Toxicología alimentaria Diplomatura de nutrición humana y dietética Curso 2010-2011 TOXINAS PROCEDENTES DEL PROCESADO DE ALIMENTOS Dr. Jesús Miguel Hernández-Guijo Dpto. Farmacología y Terapéutica Facultad de Medicina Universidad Autónoma de Madrid Clasificación de los tóxicos según su fuente 1.- Tóxicos naturales - Alimentos marinos -Alimentos vegetales - Hongos superiores - Sustancias antinutritivas 2.- Contaminación por microorganismos - Intoxicaciones de origen bacteriano - Toxinfecciones alimentarias - Micotoxinas 3.- Constituyentes químicos de agua y suelo -inorgánicos -orgánicos 4.- Aditivos alimentarios 5.- Transformación de componentes de los alimentos 1
Procesado de alimentos Tecnología del procesado de alimentos fritura tostado asado evaporación ahumado esterilización pasteurización irradiación escabechado congelación enlatado Cocinado doméstico aumenta la palatabilidad estabiliza los alimentos mejora su digestibilidad destruye microorganismos tóxicos desactiva sustancia tóxicas Tóxicos derivados por transformación de componentes de los alimentos 1. Compuestos pirorgánicos -Hidrocarburos aromáticos policíclicos -Aminas heterocíclicas 2. Compuestos no pirolíticos derivados de aminoácidos -Melanoidinas 3. Compuestos producidos por degradación o reacción de contaminantes -Nitritos y N-nitroso 4. Compuestos originados por calentamiento y oxidación de grasas y aceites -Hidrólisis de triglicéridos a ácidos grasos y glicerol -Hidroperóxidos y peróxidos 5. Compuestos formados por tratamiento alcalino. -Lisinoalanina. -Aminas presoras 2
1.- Compuestos pirorgánicos Hidrocarburos aromáticos policíclicos Origen: -Temperaturas elevadas de carbonización (>270ºC) - <400ºC se forman pocos hidrocarburos aromáticos policíclicos. - especialmente en parrillas con carbón vegetal y a cielo abierto - procedimientos culinarios: -temperaturas 370-390ºC -superficie pan en horno 400ºC -fritura profunda en grasa 400-600ºC Dónde se encuentran?: -alimentos asados -ahumados -difundidos por el medio ambiente (agua, suelo, polvo, alimentos ) Hicrocarburos aromáticos policíclicos Oxidación dependiente de cit P450 Efectos: Mutagénicos potencialmente cancerígenos (mg/kg) Epóxidos Proteínas y ac. nucleicos 3
Benzopireno Alimentos vegetales: -lechuga 12µg/kg -espinaca 20µg/kg -col 20µg/kg -germen de centeno 25µg/kg -pan de trigo y de centeno 1µg/kg -aceites de soja, cacahuete, maíz, oliva Las plantas comestibles no lo sintetizan Aminas heterocíclicas Alimentos ricos en proteínas Cancerígenos en tracto digestivo MeIQX(metilimidazoquinolina) y IQ (imidazoquinolina) en pescados asados metabolizados en hígado a mutágenos activos 4
2.- Compuestos no pirolíticos derivados de aa. Reacción de Maillard: producción de pigmentos pardos y polímeros (grupo amino de aa y carbonilo de aldehídos) Humedad y calor Efectos: Hepatotóxicos Reacciones alérgicas Mutágenos Posibles cancerígenos Los productos: -colorantes y saborizantes para alimentos -color pardo, olores típicos de asado y ahumados 3.- Compuestos producidos por degradación o reacción de contaminantes Nitritos: -por reducción bacteriana de nitratos -bacterias nitrificantes presentes en alimentos, saliva y tracto GI Fuentes de nitratos: -presencia natural como consecuencia del ciclo del nitrógeno -empleo de fertilizantes nitrogenados -excretas de animales agrícolas -desechos municipales e industriales -aditivos alimentarios -nitritos (espinacas, zanahorias, tubérculos, carnes curadas ) Nitrito y curado de la carne: -acción antibacteriana C. Botulinum (mecanismo desconocido) -atractivo color rojo (nitrosilmioglobina, nitrosilemoglobina) -flavor a curado (bacon, salchichas Frankfurt, magro de cerdo ) 5
Riesgos: - Aumentos de metahemoglobinemia -acidez gástrica disminuida -ingesta de agua en niños -hemoglobina fetal -desarrollo incompleto sistema NADH-metahemoglobina reductasa - N-nitroso: Formación de nitrosaminas en adultos -teratogénicos, mutagénicos y cancerígenos -dialquilnitrosaminas (DMN, DEN) -de estructura cíclica (N-nitriso piperidina, N-nitroso pirrolidina) -acilalquilnitrosaminas (nitrosoguanidina) -las condiciones de ph y presencia bacteriana en tracto gastrointestinal 6
4.- Compuestos originados por calentamiento y oxidación de grasas y aceites Hidrólisis de triglicéridos (calentamiento superior a 180ºC) (Calentamiento intermitente es más efectivo que el continuado) ácidos grasos Monómeros cíclicos -retraso en crecimientos -hepatotóxicos glicerol Acroleina - irritante de mucosas -dermatitis -conjuntivitis -bronquitis Peroxidación lipídica -lípidos insaturados -al oxidarse dan hidroperóxidos -forman radicales libres -también se forman por calefacción o almacenamiento prolongado -la mayoría son destruidos en el intestino 5.- Compuestos formados por tratamiento alcalino Condiciones alcalinas empleadas en el procesado de proteínas animales y vegetales para uso alimentario Derivados de aminoácidos con efectos tóxicos lisonoalanina, ornitinoalanina y lantionina Efectos: nefrotóxicos 7
Irradiación de los alimentos Efectos Esterilizar alimentos controlar la alteración microbiana controlar las infecciones por insectos inhibir la aparición de brotes en alimentos vegetales Rayos gamma (cobalto-60 y cesio-137): -Penetran profundamente en los alimentos y destruyen microorganismos -Dista de la potencia requerida para producir radioactividad -Reduce la aplicación post-cosecha de plaguicidas -Sustituye al calor cuando este no se puede emplear -Producen productos químicos derivados. Radicales libres Los tratamientos térmicos normalmente usados en el procesado de alimentos suelen producir mayores modificaciones químicas 8