressiva e sono ben note le sue attività teratogeniche e carcinogeniche. In particolare vengono a ridursi le attività fagocitarie, la mobilità dei macrofagi, la sintesi della interleuchina-2 e le naturali attività "killer" delle cellule per cui sono spiegate alcune patologie tumorali correlate alla presenza della Ocratossina.

Zearalenoni Sono micotossine prodotte da almeno 8 diverse specie tossigene del genere Fusarium, diffusi colonizzatori di cereali dove trovano le condizioni ottimali per la sintesi delle micotossine. Il composto che tra i 12 metaboliti finora caratterizzati riveste la maggiore importanza micotossicologica è lo Zearalenone o gli Zearalenoli (isomeri alfa e beta), che a volte si ritrova assieme allo Zearalenolo. Gli isolati fitopatogeni possono iniziare la loro attività tossigena nelle colture cerealicole infette (Mais, Frumento, Sorgo, Orzo, Avena) e continuarla durante la raccolta e nei prodotti conservati (granaglie, insilati, fieni) se le condizioni restano favorevoli (contenuto di umidità dei prodotti del 20-22% e alternanza di temperature diurne di 22-25° C e notturne di 12-15° C che stimolano la formazione di Zearalenone). I prodotti soggetti a contenere Zearalenone sono essenzialmente i cereali (cariossidi, sfarinati, mangimi, alimenti) e in modo particolare il mais. Negli animali, gli Zearalenoni non sono dotati di tossicità acuta e, piuttosto che come micotossine, andrebbero meglio considerati come sostanze ormonali dotate di attività anabolica e uterotrofica. Ma con l'aumentare della concentrazione essi determinano uno sconvolgimento delle attività ormonali legate alla riproduzione, che porta a ipofertilità e iperestrismo (Sindrome estrogenica). Dati più recenti indicherebbero un'attività carcinogenica di questa tossina. Nell'uomo, gli zearalenoni non sono considerate sostanze teratogene ma rappresentano certamente delle genotossine. Il loro meccanismo d'azione è sempre di tipo ormone-simile; alterano in maniera sensibile il ciclo riproduttivo con fenomeni di ipofertilità ed iperestrismo (Sindrome estrogenica). Il loro bersaglio è rappresentato dai recettori proteici degli ormoni estrogenici.

Fumonisine Le fumonisine sono un gruppo di micotossine scoperte nel 1986; finora ne sono state isolate sei. La fumonisina 1, la fumonisina 2 e la fumonisina 3 sono le principali, soprattutto perché vengono prodotte in grosse quantità da Fusarium moniliforme che ha come pianta ospite privilegiata per l'accrescimento il mais. Strutturalmente esse sono dei diesteri di acidi tricarbossilici contenenti anche un gruppo ammino disponibile; queste caratteristiche le rendono molto simili alle sfingosine presenti come lipidi cerebrali. L'ingestione e l'accumulo delle fumonisine è stato associato a patologie molto gravi negli animali, come la leucoencefalomalacia nei cavalli, una malattia neurotossica che comporta paralisi, edema cerebrale ed idrotorace. Le fumonisine sono inoltre causa di edema polmonare nei suini e dell'epatocarcinoma nei ratti. La presenza delle fumonisine nel mais è stata associata all'elevata incidenza di tumori esofagei nell'uomo, in alcune zone del Sud Africa, della Cina e del Nord-Est Italia. Il Friuli è una delle zone geografiche a più elevata incidenza in Europa di tumori all'esofago, probabilmente per l'elevato consumo di mais sotto forma di polenta.

Tricoteceni All'interno della famiglia dei tricoteceni, si ascrivono più di 100 composti strutturalmente correlati, prodotte da specie appartenenti al genere Fusarium. I tricoteceni sono tutti altamente tossici a livelli subcellulare, cellulare e degli organi; strutturalmente sono dei composti contenenti funzioni idrossiliche OH, polari e solubili in solventi organici polari. Queste caratteristiche dei tricoteceni giustificano la loro facilità di penetrazione attraverso le membrane lipidiche e le loro interazioni con DNA, RNA ed organuli subcellulari. Il loro meccanismo d'azione si basa sull'inibizione della sintesi proteica, perché interagiscono con la subunità 60s dei ribosomi eucariotici. Dei tricoteceni, quattro sono rinvenuti frequentemente negli alimenti: tossina T-2, vomitossina o deossinivalenolo, diacetossi-scirpenolo e nivalenolo. I tricoteceni possono indurre, negli animali, numerosi effetti tra cui dermatiti, leucopenia, emorragie, vomito, disturbi nervosi. Il primo episodio ampiamente documentato, risale al 1994-95 nel Maryland ove questa micotossina è stata isolata e riconosciuta nel mais dolce destinato all'alimentazione umana, durante le fasi di confezionamento. Successivi episodi di carcinoma esofageo in Asia, in Africa ed in altre parti del mondo hanno stimolato gli studi sul Deossinivalenolo (DON) dimostrandone ampiamente la stretta correlazione tra quella patologia e la presenza di questa tossina. Nell'uomo, la vomitossina è un contaminante soprattutto di cariossidi di riso e di frumento nonché di prodotti di seconda trasformazione quali i fiocchi di avena e di riso, destinati all'alimentazione dei bambini. La leucopenia tossica alimentare è una micotossicosi che ha colpito più volte le popolazioni della Russia Orientale, comportando una progressiva riduzione dei leucociti nel sangue. E' stata ormai accertata l'interdipendenza tra questa malattia e il consumo di cereali ammuffiti in cui sono stati isolati insieme ai tricoteceni, altre micotossine prodotte da specie del genere Fusarium.

Altre sostanze tossiche di origine biologica fonte alimenti associati Ciguatera Tossine: paralitica neurotossica gastroenterica amnesica Pirrolizidin-alcaloidi Istamina Dinoflagellati Piante varie Batteri Pesci tropicali Molluschi Cereali, miele Pesce, formaggio

Contaminanti prodotti durante la trasformazione Idrocarburi aromatici policiclici Amine eterocicliche, nitropireni Nitrosamine Etil carbamato (uretano) Cloropropanoli (cottura alla brace) carne e pesce esposti ad alte T salagione, stagionatura, frittura fermentazione (birra e vino) idrolisi delle proteine con HCl Toxic contaminants can be produced during food processing. Potential carcinogens may be introduced when grilling, smoking and charring meat and fish. High levels of benzo[a]pyrene can be produced in food during charcoal grilling; heterocyclic amines and nitropyrenes are produced when meat and fish are exposed to high temperatures. Nitrosamines, which are known carcinogens, are produced during curing, frying and some salting and pickling processes. Ethyl carbamate can be produced during fermentation and is found in beer and distilled spirits, particularly Scotch whiskeys. Chloropropanols may result from the hydrolysis of proteins with hydrochloric acid. The food industry is gradually reducing the levels of these contaminants. Some countries prohibit traditional smoking processes; many manufacturers use a liquid smoke flavour which is free of polynuclear aromatic hydrocarbons.

Sostanze “agro-chimiche” usate impropriamente Insetticidi: Clororganici Fosforganici Carbamati Farmaci di uso veterinario Antibiotici Promotori di crescita Antielmintici Altri farmaci Most countries have requirements for registering agrochemicals, and for defining safe conditions for use. This information is often provided on the product label. Usually, a waiting period is needed between the use of the agrochemical and harvest or slaughter. If the agrochemical is not applied properly or if the waiting period is not observed, hazardous residues may remain in the food. While not a major problem in industrialized countries, chemical agricultural inputs are heavily promoted in many developing countries as a way to raise crop yields. In these countries, the farmers may not be trained in the proper use of the chemicals. Organochlorine pesticides banned for use on crops, such as DDT, are used illegally on food. Data collected by the Global Environmental Monitoring System (GEMS)/Food Programme, while not comprehensive, indicate that pesticide misuse can become a problem if monitoring and control programs are not in place. Fumiganti Fertilizzanti Nematocidi Fungicidi Fitoregolatori Molluschicidi Fisiofarmaci Erbicidi Rodenticidi

Additivi usati impropriamente intenzionali Anti-agglomeranti Antibatterici Antiossidanti Coloranti Emulsionanti Enzimi Solidificanti Aromatizzanti Umettanti Lievitanti Dolcificanti Integratori Ossidanti e riducenti Agenti di controllo del pH Gas e propellenti Sequestranti Solventi Stabilizzanti Tensioattivi When used properly, food additives can protect food from spoilage and from pathogenic organisms, thus helping to ensure a plentiful and diverse food supply. At the same time, certain approved food additives may be hazardous if used excessively. Other food additives may be dangerous if too little is added to food. For example, nitrite is used to prevent C. botulinum spores from growing in cured meat products, but a minimum residual level is necessary to ensure its effectiveness. Insufficient iodine in salt can give rise to iodine deficiency disorders. Some food additives (e.g. sulphite) may provoke allergenic responses. Some people are sensitive to chemicals that are harmless for the general population. People with metabolic deficiencies may react to certain additives as well as to the food. Accurate and complete food labelling helps these consumers to avoid products which could harm them.

Additivi usati impropriamente Improperly used additives non intenzionali Improperly used additives Agenti di processo Materiali a contatto Confezioni Agenti di sanificazione resine a scambio ionico, filtri preparazioni enzimatiche microrganismi solventi, lubrificanti, etc. utensili superfici di lavoro attrezzature metallo, plastica, carta, etc. detergenti disinfettanti Few countries have detailed regulations for the use of all chemicals (indirect food additives) which may leave residues in food, such as processing aids and cleaning agents. Chemicals can migrate from materials in contact with the food; for example, low levels of contaminants can also be transferred from packaging materials. In many countries, the specifications for food-grade plastics include limits on extractable materials. Contaminants may be transferred from cookware or containers. Cooking acidic food in a copper-lined pot can introduce copper into the food. Lead may be transferred to food from certain ceramics, and food in lead-solder cans has significantly higher lead levels than food in cans with welded seams.

Additivi usati impropriamente adulteranti Borace Acido borico Formaldeide Acqua Coloranti non consentiti Adulterants are often used to deceive the consumer as to the quality or value of the product. Sometimes, they are dangerous. For example, borax and boric acid were once widely used as low-cost food preservatives, but are now judged to be too toxic for use in food. In developing countries, however, they are still used illegally. Similarly, formaldehyde is sometimes used to preserve fish and other seafood, especially in places where adequate refrigeration is not available. The most common adulterant is probably water, which is added to foods such as milk, fruit juices and seafood. If the water is contaminated, it may harm the consumer. In some developing countries, the use of textile dyes in food, many of them carcinogenic, is a serious problem. Street food vendors use them because they are cheap and readily available. Most consumers are unaware that these dyes are dangerous.

Uso improprio di additivi Uso illegale in Indonesia Pom Aceh - 2734 bottiglie, Rodamina B Bibite rosse contenenti Rodamina B: Bogor 15 % Djakarta 8 % Rankasbitung 17 % Pacet 17 % Cikampek 24 % Semarang 55% bibite rosse contenenti Rodamina B 31% campioni di alimenti contevano Rodamina B, giallo metanile o arancio RN The use of unapproved colours is particularly common among street-food vendors. A strict enforcement programme coupled with the availability of inexpensive safe alternative colouring agents is the best way to solve these widespread and dangerous practices.

Pericoli chimici in casa Utensili e pentole di metallo contaminati con metalli pesanti Stoviglie smaltate con vernici tossiche Vetri piombati usati con cibi o bevande acidi Utensili e pentole di rame Sostanze chimiche varie (solventi e detergenti) Consumers usually cannot detect chemical contaminants, so they and their advocates must work to strengthen government monitoring to assure the safety of their food and drinking water. Consumers can also take steps to reduce their risks from chemical hazards. For example, washing can remove pesticide residues from fruits and vegetables. Certain types of cookware may pose risks. Pans made from improperly recycled materials may contain extractable heavy metals. Ceramic and enamelled dishes, particularly those that are brightly coloured, may contain lead and other toxic substances. Leaded crystal can release lead if exposed to acid foods such as wine. Copper pans and utensils should not be used with acid foods. Finally, many cleaning products, such as drain cleaners and solvents, are toxic if ingested and should not be stored near food.

Pericoli fisici potenziali Vetro Metallo Ossa e lische Plastica Sassi e minerali Capsule o cristalli Noccioli o gusci Legno Carta Peli e capelli A variety of physical objects can be present in food; some may be hazardous. Some occur naturally in certain foods; for example, bones in a fish. However, it is unacceptable for food to contain glass shards or metal fragments, which may cause broken teeth or serious injury if swallowed. The most common contamination is with glass in foods and drinks packaged in glass containers. "Slime or scum,” also called "semi-solids", is another frequently reported problem and can cause gastrointestinal distress. The problem of physical contamination of food eaten by children is of particular concern.

Pericoli fisici potenziali alimenti coinvolti (USA, 1989) Bibite 19 % Alimenti per l’infanzia 16 % Prodotti da forno 14 % Prodotti a base di cacao o cioccolato 7 % Frutta 7 % Cereali 5 % Vegetali 4 % Pesce 3 % Altro 25 % Few statistics are available on physical hazards in food. These problems tend to be under-reported or reported only to the food manufacturer. The data here come from a one year study in the United States, conducted in 1989. Soft drinks are most frequently implicated in injuries, usually lacerations, although this may be due to the high number of units consumed (thousands of millions in the US). The high ranking of infant foods may be due to differential reporting rates, as parental concern raises “outrage” levels. Laceration is the most common injury, followed by gastrointestinal distress, and then damage to teeth and fillings. Note that the largest category of food is “others,” indicating the low-level, widespread occurrence of this problem. Source:Hyman, F.N., Klontz, K.C. and Tollefson, L. FDA surveillance of the role of foreign agents in foodborne injuries. Public Health Reports 108:54-59 (1993). .

Pericoli fisici potenziali Possibili misure di controllo Ispezione visiva Filtri e setacci Metal detector Calamite Separazione per densità Misure comportamentali Dispositivi di protezione (guanti, cuffie) These hazards can be controlled by visual inspection; also, physical differences are used as the basis for control by automated monitoring devices commonly used in the food industry. Food handlers as well as consumers must be alert to possible hazards. Food handlers can take precautions, such as removing jewellery and other objects which might find their way into food, and by wearing appropriate clothing when handling food. This can prevent injuries and protect the food manufacturer against economic losses.

Acqua minerale, Francia - 1990 natura dell’incidente Contaminazione dell’acqua con tracce di benzene luogo Francia, sorgente Perrier; coinvolti 120 Paesi malattia Nessuna. I livelli di benzene (7-22 ppb) furono superiori al limite USA raccomandato di 5ppb e al limite WHO di 10 ppb. n° individui affetti Nessuno. causa Inizialmente la compagnia attribuì la responsabilità all’errore umano, dicendo che un prodotto a base di benzene era stato usato per pulire la linea di imbottigliamento. Più tardi, affermò che i filtri usati per rimuovere i contaminanti chimici si erano intasati e le squadre di manutenzione non li avevano sostituiti. CCP Produzione azione correttiva Tutta l’acqua Perrier fu ritirata dal commercio in tutto il mondo e avviata allo smaltimento (160 milioni di bottiglie, 3-4 mesi di produzione). Dopo 2 mesi il prodotto fu rilanciato da una campagna pubblicitaria. lezioni da imparare Un prodotto può destare sospetti anche se non ha causato malattia né contiene dosi pericolose di contaminanti. Se la purezza e l’alta qualità sono gli attributi chiave di marketing di un prodotto, l’apparato produttivo deve essere in grado di assicurarli. In qualsiasi operazione, i CCP devono essere compresi, monitorati e controllati. Questo ha particolare importanza se un singolo impianto o prodotto è commercializzato su scala mondiale. Quando un prodotto è sospetto, l’industria deve essere aperta con i media e onesta con i consumatori.

natura dell’incidente Pesce, Cuba - 1987 natura dell’incidente Una vasta epidemia tra turisti canadesi a Cuba. L’outbreak si manifestò quando i turisti ritornarono da un villaggio turistico sulla costa sud occidentale di Cuba. Una pietanza a base di pesce era stata consumata 4 ore prima della partenza. La maggior parte presentò la patologia in forma acuta entro 48 ore dal consumo del pesce. Tasso di attacco 93%. malattia Intossicazione da ciguatera n° individui affetti 57 turisti; età media 43 anni causa La tossina è abitualmente prodotta da un dinoflagellato, a sua volta consumato dal pesce. La tossina termostabile è innocua per i pesci. CCP Materie prime crude lezioni da imparare I turisti che si recano ai Caraibi o nel Pacifico dovrebbero essere informati sulla possibilità che alcuni pesci, come barracuda e delfini, presentino rischi di intossicazione da ciguatera. La tossina non è influenzata dalle procedure di conservazione, refrigerazione e preparazione.