Propunere – testarea toxicitatii aditivilor alimentari

1. Propunere – testarea toxicitatii aditivilor alimentari ramonasuharoschi USAMV Cluj 2011

2. Principii generale • Tipuri de studii de toxicitate • Determinarea nivelelor de toleranta

3. Principii generale • Animalele de laborator - modele de evaluare a toxicitatii diferitelor substante • Diferenta de specie • cantitatea de aditiv consumata • efect cumulativ • Un aditiv nu poate fi folosit pt a schimba caracteristicile alimetelor (i.g. sulfiti in carne – US Department of Agriculture reglementeaza carnea, FDA interzice)

4. TIPURI DE STUDII ANIMALE – claslificarea testelor de toxicologice • Studii de toxicitate acuta pe cale orala • O singura expunere, sau doze multiple pe 24h • Determinarea efectelor adverse in expunerile acute (pe termen scurt) • Animale folosite frecvent: rozatoare (cobai sau soareci)

5. TIPURI DE STUDII ANIMALE – claslificarea testelor de toxicologice • Studii de alimentatie pe termen scurt (feeding study) • Durata < 1 luna, frecvent 28 zile • Determinarea dozelor testate in studiile pe termen lung • Determinarea organelor tinta ce urmeza a fi urmarite in testarile chimice

6. TIPURI DE STUDII ANIMALE – claslificarea testelor de toxicologice • Studii de toxicitate subcronica pe cale orala • Durata 90 zile – 12 luni • Cel putin 3 doze • 20 cobai/ grup de studiu/doza – din fiecare sex • 4 ciini/ grup de studiu/doza – din fiecare sex • informatii legate de efectul toxic asupra organelor tinta din expunerea la doze zilnice pe o anumita perioada

7. TIPURI DE STUDII ANIMALE – claslificarea testelor de toxicologice • Studii de toxicitate cronica pe cale orala • Durata > 1 an • Determinarea celui mai cronic efect si a legaurii doza-sraspuns • Evaluarea potentialului carcinogenetic pt diferiti aditivi alimentari

8. TIPURI DE STUDII ANIMALE – claslificarea testelor de toxicologice • Toxicitatea evolutiva si studii de teratogenie (pe cale orala) • Rozatoare • Generatii multiple, pt determinarea efectelor asupra urmasilor si reproducere • Efecte asupra sistemului reproducator (functiei gonadelor), ciclului estrogenilor, comportaentul imperecherii, conceptie si evaluarea perioadei de graviditate • Evaluarea incidentei malformatiilor congenitale (defete la nastere) • Combinate cu studii cronice de alimentatie si bioevaluarea carcinogenezei

9. TIPURI DE STUDII ANIMALE – claslificarea testelor de toxicologice • Bioevaluarea carcinogenezei • Doua specii animale • Observarea anmalelor de experienta pe durata de viata pentru aparitia cancerelor • Cai de administrare: orala, cutanata, inhalatorie

10. Determinarea nivelelor de toleranta • Nivel de toleranta = nivelul maxim de aditiv admis in alimente • NOEL (No observed effec level) = nivelul la care nu sunt observate nici un efect advers la animalele studiate in studii de alimentatie • NOAEL (no observed adverse effect level) • Determinat in studii subcronice • = doza cea mai mare in mg/kg bw la care nu se observa efecte adverse

11. Terminologie • NEL (no-effect level) • NOEL (no-observed-effect-level) • NOAEL (no-observed-adverse-effect-level) • ADI (adequate daily intake) • ADI = NOEL / factor de siguranta (10,1000) • TL (Tolerance Level) = (ADI x gc)/ FDI • FDI = Food Daily Intake

12. Determinarea nivelelor de toleranta • RfD (Reference dose) = doza maxima zilnica (mg//kg bw) considerata acceptabila pt consumul uman in timpul vietii (durata medie de viata = 70 ani) • Factor de siguranta aplicat NOEL pt determinarea RfD • Factorul de siguranta variaza intre 100 – 1000 depinzind de specie si susceptibiliatatea individuala la toxicitate • Substante cu potential toxic sever se aplica un factor de siguranta de 1000

13. Determinarea nivelelor de toleranta • RfD = NOEL/Factor de siguranta • MPI = maximal permissible intake per day (nivel maxim acceptat a fi consumat pe zi) • MPI (mg/zi) = RfD (mg/kg) x 60 kg (greutate adult) • MPL = maximal permissible level in food (nivel maxim acceptat in alimente) = tolerance level (nivel de toleranta) • MPL = MPI/factor alimentar • Factorul alimentar = estimarea cantitatii almentului respectiv in dieta • RfD > EDI (Estimated Daily Intake) Doza estimata zilnic • EDI = nivel probabil al consumului de aditiv (gr/persoana/zi)

14. Exemplu: albastru briliant • Albastru briliant: aditiv sintetic testat pe doua specii de animale • NOAEL = 1000 mg/kg bw • RfD = NOEL/factor siguranta = 1000/100 = 10 mg/kg bw • Datele anchetei consumului alimentar: 5,4 mg/kg bw • MPI/zi = RfD x 60 kg (greutate adult) = 10 mg/kg x 60 kg = 600 mg • In cazul adaugarii colorantului in bomboane se estimeaza ca se consuma 1 gram (gm) / zi, MPL/ toleranta este de 600 mg colorant/gram bomboana

15. Teste de toxicitate pt aditivi alimentari • Aditivi alimentari indirecti: • Expunere (<0,05ppm): A • Expunere nesemnificativa (>0,05ppm): A***, C, I*, K**, E, J* • Expunere semnificativa (>~1ppm): A***, D***, F, G, H, I, J*, K**, L** ------------------------ *daca este indicat de data si informatii existente ** sugerat ***daca necesita studii in continuare

16. Teste de toxicitate pt aditivi alimentari • Aditivi alimentari directi (limitele admise ): • Limite nivel I: B, K • Limite nivel II: A***, D, E, I, J*, K • Limite nivel III: A***, D***, F, G, H, I, J*, K, L** ------------------------ *daca este indicat de data si informatii existente ** sugerat ***daca necesita studii in continuare Daca se suspecteaza carcinogeneza studii pt carcinogeneza se efectueaza indiferent de circumstante.

17. Teste de toxicitate pt aditivi alimentari Studii de toxicitate: • Studii acute e cale orala--roaztoare • Studii de alimentatie pe termen scurt (feeding study) cel putin 28 zile -- rozatoare • Studii de alimentatie subcronice (90 zile) -- rozatoare cu expunere intra-uterina • Studii de alimentatie subcronic (90 zile) -- rozatoare • Studii de alimentatie subcronic (90 zile) -- nerozatoare • Studii de alimentatie pe durata vietii (ca 2 ani) -- rozatoare cu expunere intrauterina pt carcinogeneza si toxicitate cronica • Studii de alimentatie pe durata vietii (ca2 ani) – roaztoare pt carcinogeneza • Studii de almentatie pe termen scurt (cel putin 1 an) – ne-rozatoare • Studii de alimentatie multigeneratii pt reproducere (min. 2 generatii) cu faza de teratologie – rozatoare • Studii de teratologie • Studii pe termen scurt pt potentialul carcinogenetic • Studii de metabolism -------------------------------------------------------- Bibliografie: ‘Redbook’

18. Limite ale expunerii si structurii pt aditivii directi

19. Metode de Testare I. Spectrofotometrie II. Chromatografie - tehnici de separe III. Electroforeza capilara IV. Mass Spectrometrie V. Teste Imune (Immunoassay)

20. Metode de TestareI. Spectrophotometrie A. UV-visibil B. Fluorescenta C. Chemiluminescenta

21. Metode de TestareI. Spectrophotometrie A. UV-visibil 1. Descrierea tehnicii/ aparaturii 2. Avantaje/dezavantaje: teste colorimetrice – cu specificitate si sensibilitate mare. Folosite pentru cromatografie lichida si tehnic imune 3. inca folosite pt salicilati si testari in medicina legala

22. Metode de TestareI. Spectrophotometrie B. Fluorescenta 1. Descrierea tehnicii/aparaturii 2. Avantaje/dezavantaje: sensibilitate si specificitate mai mare decit UV-vis dar interefrenta mai mare. Folosit a detector pentru LC si tehnici imune.

23. Metode de TestareI. Spectrophotometrie C. Chemiluminescenta 1. Descrierea tehnicii/ aparaturii 2. Avantaje/ dezavantaje: sensibilitate mare. Folosita ca detector al tehnicilor imune.

24. Metode de TestareII. Cromatografie – tehnici de separare 1. Cromatografie intr-un singur plan A. Cromatografie in strat subtire (TLC) B. Cromatografie pe hirtie 2. Gas chromatograpfie (GC) 3. High performance liquid chromatography (HPLC)

25. Metode de TestareIII. Electroforeza capilara 1. Descrierea tehnicii 2. Avantaje/dezavantaje

26. Metode de TestareIV. Mass Spectrometrie 1. Descrierea tehnicii/ aparaturii 2. GC-MS, LC-MS

27. Metode de TestareV. Teste imune (Immunoassay) 1. Principii generale a reactiilor anticorpi-antigen, antiser policlonal si monoclonal 2. Principii generale/ descrierea tehnicilor imune 3. Tipuri de teste A. Radioimmunoassay (RIA) B. Enzyme-Multiplied Immunoassay Technique (EMIT) C. Fluorescence Polarization Immunoassay (FPIA) D. Kinetic Interaction of Microparticles in Solution (KIMS) E. Cloned Enzyme Donor Immunoassay (CEDIA) F. Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) 1. Sandwich assays

28. FISA DE EVALUARE TOXICOLOGICA • denumirea substantei analizate • formula chimica, structura, masa moleculara • utilizare • surse de provenienta • cai de contaminare a produselor alimentare • testarea sigurantei • studii TA • studii toxicitate subacuta • studii TC si carcinogeneza • studii legate de reproducere • studii de teratogenitate = NOAEL • studii de antigenicitate • studii de mutagenitate • studii farmacologice generale • alte studii de toxicitate -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- • absorbtia, distributie, metabolism, eliminare • determinarea dozei zilnice admise (ADI); NOAEL • estimarea ingestiei zilnice • standard de utilizare • observatii • caracteristici fizico-chimice • evaluare, identificare, proprietati specifice, metode analitice de determinare • stabilitatea in alimente • toxigenicitatea