Upload
others
View
11
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ASPETTI CHIMICI DELLA SICUREZZA DEI PRODOTTI
ALIMENTARI
Giovanni LerckerDipartimento di Scienze degli Alimenti
Università degli Studi di Bologna
La sicurezza alimentare
• Il “rischio uguale a zero” non esiste
• La sicurezza nel settore degli alimenti non è un pre-requisito della qualità
• La sicurezza nel settore degli alimenti è uno degli aspetti della qualità
Azioni patogeniche dovute ad alimenti
• INTOSSICAZIONI• ALLERGIE• INTOLLERANZE• EFFETTI: acuti, sub-acuti e di media intensità
• In ciascun individuo, nei paesi industrializzati passano annualmente attraverso il tratto gastrointestinale da 300 a 1000 kg di cibo
COMPORTAMENTI NUTRIZIONALI (AVVERSI) DI CARATTERE CHIMICO
• Additivi• Contaminanti (diretti ed indiretti)• Sostanze naturali antinutrizionali• Nutrienti• Componenti allergenici o che provocano
intolleranza
PRINCIPALI ORIGINI DELLE SOSTANZE PROBLEMATICHE PRESENTI NEGLI ALIMENTI
• Sostanze presenti nella normale composizione degli alimenti
• Sostanze xenobioticheContaminazioni volontarieParticolari processi tecnologiciContaminazioni accidentaliUtilizzazione di additivi chimici in zootecniaUtilizzazione di farmaci per la terapia di animaliPromotori della crescita utilizzati fraudolentemente
• Sostanze di neogenesi (all’interno dell’alimento)Sostanze che possono essere diminuite (LAL, Ammine biogeniche, PAHs, …)Sostanze che possono essere eliminate (Idrocarburi del petrolio, ..)
Settori e fasi relativi alla filiera di produzione, distribuzione e consumo di alimenti
MATERIE PRIME TRASPORTO TRASFORMAZIONE produzione STOCCAGGIO raccolta/macellazione CONSERVAZIONE conservazione
A B C
CONFEZIONAMENTO STOCCAGGIO CONSERVAZIONE
D TRASPORTO CONSERVAZIONE CONSERVAZIONE CUCINA VENDITA CONSUMO E F
Classificazione dei problemi di sicurezza, per gli aspetti chimici, in funzione della fase della filiera di produzione
settore Origine dei problemi di sicurezza
Componenti indesiderati
A
Trattamenti alle coltivazioni Alimentazione e trattamenti farmacologici Modificazioni dei componenti durante la conservazione Sviluppo di microrganismi
Pesticidi, fitofarmaci Farmaci: principi attivi e metaboliti Costituenti dei materiali ambientali* Tossine microbiche Modificazioni chimiche dovute alle condizioni e al tempo di conservazione
B
Mantenimento dell’eventuale catena del freddo Acquisizione di nuovi componenti (cessioni) Modificazioni dei componenti durante la conservazione Sviluppo di microrganismi
Costituenti dei materiali ambientali* Tossine microbiche Modificazioni chimiche dovute alle condizioni e al tempo di conservazione
C
Modificazione dei componenti in seguito ai trattamenti Acquisizione di nuovi componenti (cessioni, formulazioni complesse e neoformazioni) Sviluppo di microrganismi
Costituenti dei materiali ambientali* Tossine microbiche Composti di neoformazione Composti addizionati
D
Mantenimento dell’eventuale catena del freddo Modificazioni dei componenti durante la conservazione Acquisizione di nuovi componenti (cessioni) Sviluppo di microrganismi
Costituenti dei materiali ambientali* Tossine microbiche Modificazioni chimiche dovute alle condizioni e al tempo di conservazione
E
Mantenimento dell’eventuale catena del freddo Modificazioni dei componenti durante la conservazione Acquisizione di nuovi componenti (cessioni) Sviluppo di microrganismi
Costituenti dei materiali ambientali* Tossine microbiche Modificazioni chimiche dovute alle condizioni e al tempo di conservazione
F
Mantenimento dell’eventuale catena del freddo Modificazioni dei componenti durante la conservazione Acquisizione di nuovi componenti (cessioni) Errori domestici Sviluppo di microrganismi
Costituenti dei materiali ambientali* Tossine microbiche Modificazioni chimiche dovute alle condizioni e al tempo di conservazione
*acquisiti per contatto, compresi quelli derivati dai prodotti per la pulizia e l’igiene
Obiettivi delle tecnologie alimentari
• a) miglioramento dell'accettabilità organolettica (ad esempio il processo di raffinazione degli oli di semi elimina gli odori ed i sapori sgradevoli che li renderebbero non utilizzabili);
• b) riduzione dei costi (processi su larga scala consentono di ridurre i prezzi sul singolo pezzo di prodotto);
• c) aumento delle facilitazioni per il consumatore (ad esempio avere la possibilità di utilizzare alimenti tipo i precotti, i refrigerati e i surgelati);
• d) prolungamento del periodo di conservazione, miglioramento della qualità igienica (grazie ad una stabilizzazione del prodotto per inibizione della crescita o pereliminazione dei microrganismi, mediante l'utilizzo della refrigerazione e della surgelazione, o dei trattamenti di pastorizzazione e sterilizzazione).
LA MOLECOLA DEL COLESTEROLO
DC
A B
2520
76
54
3
21
HO
Cholesterol
89
19
10
22 24
23
21 27
26
14 15
1617
11
1812
13
Meccanismo di ossidazione
7-HCs7-KC
5α-HC
5α-HPC
7β-HPC
7α-HPC
O HH O
+
O O HH O
O
O H
O O HH O
H O
H O
O O HH O
H O
Cholesterol
Singlet Tripletoxygen oxygen
Prodotti dell’ossidazione dell’acetato di
colesterolo
o6-HPCAs
(20S)-HCA
4-HCAs5,7-CAD
25-HCA 3-KC-5-ene 3-KC-4-ene
(20S)-H CA
25-H PCA7-K-3,5-CD
3,5-CD 2,4,6-CT
3,5,7-CT
6-HCAs
5α-HCA
7-H s-CAEs7-KCA
5α-H PCA7-HCAs7-HPCAs
CAEsCA
O
O H
Ac OAc O
Ac O
Ac O
Ac O Ac O
Ac O
Ac O
Ac OAc OAc O
Ac OAc O
Ac O Ac O Ac O
O
O H
O H
O O H
O O H
O
O O HO
O H
O H
O O H
H O O
O HO O H
In sintesi
• l’ossidazione del colesterolo è simile a quella degli acidi grassi monoinsaturi
• i prodotti di ossidazione sono condizionati dai 7-idroperossidi
• l’acetato di colesterolo (e gli esteri) forma gli stessi prodotti di ossidazione del colesterolo
Alimenti problematici
• Carni fresche pigmentate
• Prodotti contenenti uova, sottoposti a forte riscaldamento e prolungata conservazione
Che cos’è l’acrilammide
• Più piccola ammide con un’insaturazionein α al gruppo ammidico
NH2
O
Acrilammide
Alcuni prodotti della reazione di Maillard
• Furosina
• Idrossimetilfurfurale (HMF)
• Acrilammide
Gli alimenti più ricchi di acrilammide
• - una tazza di caffè 2 μg• - 200 g di pane (50 ppb) 10 μg• - 100 g di pasta (20 ppb) 2 μg• - 30 g di crostini di pane (1000 ppb) 30 μg• - 100 g di pane con spezie (80 ppb) 15 μg• - 50 g Müesli (800 ppb) 200 μg• - 250 g di patatine fritte a stick (800 ppb) 200 μg• - 100 g di patatine chips (1500 ppb) 150 μg• - 300 g di patate arrosto (3000 ppb) 1000 μg
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: 2000-10.000 ppb
• 1000 ppb di acrilammide nelle patate con la conversione di solo 1‰ di asparagina
Ammine biogeniche
Sono generate a partire da amminoacidi per decarbossilazione
Caratteristiche di formaggi a lunga maturazione o di quelli a media maturazione ad elevato coefficiente di maturazione
Hanno una forte interazione con la pressione sanguigna (ammine pressorie)
Alimenti problematici
• Formaggi a prolungata stagionatura, soprattutto quelli che partono da latti crudi
• Salumi (fortemente proteolizzati) e pesci (mal o a lungo conservati)
Lisinoalanina (LAL)
CH COOHH2N
CH2
NH
H2N COOHCH
CH2 4
Meccanismi di formazione ipotizzati
CisteinaSerina
alcali
H2SH2O
CH2
C
COOHH2N
H2
N COOH
C
CH2
COOH
C
CH2
CH2 4
CH
COOH
+ L-Lisina
H
COOH
CH
4
CH2
C
COOH
H* *
H
COOH
CH
4
CH2
C
COOH
L-Lisina+
O fosfato
*
* Carbonio asimmetrico
A)
B)
H2N H2N
H2N H2N
CH2
CH2
H2N
H2N
H
NH NH
NH
Lisinoalanina(LAL)
Contenuto di LAL in alcuni alimentiAlimento Condizioni di cottura
LAL μg/g
Bianco d’uovo fresco - Bianco d’uovo bollito 3 min 140 Bianco d’uovo bollito 10 min 270 Bianco d’uovo bollito 30 min 370 Bianco d’uovo fritto in padella 10 min a 150 °C 350 Bianco d’uovo
fritto in padella 30 min a 150 °C 1100
Latte per l’infanzia campione commerciale 330 Latte evaporato campione commerciale 590 Latte condensato
360
Sodio caseinato 6900 Sodio caseinato
1000
Isolato di proteine di soia
0-370
Ovalbumina 1 h, 120 °C, pH = 2,0 150 Ovalbumina 1 h, 120 °C, pH = 2,0 250 Ovalbumina 1 h, 120 °C, pH = 4,6 310 Ovalbumina 1 h, 120 °C, pH = 6,0 570
Alimenti problematici
• Alimenti di origine animale che hanno subito un forte trattamento termico
Idrocarburi policicliciaromatici
UV
Fluorimetro
Alimenti problematici
• Alimenti affumicati (con tecnologia tradizionale)
• Alimenti sottoposti a cotture ad elevatissima temperatura (alla brace)
ALIMENTI CAUSA DI ALLERGIE
• Cereali contenenti glutine e loro prodotti derivati• Crostacei e prodotti derivati• uova e prodotti derivati• Pesce a prodotti ittici• Arachidi e prodotti derivati• Semi di soia e loro prodotti• Latte e latticini (incluso il lattosio)• Noci e prodotti derivati• Semi di sesamo• Solfiti a concentrazioni di 10 mg per kg or superiori
G R A Z I E P E R L’ A T T E N Z I O N E
• Alcaloidi• Glicosidi• Composti proteici, polipeptidi e ammine• Amminoacidi non proteici
• Tossine non azotate
Alcaloidi teratogeni
Steroidal alkaloids found in Veratrum spp. and Solanum spp. with theirrelative teratogenic potency, as determined in a hamster bioassay
Alcaloidi delle solanacee
Fitoestrogeni
A D D I T I V I
• Coloranti• Aromatizzanti• Dolcificanti• Preservanti• Antiossidanti• Antimicrobici• Antimbrunenti• Emulsionanti
Azione avversa dei nutrienti
Dibenzoclorurati
Componenti antinutrizionali
MICOTOSSINE
Gossipolo
Acidi grassi problematici
• Acidi grassi ciclici (ciclopropenici)
• Acidi grassi trans isomeri
• Acidi grassi saturi
Aflatossine