UNIVERSITATEA TEFAN CEL MARE SUCEAVA Facultatea de Inginerie AlimentarContolul i expertiza produselor alimentare anul I gr.1a

Alfatoxinele din cafea

Coordonator: jj

SUCEAVA2015

Cuprins

1.Scurt isoric32.Clasificarea micotoxinelor43.Factorii care influeneaz biosinteza alfatoxinelor64.Efectele ingestiei de micotoxine65.Prevenirea micotoxicozelor96.Concluzii10Bibliografie11

1. Scurt istoricIstoria cafeleieste la fel de bogat ca nsi cafeaua, datnd de mai mult de 1000 de ani.n Occident,istoria cafelei ncepe acum trei secole, dar n Orientul Mijlociu ea este consumat de toate clasele sociale nc din vechime.Savurosul stimulent are o istorie la fel de bogat c gustul care l-a consacrat. Triburile autohtone din Africa mcinau boabele nedecorticate i amestecau pasta cu grsime animal pn ce obineau nite bile pe care le consumau rzboinicii. Efectul stimulator al cafelei a fost asociat de multe ori cu un anumit extaz religios, practicat de vraci i preoi.O legend de pe la 1400 ne relateaz cum un pstor pe nume Khaldi a remarcat vioiciunea caprelor din turma s dup ce acestea au consumat fructele roii dintr-un tufi slbatic. El nsui gust fructul i se simte revigorat. Nite clugri, vzndu-l dansnd cu caprele, fierb misticele boabe pentru a-i ajuta s stea treji noaptea pentru ceremonii. O alt poveste ne spune c un dervi a fost exilat n deert. Pe cnd mergea far el, o voce i optete s consume fructul, pe care ncearc n zadar s-l nmoaie n ap. Bnd pur i simplu lichidul, crede c este un semn de la Allah c a supravieuit i recomand tuturor reeta.Provincia Zemen din peninsula Arabia este vreme ndelungat singura surs de cafea, care se cultiv din secolul al XV-lea. Prima referin la cafea ns, dincolo de legende, o avem din secolul al IX-lea. Boabele care ieeau din portul yemenit Mocha erau pzite cu mare atenie i nicio plant fertil nu avea voia s ias din ar. Totui, pelerinii musulmani aduc arboir de cafea n rile lor, fiind n curnd instalate plantaii i n India. Cafeaua este la nceput privit drept aliment i nu butur, iar n Orient toate pturile sociale au acces la ea. Ca butur cald este preparat din secolul al X-lea. Renumitul tmduitor Avicenna administra cafeaua n chip de medicament. Din cafea etiopienii produceau chiar un fel de vin, prin fermentarea n ap a boabelor uscate. Originea cafelei se pare de altfel c ar fi o zon a Etiopiei numit Kaffa, de unde se rspndete n Arabia, Yemen i Egipt. Un motiv ar fi similitudinile fonetice, dar o alt teorie sugereaz c ar fi vorba despre originea cuvntului n arabescul quahwek, care nseamn chiar stimulent.n Europa cafeaua ajunge prin portul Veneia, nodul comercial cu negustorii arabi. Popularitatea i-o ctig n momentul n care este oferit ca alternativ la buturile reci. Muli europeni deprind acest obicei n timpul cltoriilor. n secolul al XVII-lea, cnd olandezii domin comerul naval, se introduce cultivarea la scar larg n Indonezia, Java, Sumatra, Sulawesi i Bali. Odat ce francezii aduc o plant de cafea n Martinica, cafeaua ajunge i n America Latin. Motivul pentru care Brazilia este astzi cea mai mare productoare de cafea este o boal care s-a rspndit n culturile asiatice n secolul al XIX-lea, care le-a compromis. Ct despre Africa, plantatorii britanici reintroduc cultivarea sa aici, dup primul rzboi mondial. Cafeauas-a dovedit a fi un aliment cu numeroase beneficii pentru sntate, din prisma coninutului bogat n antioxidani. Numeroase studii vorbesc despre efectele pozitive ale cafelei asupra sntii, ns exist i cercetri care aduc n discuie potenialele substane nocive din boabele de cafea, anumite toxine care ar predispune organismul la mbolnvire. Oamenii de tiin continua s cerceteze efectele adverse asociate cu consumul regulat de cafea, deocamdat consinderat a fi un obicei benefic. (9)

2. Clasificarea micotoxinelorMicotoxinele sunt produi secundari ai fungilor ca i antibioticele doar c acestea sunt toxice pentru oameni. Toxicitatea lor este destul de mare i astfel cantiti foarte mici pot influena starea de sntate a organismului, cele mai importante, cu riscuri semnificative pentru sigurana alimentaiei umane sunt: aflatoxinele, fumonisinele, ochratoxinele, patulina, trichotecina i ergotoxina.Aspergillus poate produce urmtoarele micotoxine: Aflatoxina B1,B2, G1, G2, M1, M2, P1 Ochratoxina A Sterigmatocistina Acid ciclopiazonicAlfatoxinele sunt micotoxine produse de ciuprci din genul Aspergillus, n special de Aspergillus flavus i Aspergillus parasiticus. La nivel celular, aflatoxina B1 n celul i este fie metabolizat de monooxigenaz n reticulul endoplasmatic obinndu-se produi metabolici hidroxilai care sunt ulterior metabolizai la glucuronid i conjugai sulfurai; fie esteoxidat obinndu-se epoxidul reactivcare este hidrolizat spontan i se poate lega de proteine devenind citotoxic. Apariia aflatoxinelor este consecina alterrii biosintezei de acizi grai, din stadiul de acetat i malonat. Aflatoxina B1 afeceteaza sinteza acizilor nucleici i proteinelor, la nivel hepatic. Inhib sinteza de ADN i ARN, precum i transcripia genic.Efectul toxic este dat de Aflatoxina 8, 9, epoxid care se formeaz din Aflatoxina B1, i se poate combina cu ADN, conducnd la mutaii genetice. Sunt termostabile chiar i la tratament termic umed, iar tratamentul cu H2O2, i cu NH3produce doar o detoxifierea parial dar care influeneaz i valoarea nutritiv a produselor.Alafatoxina B1, cel mai desaflatoxina este ntlnit n cafea, arahide, porumb, alune i condimente. Cel mai important este c, odat alimentele infectate, aflatoxina nu mai poat fi distrus nici mcar prin fierbere, iar organismul uman este incapabil s elimine aceast substan toxic.

(Alfatoxinele)Ochrtoxina A, sunt derivai isocumerinici, legai de L- Phe. Este absorbit parial la nivelul stomacului, ns principal cale de absorbie e reprezentat de intestine. Se leag de proteinele plasmatice i odat ajuns n snge se leag de albumina seric.Inhiba sinteza proteinelorla nivel ribozomal, precum i a sintezei de ARN i ADN rezultnd astfelinhibarea diviziunii celulare. Printre efectele acestei absorbii se numra scderea procentului de limfocite T din circulaia sangvin, reducere concentraiile din ser a albuminei i globulinei, precum i diminuarea activitaii enzimelor glicolitice crescnd activitatea enzimelor gluconeogenice. Deasemenea, interaciunea cu polifenoli a condus la mrirea absorbiei ochratoxinei la nivel intestinal datorit unei inhibiii competitive pe MRP-2 (Multidrug resistance-associated protein 2).(2)Oamenii de tiin le-au descoperit la nceputul anilor 1960 odat cu izbucnirea bolii curcanuluiX n Anglia. Aproape 100.000 de curcani au fost ucii, deoarece alunele pe care le-au consumat erau contaminate cu Aspergillus flavus, un mucegai ce produce micotoxine.Mai mult, toxina nu poate fi distrus prin fierbere sau prin metabolism. Astfel, un animal care a mncat porumb infectat transmite toxina mai departe la omul care consum carnea animalului sacrificat. Occidentalii au luat imediat msuri, n sensul c au dezvoltat o adevrat industrie a depozitrii, diferit pentru fiecare produs n parte. Un astfel de sistem de protecie n alimentaia public, numit HCCP - de exemplu - a fost preluat de la specialitii NASA, care l inventaser pentru securitatea cosmonauilor. Concomitent au adoptat o serie de msuri legislative care s protejeze piaa alimentar de produsele infectate cu toxina uciga. Fenomenul este n continuare studiat de specialitii occidentali, majoritatea rilor lumii fiind monitorizate din acest punct de vedere, acest lucru producnd efecte economice pentru cei ce ncalc legislaia securitii alimentare. (10)n rile n curs de dezvoltare din regiunile tropicale sau subtropicale, micotoxinele apar n concentraii mari din cauza condiiilor de depozitare necorespunztoare. De asemenea, climatul cald i umed al regiunilor tropicale crete riscul de infecie cu mucegaiuri.Aflatoxinele sunt secretate de Aspergillus flavus, dar i de un numr mare de mucegaiuri printre care: Aspergillius ochraceus, Penicillium puberulum, diferii de penicilii i chiar Rizopus sp. Principalul productor rmne ns Aspergillius flavus, care are sporii galben-verzui i este lipsit de ascosporic. Se dezvolt bine pe semine oleaginoase i produse secundare rezultate de la fabricarea uleiului (rot, tre), n special pe cafea, arahide i cerealePrincipalele fraciuni cunoscute sunt: B1, B2, G1, G2, M1, M2, B2 , P1. Toxicitatea maxim o prezint aflatoxina B1, urmat de G1, B2, i G2. Fraciunea P1, s-a dovedit a fi lipsit de toxicitate, n teste pe embrionii de gin i de asemenea fraciunile B2 i G2. (2)

3. Factorii care influeneaz biosinteza alfatoxinelorUmiditatea prezint o importan deosebit n selecia fungilor i biosinteza micotoxinelor, la peste 15% se dezvolt Aspergillus flavus, Aspergillus ochraceus, Aspergillius versicolor, toate cu mare putere toxicogen. Temperatura nu influeneaz numai specia de mucegai care se dezvolt, ci i produsele de metabolism. Dei mucegaiurile prolifereaz ntre -5 i +60C, temperatura optim pentru biosinteza aflatoxinelor este de 28C i umiditatea relativ de 85%. Sub 4C, Aspergillus flavus nu se dezvolt, iar eliminarea metaboliilor n exterior este ntrerupt. La o temperatur mai mare predomin forma B1.Exista o strns corelaie ntre temperatur, umiditatea relativ i dezvoltarea toxinelor. Umiditatea relativ ridicat la depozitare favorizeaz invadarea de ctre mucegaiuri. Cea mai rapid dezvoltare i producerea aflatoxinelor se nregistreaz la temperatura de 25-38C i umiditatea relativ de 85%, iar acumularea minim la 80% umiditatea relativ i 30C. (7)

4. Efectele ingestiei de micotoxine

Cteva studii de specialitate au descoperit cantiti msurabile de micotoxine n boabele de cafea crude i prjite, dar i n cafeaua mcinat, astfel:- 20 din 60 de mostre de cafea verde din Brazilia au prezentat un nivel sczut al Ochratoxinei A;- aflatoxina B1 a fost gsit n cea mai mare cantitate n boabele verzi de cafea i n cea mai mic doz n boabele prjite de cafea; - 18 i 40 de mrci populare de cafea au fost depistate cu un coninut variabil al Ochratoxinei A;Tot oamenii de tiin accentueaz ideea c toate tipurile de alimente pot fi contaminate cu micotoxine (nu doar cafeaua), astfel c fiecare om poate avea n organism Ochratoxina A sau alfatoxina B1, nu doar consumatorii acestei buturi. De altfel, specialitii au identificat microorganismul chiar i n laptele matern.Aflatoxina B1 i Ochratoxina A pot fi prezente preponderent i n cereale, stafide, bere, vin, ciocolata neagr sau unt de arahide. Oamenii intr n contact cu aceste microorganisme frecvent, ns ntr-o cantitate insuficient pentru creterea riscului de mbolnvire din aceast cauz. Unele voci susin c gustul amar al cafelei ar fi dat de micotoxine, ns n realitate, taninele (substanele prezente n mod natural n cafea), sunt cele care dau aroma specific boabelor de cafea.(8)Cel mai complet studiu de nutriie, numit "Studiul China", realizat de medicul T. Colin Campbell (un cercettor tiinific de reputaie internaional, profesor la catedra de biochimie i nutriie a Universitii din Virginia) scoate la iveal faptul c aflatoxina este cancerigena, dup cum reiese n urma experimentelor efectuate pe cobai oareci. (1)Un alt experiment referitoare la efectele aflatoxinei B1 arat c, dup 24 de ore de la administrarea dozelor de 0,07mg/kg absorbia este de 20%, cu o concentraie maxim la nivelulficatului.Toxicitatea a fost evideniata i la nivelul esutuluimuscular. Transformrile primare suferite de aflatoxina B1 implica conversia n metaboliihidroxilici, cea mai important fiind aflatoxina M1. Acest metabolit este detoxicat prin congjugarea cu acidul taurocolic i glucuronic, nainte de a fi excretat n bila i urina. Conversia aflatoxinei B1 la nivelul ficatului n aflatoxicol, i aflatoxicol H1 ctre aflatoxicol Q1, este excepional deoarece necesit interventa unei dehidrogenaze NADH-dependenta.Principelele efecte biologice sunt activitatea carcinogen i teratogen. Principalul organ int al activitii cancerigene este ficatul, care poate dezvoltacarcinom hepatocelular, i alte tipuri de tumori. Potenialul mutagenic al aflatoxinei B1 a fost demonstrat prin aplicaia technici moderne pe cromozomi, att la procariote ct i al eucariote. Activitatea teratogenetica dintre cele mai importante efecte poate enumera malformaii fetale, encefalite, degenerarea tubilori renali, i ntrziere n cretere.(3)Prima micotoxicoz a fost descoperit de oamenii de tiin la nceputul anilor 1960 odat cu izbucnirea bolii curcanuluiX n Anglia. Aproape 100.000 de curcani au fost ucii, deoarece arahidelor pe care le-au consumat erau contaminate cu Aspergillus flavus, mucegaiul ce produce micotoxine i care de altfel se ntlnete i la cafea.

(Aspergillus flavus)

Mai mult, toxina nu poate fi distrus prin fierbere sau prin metabolism. Astfel, un animal care a mncat produse infectate transmite toxina mai departe la omul care consum carnea animalului sacrificat. Occidentalii au luat imediat msuri, n sensul c au dezvoltat o adevrat industrie a depozitrii, diferit pentru fiecare produs n parte. Un astfel de sistem de protecie n alimentaia public, numit HCCP - de exemplu - a fost preluat de la specialitii NASA, care l inventaser pentru securitatea cosmonauilor. Concomitent au adoptat o serie de msuri legislative care s protejeze piaa alimentar de produsele infectate cu toxina uciga. Fenomenul fiind n continuare studiat de specialitii occidentali, majoritatea rilor lumii fiind monitorizate din acest punct de vedere, acest lucru producnd efecte economice pentru cei ce ncalc legislaia securitii alimentare. (10)Susceptibilitatea omului la aflatoxin nu este foarte bine cunoscut datorit raritii cazurilor. Cu toate acestea n Europa, limita maxim admis de aflatoxina este de 0,05 % comparativ cu limita maxim pe care o au Statele Unite ale Americii, de 0,5 %. Date estimative cu privire la doza de risc pentru oameni au fost obinute cu ocazia unor alte intoxicaii colective izbucnite, una n India n 1974 n cursul creia au fost afectate aproape 400 de persoane din care o treime au murit, i alta n Kenia n 1982, unde au fost spitalizate 20 de persoane dintre care au decedat 12. Investigaiile din aceste focare de aflatoxicoz au dus la concluzia c ele s-au datorat ingestiei repetate a unei cantiti de 38-55 micrograme de aflatoxin / kg corp, mai multe zile la rnd. (9)

5. Prevenirea micotoxicozelorExperii consider c cea mai eficient metod de evitare a urmrilor micotoxicozelor este prevenirea infestrii cu fungi a culturilor agricole. Msurile de poliie sanitar prevd supravegherea produselor alimentare cu risc de contaminare micotoxic (cafea, cereale, nuci etc). Exist numeroase procedee de analiz biochimic a alimentelor cu scopul depistrii micotoxinelor n produsele alimentare. Cercetri fcute de americani, sugereaz c unii aditivi alimentari cum este BHT (butil-hidroxitoluen, sau E 321) ar putea fi folosii n viitor ca msur de protecie fa de efectele nedorite ale alimentelor contaminate cu aflatoxin. (6)Cultivatorii de cafea au descoperit o serie de metode eficiente pentru a reduce nivelul contaminrii boabelor de cafea cu micotoxine periculoase. Una dintre acestea i cea mai important este procesarea umed a boabelor, care ajuta la eliminarea unei cantiti importante de mucegaiuri i fungi.Prjirea boabelor de cafea ajuta, de asemenea, la eliminarea parial a toxinelor. Potrivit unui studiu de specialitate, expunerea la temperaturi ridicate reduce nivelul Ochratoxinei A cu aproximativ 69%. De altfel, calitatea cafelei este msurat printr-un sistem care ine cont de contaminarea cu mucegaiuri i micotoxine. Dac anumite culturi de cafea nu ndeplinesc standardul minim de calitate i din prisma nivelului de contaminare, acestea nu ajung s fie comercializate pe piaa n statele civilizate. (9)Numeroi specialiti spun c pn i consumul de cafea de proast calitate, cu cel mai ridicat risc de contaminare cu micotoxine, nu s-a dovedit a fi nociv pentru sntate pn n prezent. Potrivit unui studiu efectuat de oamenii de tiin europeni, persoanele care beau n medie 4 cni de cafea pe zi se expun la doar 2% din nivelul alfatoxinei considerat a fi inofensiv pentru organism.Cafeaua decofeinizat este asociat cu un nivel mai ridicat al micotoxinelor, deoarece cafeina inhiba creterea i nmulirea mucegaiurilor i a fungilor. De asemenea, cafeaua instant conine mai multe micotoxine dect cafeaua mcinat, potrivit constatrilor specialitilor.Pericolul mbolnvirii din pricina micotoxinelor din boabele de cafea este comparabil cu cel al consumului apei contaminate cu ageni poluani sau al respirrii aerului poluat. Aceste microorganisme se afl pretutindeni n mediul nconjurtor i sunt aproape imposibil de evitat.Experii recomanda consumul de cafea natural de calitate, cofeinizata, n detrimentul celei instant. De asemenea, tot pentru reducerea riscului de expunere la micotoxine, este important ca boabele de cafea s nu fie consumate dup o depozitare a lor prea ndelungat pe raftul magazinelor sau al dulapului din buctrie. (1)

6. Concluzii Sigurana alimentelor nu poate deveni un fapt real dect dac ea constituie o responsabilitate a tuturor celor implicai n domeniul alimentar, de la profesioniti la consumatori. De-a lungul lanului alimentar, sunt implementate diverse proceduri i mecanisme de control, care se asigur c alimentele care ajung pe masa consumatorului sunt comestibile i c riscul contaminrii este redus la minim, n aa fel nct populaia s fie mai sntoas n urma beneficiilor aduse de alimente sigure i sntoase. Totui, riscul zero n alimente nu exist i trebuie s fim contieni de faptul c cea mai bun legislaie i cele mai bune sisteme de control nu ne pot proteja ntru totul mpotriva celor care au intenii rele.Limitele de la care micotoxinele devin periculoase sunt de ordinul microgramelor sau nanogramelor pe kilogram corp pe zi, n funcie de tipul toxinei. Dac organismul uman primete mai mult dect att, ceea ce la noi se ntmpl zilnic, micotoxinele atac materialul genetic, fcnd posibil apariia cancerului, n special la ficat. De asemenea poate determin apariia malformaiilor la nou-nscui. Cei mai afectai sunt btrnii, copiii, femeile nsrcinate i persoanele bolnave. Cel mai bun mod n care putem s punem n practic sigurana alimentar este s fim bine informai referitor la principiile de baz ale producerii, fie limitarea consumului de cafea, fie consumarea cafelei naturale n defavoarea celei instant.

Bibliografie

1. Campbell, C(2005), ,,The China Study;2. Ciegler A (1971), ,, Microgiological Toxin, Acad. Press, New Zork;3. Goldrlatt, L.A. (1978), ,,Aflatoxin Scientific Background, Control and Implication, Acad. F., New Zork;4. Goldbatt, L.A. (1969), ,,AflatoxinAcademic Press,New York.5. Jantea, P. et al., (1972) ,,Igiena ;6. Nakajima, M. et al. (1997), ,, Survey of aflatoxin B1 and ochratoxin A in commercial green coffee beans by HPLC;7. Sara, A. et al.(2007),,Miceti si micotoxineEd. Risoprint;8. Tsubouti, H., et al. (1984), ,,A survey of the occurrence of mycotoxins and toxigenic fungi in imported green coffee beans;9. http://de.wikipedia.org/wiki/Caf%C3%A910. http://www.ansci.cornell.edu/plants/toxicagents/aflatoxin/aflatoxin.html

11