Evaluation of biomarkers of human exposure to dietary fumonisin B1 in cities from São Paulo and Santa Catarina states, Brazil

A fumonisina B1 (FB1) e uma micotoxina produzida pelo metabolismo secundário de espécies de Fusarium, principalmente F. verticillioides e F. proliferatum, os quais contaminam diversos alimentos antes e apos o processamento, sobretudo o milho e derivados, gerando graves problemas para a Saúde Pública e a qualidade dos alimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a exposição humana a FB1 presente nos alimentos através da estimativa de ingestão da toxina na dieta e da análise de diferentes biomarcadores presentes em amostras de sangue, urina e cabelo. Além disso, foram investigados os efeitos da toxina através da avaliação de ácido fólico presentes em alimentos e em soro, e os níveis de uréia e creatinina presentes em soro. O estudo foi realizado em dois municípios dos Estados de São Paulo e Santa Catarina, cujos respectivos voluntários foram categorizados como de baixo consumo de derivados de milho (Grupo A, voluntários de Pirassununga/SP) e de alto consumo de derivados de milho (Grupo B, voluntários de Erval Velho/SC). As amostras de alimentos do Grupo A (Pirassununga/SP) foram fornecidas pelos voluntários (n=100) nos meses de Junho/2011, Setembro/2011, Dezembro/2011 e Marco/2012. Os voluntários do Grupo B (Erval Velho/SC) (n=20) forneceram amostras de alimentos no mês de Abril/2012. Em cada grupo, uma lista com 20 alimentos a base de milho foi entregue aos voluntários, para fornecimento de amostras daqueles disponíveis em suas respectivas residências em cada mês de amostragem, totalizando 122 amostras de derivados de milho no Grupo A e 17 amostras no Grupo B coletadas durante o estudo. Adicionalmente, aplicou-se um Questionário de Frequência Alimentar (QFA) e um Inquérito Recordatório de 24 horas (QIR - 24 h) no momento das coletas de amostras. Em cada mês de amostragem de alimentos, foram coletadas amostras de sangue, urina (somente Grupo A) e cabelo dos voluntários, sendo as amostras armazenadas a -20ºC (urina e cabelo) ou -80ºC (sangue) até o momento das análises. As amostras de alimentos foram submetidas a análise de FB1, sendo que as de farinha de milho foram também analisadas quanto ao teor de ácido fólico. Ambas as análises foram feitas através de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Em soro, foram avaliadas a relação esfinganina/esfingosina (Sa/So), resíduos de FB1, ácido fólico, uréia e creatinina. Em urina, foram analisados os níveis de FB1, creatinina para correção do volume urinário e a relação Sa/So. Em cabelo, foram analisados os resíduos de FB1 através de CLAE acoplada a espectrometria de massas. Todos os métodos de análise foram submetidos a procedimento de otimização e validação intra--laboratorial. A incidência de FB1 nos alimentos foi, em média, 72% (n=122) nas amostras do Grupo A (Pirassununga/SP) e 35% (n=17) no Grupo B (Erval Velho/SC). Os maiores níveis foram encontrados em amostras de pipoca provenientes do Grupo B, com uma amostra excedendo o limite de tolerância estabelecido no Brasil (2,500 &micro;g kg-1). A ingestão diária provável média (IDPM) de FB1 no Grupo A foi de 63,3 ng kg-1 peso corpóreo (p.c.) dia-1, que corresponde a 3,1% da ingestão provisória máxima tolerável (IPMT) recomendada para fumonisinas (2.000 ng kg-1 p.c. dia-1). A IDPM do Grupo B apresentou uma média de 190,1 ng kg-1 p.c. dia-1 o que corresponde a 9,5% da IDMT. As concentrações de ácido fólico nas amostras de farinha de milho variaram de < 0,3 &micro;g kg-1 (limite de quantificação do método) a 1.705 &micro;g kg-1, com média de 713 &plusmn; 435 &micro;g kg-1. Somente uma amostra apresentou nível de ácido fólico acima do valor mínimo estabelecido pela ANVISA. Em urina, a incidência de FB1 foi de 33,4% (n=251), com níveis médios de 3,19 &plusmn; 3,15 ng mg-1 de creatinina. Não houve correlação (P&gt;0,05) entre as concentrações de FB1 na urina e nos alimentos. Os níveis de esfinganina foram mais elevados em mulheres, com 25,0% (n=116) de amostras positivas, em comparação à urina de homens, 10,4% (n=96). A relação Sa/So apresentou em média 0,91, 0,77 e 0,89 para urina de mulheres, homens e em combinação, respectivamente. Em soro, os níveis de esfingosina foram em média 2,48 ng mL-1 para o Grupo A e 5,01 ng mL-1 para o Grupo B. A relação Sa/So variou de 0,06 a 3,19 com média de 0,79 para o Grupo A e 0,78 para o Grupo B. Embora tenha havido correlação positiva (r=0,574, P&lt;0,05) entre a relação Sa/So no soro e os dados de consumo de milho e derivados obtidos no QIR-24 h, não foram observadas correlações (P&gt;0,05) entre a ingestão de FB1 e a relação Sa/So na urina ou soro. A concentração de ácido fólico no soro variou de 6,7 a 24,0 ng mL-1 (média de 13,4 &plusmn; 5,4 ng mL-1), com ambos os grupos (A e B) apresentando resultados dentro dos valores de referências. Não foram observados níveis detectáveis de FB1 nas amostras de soro. No entanto, FB1 foi detectada em 4 amostras de cabelo humano (7,2%) dos Grupos A e B, cuja concentração média foi de 21,3 &plusmn; 12,1 ng g-1. Em síntese, os resultados obtidos nas análises de biomarcadores de FB1 no presente trabalho estão de acordo com os valores de IDPM encontrados, indicando que a exposição a FB1 nas populações estudadas não representa um risco a saúde.Fumonisin B1 (FB1) is a mycotoxin produced by the secondary metabolism of Fusarium species, mainly F. verticillioides and F. proliferatum, which contaminates foods before and after processing and causes serious problems to public health and food quality. The aim of this study was to evaluate the human exposure to FB1 in food by means of estimated intake of toxin in the diet, and analysis of different biomarkers in serum, urine and hair. In addition, folic acid in food and blood as well urea and creatinin in serum were investigated to evaluate the toxin effects. The study was conducted in two cities of Sao Paulo and Santa Catarina States, where the respective volunteers were categorized as low-consumers of corn products (Group A, volunteers from Pirassununga/SP) and high-consumers of corn products (Group B, volunteers from Erval Velho/SC). Food samples from Group A (Pirassununga/SP) were provided by volunteers (n=100) in June/2011, September/2011, December/2011 and March/2012. The volunteers from Group B (Erval Velho/SC) (n=20) provided food samples in April/2012. In each group, a list of 20 corn products was given to volunteers, to allow them to check and collect the food items available in their homes at each sampling time. The total number of samples of corn products provided by the volunteers were 122 and 17 in Group A and Group B, respectively. Addicionally, a Food Frequency Questionnaire (FFQ) and a 24-Hours Dietary Recall Questionnaire (24h-DRQ) were applied by the time of sample collections. In each month of food samples collection, samples of blood, urine (only Group A) and hair from the volunteers were collected and storage at -20ºC (urine and hair) or -80ºC (blood) until analysis. Food samples were submitted to determination of FB1, and corn meal samples were also evaluated for folic acid levels. Both analysis were performed by high performance liquid chromatography (HPLC). In serum, analyses included sphinganine/sphingosine ratio (Sa/So), FB1 residue, folic acid, urea and creatinine. In urine, the levels of FB1, creatinine to correct urinary volume and Sa/So ratio were evaluated. In hair, FB1 residues were analysed by HPLC coupled to mass spectrometry. All the analytical methods were submitted to optimization and intra-laboratorial validation procedures. The mean incidences of FB1 in corn products were 72% (n=122) in samples of Group A (Pirassununga/SP), and 35% (n=17) of Group B (Erval Velho/SC). The higher levels were found in popcorn from Group B, with one sample exceeding the tolerance limit established in Brazil (2,500 &micro;g kg-1). The mean probable daily intake (PDIM) of FB1 in Group A was 63.3 ng kg-1 body weigh (b.w.) day-1, which corresponds to 3.1% of provisional maximum tolerable intake (PMTDI) recommended for fumonisins (2,000 ng kg-1 b.w. day-1). PDIM of Group B was 190.1 ng kg-1 b.w. day-1, which represents 9.5% of PMTDI. Folic acid levels in corn meal ranged from &LT; 0,3 &micro;g kg-1 (quantification limit) to 1.705 &micro;g kg-1, with a mean of 713 &plusmn; 435 &micro;g kg-1. Only one sample had levels of folic acid above the minimum established by ANVISA. In urine, the incidence of FB1 was 33,4% (n=251), at mean levels of 3,19 &plusmn; 3,15 ng mg-1 of creatinine. There wasn\'t correlation (P&gt;0.05) between concentrations of FB1 in urine and foods. Sphinganine levels were higher in woman, with 25.0% (n=116) of positive samples in comparison to urine of men, 10.4% (n=96). The mean Sa/So ratios were 0.91, 0.77 and 0.89 for urine of women, men and in combination, respectively. In serum, sphingosine presented a mean of 2.48 ng mL-1 to Group A and 5.01 ng mL-1 to Group B. Sa/So ratio ranged from 0.06 to 3.19 with a mean of 0.79 to Group A and 0.78 to Group B. Although a positive correlation (r=0.574, P&lt;0.05) was found between Sa/So ratio in serum and corn consumption data obtained by 24h-DRQ, no correlation was observed (P&gt;0,05) with FB1 intake and Sa/So ratio in urine or serum. Folic acid concentration in serum ranged from 6.7 to 24.0 ng mL-1 (mean of 13.4 &plusmn; 5.4 ng mL-1), with both groups (A and B) presenting levels within the reference valuies. There were no detectable levels of FB1 in serum samples. However, FB1 was detected in 4 human hair samples (7.2%) of Groups A and B, at a mean concentration was 21.3 &plusmn; 12.1 ng g-1. In summary, the results obtained in the analyses of FB1 biomarkers in the present study are in agreement with the PDIM values found, hence indicating that FB1 exposure in the populations studied do not represent a health concern

Calibração do disco medidor de pastagem e estimativa nutricional por área na região oeste de Santa Catarina

A alimentação do animal é um dos fatores determinantes na eficiência do manejo. O método de manejo Voisin dá ênfase no uso equilibrado dos recursos naturais com o objetivo de melhorar seu aproveitamento. Este trabalho investiga a estimativa de nutrientes em pastagens, obtida com dados da altura e densidade em sistemas de manejo Voisin. Os resultados mostram que as alturas da pastagem variam de 3,7 a 14,1 cm na propriedade 1, e  6,88 a 16,56 cm na propriedade 2. Nos entornos do piquete, as alturas da pastagem foram inferiores às encontradas no centro. A altura das pastagens variou de 3,21 cm a 25,59 cm, tendo um aumento significativo nos meses de dezembro a abril. Uma estimativa realizada com pastagens de verão demonstra que cada cm de pastagem horizontal é composta por 327,43 g de Matéria Seca (MS), 159 g de Proteína Bruta (PB) e 5,89 g de Cálcio (Ca). Avaliando o sistema com pastagens de inverno, observou-se que, a cada cm de pastagem, foram encontradas em média 372,92 g de MS, 347,83 g de PB e 11,37 g de Ca. Com informações acerca da porção nutritiva destinada ao consumo, é possível obter um melhor controle e uma otimização do manejo animal

Changes in food caused by deep fat frying: a review

Deep-fat frying is widely used in food industries because of its low cost and high demand, since it produces convenient food of high acceptability. The process is based on the oil-food interaction at high temperatures, which cooks and dehydrates the food, leading to physical and chemical changes, such as starch gelatinization, protein denaturation, flavoring and color production via Maillard reaction. Some food and oil compounds are lost in the frying process, and potentially toxic compounds are developed in the oxidized oil. Although widely studied, many of these compounds have not been fully identified. The purpose of this study was to review literature findings on changes in food caused by the frying process.O processo de fritura &eacute; amplamente utilizado em ind&uacute;stria de alimentos devido ao baixo custo e alta demanda pela praticidade e grande aceita&ccedil;&atilde;o. O processo &eacute; baseado na intera&ccedil;&atilde;o &oacute;leo-alimento a altas temperaturas, que cozinha o alimento e desidrata, levando a altera&ccedil;&otilde;es f&iacute;sicas e qu&iacute;micas assim como a gelatiniza&ccedil;&atilde;o do amido, desnatura&ccedil;&atilde;o de prote&iacute;nas, aroma e produ&ccedil;&atilde;o de cor atrav&eacute;s da rea&ccedil;&atilde;o de Maillard. Alguns compostos presentes nos alimentos e no &oacute;leo s&atilde;o perdidos no processo de fritura, e componentes potencialmente t&oacute;xicos s&atilde;o desenvolvidos nos &oacute;leos oxidados. Embora diversos tenha havido avan&ccedil;os na identifica&ccedil;&atilde;o desses componentes, muitos ainda n&atilde;o foram identificados. A proposta desse trabalho foi avaliar as altera&ccedil;&otilde;es nos alimentos causadas pelo processo de fritur

Assessment of mycotoxin exposure and risk characterization using occurrence data in foods and urinary biomarkers in Brazil

This study aimed to assess the exposure of residents (N=86) from rural areas to multiple mycotoxins and characterize the associated risk in two sampling periods (SP) (April–May and December/2016). Mycotoxins in food and urine samples were determined by liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry. Mean probable daily intake (PDI) values based on occurrence data in foods in both SP varied from 0.007 to 0.013, 0.069 to 1.002, 0.119 to 0.321 and 0.013–0.156 μg kg−1 body weight (bw) day−1 for aflatoxins (AFs), deoxynivalenol (DON), fumonisins (FBs) and zearalenone (ZEN), respectively. Mean PDI values based on urinary biomarkers were 0.001, 84.914, 0.031, 0.377 and 0.002 μg kg−1 bw day−1 for AFB1, DON, ochratoxin A (OTA), FB1 and ZEN, respectively. Hazard quotient (HQ) calculated using food data revealed a potential health concern for ZEN in 2nd SP. HQ > 1 based on urinary biomarkers were observed for DON in the two SP. Although OTA was not detected in any food sample, the HQ based on urinary OTA levels was>1 in the 1st SP. Margin of exposure values for AF from food and urine data in the 1st SP were below 10,000, indicating potential health risks.Highlights: Mycotoxin exposure evaluation and risk assessment in rural areas from Brazil; 53% of food samples analyzed (N=203) presented at least one type of mycotoxin; Urinary biomarkers of mycotoxins found at levels of 0.02–12.0 ng mg−1 creatinine; PDI based on biomarkers in urine exceed recommended TDI values for DON and OTA; Margin of exposure values indicated health risks associated with dietary aflatoxins.The authors would like to thank the Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) – grant no. 400649/2014-4, for financial support and fellowships. This study was financed in part by the Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Finance Code 001. Paula Alvito and Ricardo Assunção acknowledge the support from National Institutes of Health, Dr. Ricardo Jorge, and CESAM by means of Fundação para a Ciência e a Tecnologia [UID/AMB/50017/2013], through national funds, and the co-funding by the FEDER [POCI-01- 0145-FEDER-00763], within the PT2020 Partnership.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Relação entre níveis de fumonisina B1 e ácido fólico em farinha de milho e a concentração de ácido fólico no soro humano

RESUMO: Neste trabalho foram determinados os níveis de ácido fólico e de fumonisina B1 (FB1) em farinha de milho consumida por 24 voluntários residentes em um campus universitário no estado de São Paulo, bem como sua relação com as concentrações de ácido fólico sérico nos indivíduos. As análises de ácido fólico e de FB1 em farinha de milho foram realizadas por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), enquanto a determinação de ácido fólico sérico foi feita por kit de imunoensaio. Detectou-se a FB1 em 100% das amostras de farinha de milho, em níveis que variaram de 142 a 3.037 µg kg-1 (média: 738 ± 591 µg kg-1). As concentrações de ácido fólico nas amostras de farinha de milho ficaram entre < 0,3 µg kg-1 (limite de quantificação) e 1.705 µg kg-1, com média de 713 ± 435 µg kg-1, o que representa 47% do limite mínimo exigido pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) para farinhas de milho comercialmente disponíveis. Nas amostras de soro humano, os níveis de ácido fólico variaram de 6,7 a 24,0 ng mL-1 (média: 13,4 ± 5,4 ng mL-1). Não houve correlação (p < 0,05) entre os níveis de ácido fólico no soro dos indivíduos e as concentrações de FB1 ou ácido fólico nas amostras de farinha de milho. Outros estudos são necessários para estimar a ingestão total de FB1 por meio da dieta para averiguar os efeitos das fumonisinas sobre a absorção de ácido fólico nos indivíduos avaliados

Ganho de peso, consumo de ração e histologia de órgãos de leitões alimentados com rações contendo baixos níveis de fumonisina B1

A fumonisina B1 (FB1) é um metabólito secundário produzido principalmente por Fusarium verticilioides em diversos tipos de alimentos, principalmente o milho, o qual constitui a base para composição de rações para várias espécies de animais domésticos. A FB1é particularmente tóxica para suínos, cujas manifestações clínicas são evidentes em animais expostos a altas concentrações de FB1 na ração (em geral, acima de 30mg/kg). No entanto, são escassos os estudos sobre os efeitos da FB1em suínos alimentados com rações contendo baixas concentrações de fumonisinas, as quais são mais prováveis de serem encontradas em condições de campo. O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos da exposição de leitões a baixos níveis de FB1 na ração, durante 28 dias, sobre o ganho de peso, consumo de ração, peso relativo de órgãos e aspectos histológicos do baço, fígado, pulmões, rins e coração. Vinte e quatro leitões foram distribuídos em 4 grupos experimentais e alimentados com rações contendo 0mg (controle), 3,0mg, 6,0mg ou 9,0mg FB1/kg de ração. As diferentes dietas não afetaram (P>0,05) o ganho de peso e nem o peso relativo dos órgãos analisados. Não foram constatadas lesões macroscópicas ou histopatológicas no baço, fígado, rins e coração. No entanto, foram observadas lesões histopatológicas nos pulmões de todos os suínos alimentados com rações contaminadas com fumonisinas, indicando que nenhum dos níveis de FB1 usados no experimento poderia ser considerado como seguro para suínos. São necessários novos estudos sobre os mecanismos de ação tóxica da FB1 em suínos, sobretudo em condições de exposição prolongada a baixos níveis de contaminação na ração.Fumonisin B1 (FB1) is a secondary metabolite produced mainly by Fusarium verticilioides in several types of foods, particularly corn, which is the basis for composition of feed for several domestic animals. FB1 is particularly toxic to pigs, being the clinical manifestations evident in animals exposed to high concentrations of FB1 in the diet (generally above 30mg/kg). However, there are few studies on the effects of FB1 on pigs fed rations containing low concentrations of fumonisin, which are most probably found under field conditions. The aim of the study was to evaluate the effects of a 28-day exposure of piglets to low levels of FB1 in the feed on the weight gain, feed consumption, organ weights and histological aspects of the spleen, liver, lungs, kidneys and heart. Twenty-four pigs were assigned into 4 experimental groups and fed diets containing 0mg (control), 3.0mg, 6.0mg or 9.0mg FB1/kg diet. The different diets did not affect (P>0.05) the weight gain or the weight of organs examined. There were no macroscopic or histological lesions in the spleen, liver, kidneys and heart. However, histological lesions were found in the lungs from all animals fed rations containing fumonisin, hence indicating that none of the FB1 levels used in the experiment could be considered as safe for piglets. Further studies on the mechanisms of toxic action of FB1 in pigs are needed, particularly under conditions of prolonged exposure to low contamination levels in the diet