Toxicologia de Alimentos

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Toxicologia dos Alimentos
Objetivos:
• Conhecimento das substâncias tóxicas presentes nos
alimentos;
• Estabelecimento das formas de evitar que estas sejam
ingeridas em quantidades que representem risco à
saúde.
Toxicologia dos alimentos
ANVISA (Brasil) – registro de aditivos, drogas, pesticidas e avaliação de
risco à exposição humana.
FAO (Food and Agriculture Organization – Internacional) – avaliação do
risco para estabelecer padrões alimentares .
FDA (Food and Drug Administration) (Estados Unidos)
• 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.
• Substâncias nutritivas  os macronutrientes
(carboidratos, proteínas e lipídios) e micronutrientes
(vitaminas e minerais).
• Substâncias não-nutritivas  aquelas que não
apresentam importância nutricional.
Exemplo: no caso do café já foram identificadas mais de
600 substâncias não-nutrientes.
Outras possibilidades de ocorrência de substâncias tóxicas
em alimentos  geração e/ou adicionamento durante o
processamento, conservação e estocagem.
As substâncias tóxicas podem agir no organismo como:
1- agentes tóxicos – que são capazes de produzir
anormalidades fisiológicas e ou anatômicas em curto
espaço de tempo,
2- agente antinutricional – substâncias tóxicas que agem
como antienzimas, antivitaminas, ou sequestradores de
minerais.
A gravidade do quadro de intoxicação irá depender de
fatores, tais como:
• grau de toxidade da substância,
• complexidade metabólica do ser intoxicado,
• via de absorção,
• tempo exposição,
• quantidade da substância tóxica ingerida,
• forma de excreção da substância tóxica.
Aditivo: qualquer ingrediente adicionado ao alimento
intencionalmente, sem propósito de nutrir, com o objetivo
de modificar características físicas, químicas, biológicas ou
sensoriais, durante o processo de fabricação,
processamento, preparação, tratamento, embalagem,
acondicionamento, armazenagem, transporte ou
manipulação de um alimento.
• Diretos
• Indiretos
Conceitos
Aditivo direto: intencionalmente adicionado e seu uso
justifica-se por sua habilidade em conservar, melhorar
características nutricionais/ organolépticas ou contribuir para
a produção e processamento de alimentos. Ex: nitrato e
nitrito em embutidos.
Aditivos diretos podem ser considerados em 2 categorias:
Aditivos Generally Recognized As Safe (GRAS): são isentos
de regulamentação, a menos que uma revisão científica
demonstre necessidade de reclassificação €
Aditivos não-GRAS: utilização controlada e permitida
somente para tipos especiais de produtos.
Classificação de aditivos com base 
no nível de segurança
Aditivo indireto: está presente no alimento não
intencionalmente ou não desejável. Pode penetrar no
alimento durante a sua produção, processamento,
estocagem ou acondicionamento. Ex: resíduos de
antibióticos na carne ou no leite.
Contaminante: qualquer agente químico, físico ou
biológico presente no alimento, sem finalidade específica,
podendo causar dano ao organismo ao ser ingerido.
1- Substâncias tóxicas não-nutritivas de
origem natural
Dentre as substâncias tóxicas presentes nos alimentos, podem
ser destacadas:
• Glicosídeos cianogênicos – Ao serem hidrolisados liberam
ácido cianídrico – HCN. É estimado que mais de 2000
espécies vegetais são cianogênicas. Se a concentração de
cianeto nestes vegetais for superior a 20 mg por 100 g do
produto, o risco de intoxicação é alto.
Exemplo: linamarina presente na 
mandioca brava.
Glicoalcalóides – são encontrados em diversas
variedades de batatas. Produtos com
concentrações próximas a 45 mg de agente ativo
por 100 g de tubérculo causa intoxicação fatal em
humanos.
Os glicoalclóides são produzidos durante o
crescimento da planta e no brotamento.
Oxalatos – são sais resultantes de reações
químicas do ácido oxálico associado ao potássio e
sódio, formando sais hidrossolúveis, ou ao cálcio
formando sais não hidrossolúveis.
São encontrados em espinafre, ruibarbo, beterraba,
cenoura, feijão, alface, amendoim e cacau.
Altas ingestões podem provocar irritabilidade do
Sistema Nervoso Central.
Oxalato de cálcio  obstrução nos túbulos renais
surgimento de cálculos renais.
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Agentes produtores de flatulência - geralmente são
oligossacarídeos 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 diarreias, ruídos intestinais, cólicas e a ejeção de
gases retais.
Estudos demonstram que isto pode ocorrer devido à ingestão de
diferentes tipos de feijão.
Carcinógenos - alguns vegetais podem ser utilizados como chás
medicinais, e dentre as substâncias ingeridas, algumas podem
propiciar o 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.
2- Substâncias não-nutritivas adicionadas aos
alimentos
Em razão das técnicas de produção, processamento e armazenagem
pode ocorrer a contaminação química dos alimentos de forma direta ou
indireta.
As contaminações diretas decorrem da manipulação  da matéria
prima até o produto final.
As contaminações de forma indireta decorrem de:
• práticas utilizadas para a obtenção de matéria prima (uso de
praguicidas e quimoterapêuticos veterinários);
• contaminação do alimento por componentes da embalagem durante
o período de armazenagem.
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:
• toxinas produzidas pelos microrganismos,
• geração de compostos tóxicos nos alimentos, ex:
compostos N-nitrosos
• incorporação de metais tóxicos.
Produção de toxinas por microrganismos
Sobre os alimentos é estabelecida uma microbiota cuja
constituição está relacionada a :
• atividade aquosa
• composição química do alimento
• temperatura do ambiente de armazenagem
• constituição química da atmosfera deste ambiente.
Alguns microrganismos podem sintetizar toxinas.
Fungos produzem micotoxinas como: aflatoxina, ocratoxinas,
tricotecenos e zearalenonas.
Principais características das micotoxinas
Aflatoxina - são toxinas produzidas pelos fungos
Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus.
São identificadas como B1, B2, G1 e G2, de acordo com a
fluorescência azulada e esverdeada, respectivamente,
quando observadas sob luz ultravioleta.
• B (blue)
• G (green)
A aflatoxina é extremamente tóxica e carcinógena.
A intoxicação é chamada de aflatoxicose: 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.
Em humanos o processo de intoxicação pode ocorrer de
forma gradual.
Animais como cavalo, macaco, peru e pato são
extremamente sensíveis.
Ocratoxinas - são produzidas pelas espécies Aspergillus
alutaceus, A. alliaceus e outras.
Grãos de cereais e 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:
• vômitos,
• hemorragias,
• recusa do alimento,
• necrose da epiderme,
• redução do ganho de peso e da produção de ovos e leite,
• interferência no sistema imunológico,
• morte.
Ocorrem em grãos como o milho, trigo, cevada e outros.
Zearalenonas - é umtipo 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, e feminização dos machos com desenvolvimento
de mamas.
Mesma ação do hormônio feminino.
Geração de compostos tóxicos nos alimentos
Nitrosaminas e nitrosamidas
• Nos alimentos e no organismo estas substâncias se
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.
• Existem pesquisa para estabelecer os índices de
toxidade para compostos N-nitrosos.
• O que é conhecido são níveis de DL50 via oral para
ratos.
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
Para os aditivos considerados seguros (GRAS) não há
necessidade de aplicação de rigor quanto à limitação de
dosagens, visto a baixa possibilidade de causar intoxicações.
Ex: 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.
Possibilidades de contaminação dos alimentos durante o
processamento, conservação e armazenagem.
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.
Promotores de crescimento: substâncias administradas
a animais visando o rápido crescimento e ganho de peso.
Ex: fármacos e hormônios, que quando não empregados
corretamente podem intoxicar o consumidor final.
Contaminação indireta
Quimoterapêuticas: antibióticos utilizados
profilaticamente em animais produtores de alimentos
evitando infecções.
Não fazer uso de antibióticos nos períodos de carência
antecessor ao abate, caso contrário o consumidor final
poderá ser afetado.
Praguicidas: resíduos de herbicidas, fungicidas, inseticidas
ou raticidas.
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.
Incorporação de compostos das embalagens: pH,
presença de óleo, teor alcoólico, teor de lipídios, tempo de
estocagem e temperatura, podem favorecer reações entre o
alimento e a embalagem.
Latas: 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.
Plásticos: 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.
Questões
1. Conceitue substâncias nutritivas e não-nutritivas.
2. Quais os objetivos da Toxicologia de Alimentos?
3. Os aditivos são sempre prejudiciais? Explique.
4. Que fatores determinam a gravidade do quadro de
intoxicação alimentar?
5. O que as micotoxinas podem causar? Responda
especificando cada uma.
6. Como acontecem as contaminações de forma indireta?
7. Cite exemplos de substâncias tóxicas não-nutritivas de
origem natural.
Padrões de segurança em Toxicologia de 
Alimentos 
Grupos que estabelecem os padrões de segurança
 Determinação de índices e limites para alguns aditivos.
ANVISA (Brasil) – registro de aditivos, drogas, pesticidas e avaliação de
risco à exposição humana.
FAO (Food and Agriculture Organization – Internacional) – avaliação do
risco para estabelecer padrões alimentares .
FDA (Food and Drug Administration) (Estados Unidos)
Limite máximo permitido
É a quantidade de um aditivo ou contaminante
(não-nutriente) presente no alimento e expressa
em massa/massa ou massa/volume (mg/kg do
alimento ou mg/L, se líquido), que pode ser
ingerido por um indivíduo durante toda a sua vida,
sem causar efeitos nocivos.
Índices de toxicidade em alimentos
LMP (Limite Máximo Permitido):
Quantidade máxima do aditivo que pode estar
presente no alimento sem que cause dano à
população exposta.
- expresso em ppm ou mg/kg
- sempre provisório, tendência diminuir
- não existe para substâncias presentes
naturalmente.
Exemplo:
Corante Z
LMP = 5 ppm
• Presente em balas, sucos, gelatinas, etc
• Questão  se o LMP não for ultrapassado em 
nenhum dos produtos acima, podemos ingerir
Ingestão Diária Aceitável - IDA
É a quantidade de um aditivo ou contaminante no
alimento que pode ser ingerida diariamente,
durante toda a vida, sem risco apreciável à saúde,
à luz dos conhecimentos toxicológicos disponíveis
na época de sua avaliação.
É expressa em mg/kg de peso corpóreo/dia.
LISTA GRAS de ADITIVOS alimentares (geralmente
reconhecidos como seguros).
Parâmetros de segurança
Ingestão diária aceitável (IDA):
IDA= NOAEL
FS
• NOAEL: maior dose onde não se observa efeito
tóxico nos animais de experimentação
• FS: fator de segurança (fator de 100 para
aditivos)
1. Avaliação toxicológica visando identificar efeitos
decorrentes da exposição a níveis elevados e
determinar a dose que não provoca efeitos adversos
(NOAEL).
2. Cálculo da dose que o homem pode ingerir por toda a
vida sem risco a saúde.
Aditivo e praguicida – IDA
Contaminantes – Ingestão diária ou semanal
tolerável (IDTM, ISTM)
3. Regulamentação para garantir que a IDA não será
excedida.
Avaliação toxicológica de substâncias químicas 
presentes nos (aditivos ou contaminantes)
3 estágios:
Critérios para Avaliação:
Exigências de testes não é a mesma para todos os
aditivos.
Fatores que influenciam:
• Toxicidade esperada (estrutura química);
• Níveis de exposição;
• Ocorrência natural dos alimentos;
• Uso em alimentos tradicionais;
• Conhecimento de efeito no homem.
Critérios para Avaliação:
Dados importantes e relevantes:
• Metodologia de fabricação;
• Presença de impurezas;
• Destino dos alimentos;
• Níveis de emprego nos alimentos;
• Estimativa da ingestão diária.
Avaliação toxicológica de substâncias químicas
Evidências que podem dispensar estudos toxicológicos
detalhados e ensaios a longo prazo:
1. Os metabólitos formados pelo aditivo se encontram
naturalmente presentes no organismo, em
concentrações superiores àquelas que derivam do uso
do aditivo;
2. Aditivo contribui com apenas uma pequena quantidade
de metabólitos também formados por componentes
naturais do alimento.
3. Composto não é absorvido pelo organismo.
4. Quando o aditivo, antes da absorção, é degradado a
compostos bem conhecidos e reconhecidamente seguros.
Tipos de IDA:
• Incondicional. Ex. sacarina e seus sais (0-5 mg/kg/dia)
• Temporária.Ex. galato de octila* (0-0,1 mg/kg/dia)
• Não-especificada. Ex. celulose microcristalina, sorbitol
• De grupo. Ex. sorbatos (0-25 mg/kg/dia)
*O galato de octila é o éster de 1-octanol e ácido gálico. Como aditivo 
alimentar, é utilizado sob o número E E311, como antioxidante e conservante.
Contaminação Química de Alimentos
Fontes: 
• Poluição Industrial do ambiente: HG, Cd...
• Agricultura: Praguicidas, fármacos veterinários e 
fertilizantes
• Processamento de alimentos: Nitrosaminas
• Contaminação fúngica: Micotoxinas
Impacto na sociedade
Intoxicação Aguda  níveis elevados
Intoxicação crônica  acúmulo, carcinógenos
Aspectos econômicos
• Exportação de alimentos  sistemas de controle
• Rejeição de alimentos  perda econômica
Avaliação toxicológica de 
contaminantes
• Toxicologista
• Nutricionista
• Epidemiologista
• Administrador
• Legislador
Níveis seguros de 
ingestão
Concentrações seguras 
nos alimentos
Contaminantes Químicos
Limites toxicológicos
1. PTWI (Ingestão Semanal Tolerável Provisória)
2. PMTDI (Ingestão Diária Máxima Tolerável
Provisória)
3. MTDI (Ingestão Diária Máxima Tolerável)
4. IDA (Ingestão Diária Aceitável)
5. “Irreducible Level”
PTWI
(Ingestão Semanal Tolerável Provisória)
• Limite toxicológico utilizado para contaminantes que se
acumulam no organismo;
• Valor que representa exposição semanal tolerável
daqueles contaminantes inevitavelmente associados
com o consumo de alimentos, por outro lado, sadios e
nutritivos;
• (ex: metais tóxicos - Hg, Cd, Pb).
MTDI
(Ingestão Diária Máxima Tolerável)
• Limite toxicológico utilizado para contaminantes que não 
se acumulam no organismo;
• O valor representa permissibilidade de exposição como 
resultado da ocorrência da substância no alimento e na 
água;
• (ex: poliestireno)
PMTDI
(Ingestão Diária Máxima Tolerável
Provisória)
• A partir de 1982, o JECFA*, estabeleceu uma faixa para
aqueles elementos-traço que são nutrientes essenciais e
constituintes inevitáveis do alimento;
• O menor valor representa o nível de essencialidade e o
maior limite toxicológico;
• (ex: Cu, Zn)
JECFA: Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives
“IRREDUCIBLE LEVEL”
Quando a concentração de uma substância não
pode ser eliminada do alimento sem implicar no
descarte total do mesmo comprometendo, assim,
a disponibilidade do alimento.
Ingestão Diária Estimada
IDE= C x I
onde:
C= concentração da substância química no alimento
I= quantidade ingerida em 1 dia do alimento
Questões:
1- Como pode ser calculado o IDA? O que
significa este índice?
2- O que é Limite Máximo permitido?
3- Quais os órgãos responsáveis pela
determinação e verificação dos índices e limites
de aditivos nos alimentos?
4- Relacione os índices de contaminantes vistos e
seus conceitos.