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Contaminanti chimici emergenti:
micotossine, acrilammide e furano
Cecilia Bergamini
Bologna 22 giugno 2009
Sala Auditorium
Regione Emilia Romagna
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MICOTOSSINE
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Micotossine
NeurotossicoErgotina
Estrogenosimile Zearalenone
(IARC Gruppo 3) Immunosoppressore, dermatotossico, emorragico
Tricoteceni (T2 e HT2)
Mutagena, embriotossica, immunotossicaPatulina
(IARC Gruppo 2B) possibile cancerogeno, neurotossico, citotossico
Fumonisina B1
Nefrotossoco, teratogeno, immunosoppressore, cancerogeno
Ocratossina A
(IARC Gruppo 2B) possibile cancerogenoAflatossina M1
(IARC Gruppo 1) cancerogeno, epatotossico, immunosoppressore
Aflatossina B1
Effetto tossicoMicotossina
Sono una famiglia di oltre 100 molecole prodotte principalmente da funghi dei generi: ASPERGILLUS, PENICILLUM e FUSARIUM
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Stoccaggio
Micotossine nella filiera agro-alimentare
Produzione Trasformazione Mangimi - Latte
Consumatore
La contaminazione da micotossine avviene principalmente in campo e durante lo stoccaggio, la loro presenza persiste in tutta la filiera agro-alimentare.
La FAO ha infatti stimato che il 25% delle derrate alimentari in tutto il mondo sia affetto da contaminazione e che il loro numero sia in continuo aumento anche a causa dei cambiamenti climatici.
Presenza di muffe
Clima caldo / umido
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2003 Circolare 28/11/03, n°6 (GU 10/12/03)Stabilisce i limiti di Ocratossina A nel cacao
La legislazione vigente
REG (CE) N°1881/2006 del 19/12/2006Definisce i tenori massimi di alcuni contaminanti nei prodotti alimentari
REG (CE) N° 1126/2007 del 28/09/07 (modifica il REG CE N. 1881/2006)
Modifica i valori di DON, ZEA e FUMO
1980 DPR 327 Definisce il metodo di campionamento ufficiale degli alimenti
REG (CE) N° 401/2006 della CommissioneRelativo ai metodi di campionamento e analisi per il controllo ufficiale dei tenori di micotossine nei prodotti alimentati
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2006 Regolamento (CE) n°1881/2006 del 19/12/2006Definisce i tenori massimi di alcuni contaminanti nei prodotti alimentariEntra in vigore dal 1 marzo 2007Riguarda:1. Nitrati2. Aflatossine3. Ocratossina A4. Patulina5. Deossinivalenolo6. Zearalenone7. Fumonisine8. Tossine T-2 e HT-2 (manca il valore)9. Piombo10. Cadmio11. Mercurio12. 3-Monocloro-1,2-propandiolo13. Diossine14. PCB15. Idrocarburi Polociclici aromatici
La legislazione vigente
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-10.05.0Spezie
-4.02.0Cereali
-4.02.0Cereali destinati alla cernita
-15.08.0Arachidi, destinati alla cernita
10.0
4.0
10.0
-
AF TOT µg/kg
0.05-Latte
-5.0Granoturco desinato alla cernita
-5.0Frutta a guscio e frutta secca destinati alla cernita
-2.0Arachidi, frutta a guscio e frutta secca destinati al consumo diretto
AFM1 µg/kgAFB1 µg/kgProdotto
Regolamento CE 2147/2003Limiti per Aflatossine
Regolamento (CE) n°1881/2006 del 19/12/2006
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0,025--Alimenti per lattanti e alimenti di proseguimento compresi il latte per lattanti e il latte di proseguimento
-
-
AF TOT µg/kg
0,0250,1
Alimenti dietetici a fini medici speciali destinati in modo specifico ai lattanti
-0,1Alimenti per l’infanzia e alimenti a base di cereali destinati a lattanti e prima infanzia
AFM1 µg/kgAFB1 µg/kgProdotto
0,5Alimenti dietetici a fini medici speciali destinati in modo specifico ai lattanti
0,5Alimenti per l’infanzia e alimenti a base di cereali destinati a lattanti e prima infanzia
OTA µg/kgProdotto
Limiti per Baby Food
Regolamento (CE) n°1881/2006 del 19/12/2006
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0.5Alimenti per bambini, per lattanti e dietetici
2.0Vino e bevande a base di vino, succo d’uva e bevande che contengono succo d’uva, mosto uva
10.0Caffè solubile
5.0Caffè tostato
10,0Frutti essiccati della vite
3,0Tutti i prodotti derivati dai cereali ( compresi i prodotti lavorati a base di cereali destinati al consumo diretto)
5,0Cereali non lavorati ( compreso il riso e il grano saraceno)
OTA µg/kgProdotto
Limiti per Ocratossina A
Regolamento (CE) n°1881/2006 del 19/12/2006
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1250Frazioni della molitura del granoturco di dimensioni < 500 micron…(FIORETTO e FUMETTO).
750Frazioni della molitura del granoturco di dimensioni > 500 micron…(POLENTA BRAMATA).
750Cereali destinati al consumo umano diretto, farina di cereali crusa e germe come prodotto finito
500Pane ( compresi prodotti da forno), prodotti della pasticceria e biscoteria, merende a base di cereali e cereali per colazione
1750Grano duro e avena non trasformati
200Baby food a base cereali
750Pasta secca
1750Granoturco non trasformato ad eccezione di quello destinato a molitura ad umido
1250Cereali non trasformati diversi da grano duro, avena e granoturco
µg/kgProdotto
Deossinivalenolo (Reg 1126/2007)
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2000Frazioni della molitura del granoturco di dimensioni < 500 micron…(FIORETTO e FUMETTO).
200Alimenti a base di granoturco ed altri alimenti destinati ai lattanti e ai bambini
800Cereali da colazione e merende a base di granoturco
1000Granoturco destinato al consumo umano diretto, prodotti a base di granoturco destinati al consumo umano diretto, eccetto i quelli indicati successivamente
1400Frazioni della molitura del granoturco di dimensioni > 500 micron…(POLENTA BRAMATA).
4000Granoturco non trasformato ad eccezione di quello destinato alla molitura ad umido
Tenori massimi in µg/kg
Prodotti alimentari
Fumonisine B1+B2 (Reg 1126/2007)
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50Pane, prodotti da forno e cereali da colazione esclusi quelli a base granoturco
400Olio di granoturco raffinato
20Alimenti a base di granoturco destinati ai lattanti e ai bambini
20Alimenti a base di cereali trasformati destinati ai lattanti e ai bambini
100Granoturco destinato al consumo umano diretto, merende a base digranoturco e cereali da colazione a base di granoturco
75Cerali destinati al consumo umano diretto, farina di cereali,crusca e germe destinati al consumo umano diretto, eccetto i quelli indicati successivamente
350Granoturco non trasformato ad eccezione di quello destinato a molitura ad umido
100Cereali non trasformati diversi dal granoturco
Tenori massimi in µg/kg
Prodotti alimentari
Zearalenone (Reg 1126/2007)
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V° Forum Fusarium tossine DG SANCO UE gennaio2008
• Verrà considerata la definizione di un limite per le Tossine T-2 e HT-2 dal 1° luglio 2008, sono necessari ancora dati sulla contaminazione
Per T-2 e HT-2 è stata stabilita una una TDI temporanea pari a
TDI = 0.06 µg/kg per peso corporeo
• Revisione generale dei limiti delle fusarium-tossine nel 2009• Sia per food che per feed si prevede una revisione dei metodi di
campionamento per grandi partite
• Necessità di metodi di analisi standardizzati e di metodi rapidi di screening
• Micotossine da Alternaria sono attualmente allo studio perché considerate emergenti e si conoscono pochi studi sulla loro tossicità
Cosa sta cambiando?
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The World Mycotoxin Forum V° Conference 17-18 nov 2008
Proposte in discussione in EU
• Prorogata a luglio 2009 la definizione di un limite per le Tossine T-2 e HT-2
• Discussione aperta tra CODEX (JEFCA) e EU (EFSA) per valutare i nuovi limiti di legge per aflatossine B1 e TOT per mandorle, nocciole e pistacchi (tree nuts). Il CODEX propone 15 µg/kg per prodotti da processare e 10 µg/kg per prodotti pronti.
• EFSA sta valutando l’impatto sulla salute per limiti da 4, 8 e 10 µg/kg
• Contemporaneamente alla discussione sul limite si discute anche sul campionamento: 20 kg in unico campione per prodotti da processare, 20 kg in due campioni da 10 kg per prodotti finiti
(fonte relazione di Franz Verstaete EU Directorate-General for Health and Consumers)
Cosa sta cambiando?
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Situazione in Emilia Romagna
•Il controllo delle micotossine inizia negli anni ‘80
•Nell’estate 2003 si è avuta una emergenza AFB1
nel mais e AFM1 nel latte e quindi nel formaggio, in tutta la Pianura Padana
•Dal 2004 il Servizio Veterinario e di Igiene degli Alimenti della RER, in collaborazione con l’Assessorato Agricoltura, le Aziende USL, l’IZS e l’ARPA hanno intrapreso piani annuali di sorveglianza e controllo, coinvolgendo anche gli operatori del settore.
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Laboratori coinvolti nelle analisi:
• ARPA Cereali e derivati, frutta secca, semi oleaginosi, vino, caffè, cacao, cioccolato, erbe e spezie, succhi e puree di frutta e gli alimenti per la prima infanzia compreso il latte
• IZS latte fresco, formaggio, uova e mangimi
Sistema regionale di sorveglianza per la presenza di micotossine
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matrici Aflatossine Ocratossina A PatulinaDON,
ZearalenoneFumonisine
grano e derivati X X
mais e derivati X X X
cereali per prima colazione X X X
sfarinati integrali e biologici X X
frutta secca, semi oleaginosi,
preparati per gelatiX
spezie X
caffè tostato e solubile X
vini X
succhi e puree di frutta X
baby food latte in polvere X (AFM1)
baby food a base di cereali
misti X X X X
Programma campionamenti Prodotti vegetali e derivati 2008-2009
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Quali integrazioni apportare nel prossimo piano
Ocratossina A:
• Uvetta - controllata in importazione da USMAF
• Paprika – metodo validato con JRC – manca il limite
• Prosciutto – metodo validato con ISS
Tricoteceni T2 e HT2
• Abbiamo iniziato a ricercarli sui cereali da prima colazione per poter avere una raccolta dati prima che esca il limite di legge
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Micotossine in campioni di alimentiMicotossine in campioni di alimenti
257
342 336 345 374452
5,8%
11,0%
3,0% 2,3%1,1%0,5%
2003 2004 2005 2006 2007 2008
N° campioni % irregolari
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48457298217143422145totale ausl
5122RIMINI
1744FO-CS
15CESENA
451118FORLI
17252847RAVENNA
552212FERRARA
214IMOLA
3519224384711552BOLOGNA
31211MODENA
412242221REGGIO E
186112329724PARMA
356217PIACENZ
A
ERBESPEZIECAFFE'VINO
CACAO E
DERIVATI
FRUTTA SECCAE PASTE
PER GELATILATTE
1a INFANZIA
SUCCHI E PUREE
1a INFANZIA
SUCCHI EPUREE
DI FRUTTA
CEREALI 1a
INFANZIA
CEREALIE
SFARINATI
Totale campioni AUSL Regione ER 452altri enti 13
Totale campioni analizzati 465 Campioni previsti a piano regionale 432
Piano regionale micotossine alimenti vegetali –anno 2008
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12 %
29 %
9 %
82 %
4 %
48%
1 % 5 %
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
17 22 23 111
1a colazione baby foods farina mais altri cereali
Afs OTA ZON DON FB1+FB2
%
Micotossine in cereali
Totale 173 campioni 2008
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43
2 1
75
44 6 5
0 6 1 00
50
100
2007 2008 2007 2008
Inferiori al L.R. Positivi Irregolari
frutta secca
semi oleaginosiErbe spezie
Aflatossine B1, B2, G1, G2
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64
2 0
59
22
1
49
60
77
0 0
0
50
100
2005 2006 2007 2008
Inferiori al
L.R.Positivi
Irregolari
Ocratossina A nel vino
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15
1 0
19
2
0
8
20
8
30
17
3 2
32
13
34
5
0
29
1 00
10
20
30
40
2005 2006 2007 2008 2005 2006 2007 2008
Inferiori al L.R. Positivi Irregolari
Cacao e derivati caffè
Ocratossina A nel cacao e derivati, caffè
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29
10
1
17
4 2
30
20
39
9
00
10
20
30
40
2005 2006 2007 2008
< 2.0 µg/kg > 2,0-50 µg/kg > 50 µg/kg
Patulina in succhi e puree
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Campioni prelevati da USMAF RA/ lab ARPA RA
I campioni conferiti da USMAF nel 2008 sono stati 157:
• semi oleaginosi 85 campioni
• frutta secca/guscio 49 campioni
• erbe/spezie 3 campioni
• cereali/sfarinati 8 campioni
• uva essiccata 9 campioni
• caffè e derivati. 3 campioni
Le partite campionate con esito non regolare sono state
• 9 respinte (arachidi, pistacchi ed armelline)
• 19 destinati a cernita (arachidi, fichi e nocciole)
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Campioni prelevati da USMAF RA/ lab ARPA RA
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
numer
o ca
mpion
i
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2008
PISTACCHI
NC
C
0
50
100
150
200
250
300
numero
cam
pion
i
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2008
ARACHIDI
NC
Conf.
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0
2
4
6
8
10
12
14nu
mero
cam
pioni
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2008
FICHI
NC
Conf.
Campioni prelevati da USMAF RA/ lab ARPA RA
0
10
20
30
40
50
60
numer
o ca
mpion
i
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2008
NOCCIOLE
NC
C
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ACRILAMMIDE
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• L’Acrilammide (2,3-Propenamide) è l’ammide dell’acido acrilico.
• A temperatura ambiente è un solido cristallino bianco, fonde a 84.5 °C e a questa temperatura inizia la reazione di polimerizzazione, è relativamente solubile di acqua, acetone e alcoli.
Cos’è l’ACRILAMMIDE?
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Utilizzata come monomero nella produzione di polimeri e co-polimeri idrosolubili impiegati come:
• flocculanti nel trattamento delle acque potabili
• principali costituenti della plastiche e delle resine nell’industria tessile
• preparazione dei gel di elettroforesi nell’industria petrolifera e nei laboratori di ricerca ed analisi
Uso dell’ACRILAMMIDE?
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Acrilammide: siti reattivi
Doppio legame coniugato, reagisce con:
-SH di cisteine, omocisteine e glutatione (GSH)
-NH di lisine, istidine, e terminali proteiche
INTERAZIONE CON ENZIMI
INTERAZIONE CON PROTEINE FUNZIONALI
CREATINA CHINASIALDOLASIGLICERALDEIDE FOSFATO DEIDROGENASI
ß-LATTOALBIMINABSAEMOGLOBINA
O
C NH2CH2 CH
Gruppo amminico primario
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• L’Acrilammide è un forte agente NEUROTOSSICO ed è classificato come “probabile cancerogeno” Gruppo 2A dallo IARC (Agenzia Internazionale Ricerca Cancro).
• La cancerogenicità è stata dimostrata con studi a lungo termine su ratto ma sono in corso studi epidemiologici in grado di chiarire meglio l’entità del rischio legato all’intake umano giornaliero..
• E’ stato provato che gli effetti di tossicità sono amplificati da stati di stress ossidativi, carenze nutrizionali e danni al fegato, tutti quadri in cui il meccanismo di detossificazione principale dell’acrilamide da parte dell’organismo risulta rallentato.
Tossicologia e rischi per la salute
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Decreto Legge 2 febbraio 2001:
attuazione direttiva 98/53/CE
Valore limite permesso in acqua potabile di acrilammide = 0.10 µg/L
ACQUE POTABILI
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Nell’Aprile del 2002 la National Food Authority svedese ha lanciato l’allarme sulla presenza di elevate concentrazioni di acrilammide in prodotti a base di patate cotti ad alte temperature.
Benché si conosca da molto tempo la tossicità di questa molecola dovuta ad un’esposizione occupazionale, le conoscenze sui meccanismi di formazione nei cibi cotti devono essere ancora chiarite.
ALIMENTI
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• Da evidenze sperimentali si è osservato che la cascata di reazioni che porta alla formazione dell’acrilamide è innescata dalla compresenza di proteine ad alto contenuto di Asparagina e di amido.
Si è constatato che concorrono all’amplificazione del fenomeno numerosi parametri:
• TEMPERATURA di cottura compresa tra 120 e 170 °C• TEMPO lungo di cottura• NATURA DELL’OLIO DI FRITTURA, sembra che
l’utilizzo di oli insaturi possa aumentare la possibilità d’innesco della reazione.
• Sembra inoltre che la conservazione per 10 -15 gg in frigo di alimenti precotto in atmosfera modificata(pollo impanato) ne aumenti la concentrazione
Come e dove si forma?
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ACRILAMIDE: fattori che ne influenzano la formazione
�MATRICE: cibi ricchi in
proteine contenenti ASPARGINA(principale precursore)
CARBOIDRATI
�NATURA E STATO DI OSSIDAZIONE DELL’OLIO DI FRITTURA
�TEMPO DI COTTURA
�TEMPERATURA DI COTTURA: range ottimale di formazione: 120-170 °C
�pH: in ambiente basico (pH circa 8) la reazione di formazione è favorita
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Acrilammide: presenza in diverse matrici
1<30<30<30Birra
3170-230200200Caffè macinato
2<50-1007575Cioccolato in polvere
3<50-705050Whisky
239-645252Crocchette e medaglioni di pollo
430-393535Crocchette e medaglioni di pesce
41<30-1623050Pane
734-416167218Frumento, patate
29<30-1346150298Fiocchi di cereali
58<30-3200142432Biscotti, cracker, toast, pane di patate
19<50-450<50112Prodotti di panetteria
2<30-423636Prodotti a base di pastella
39<50-3500330537Patate pronte da friggere
38170-228713431312Patatine fritte
NUMERO DI CAMPIONI
MINIMO-MASSIMO
MEDIANAMEDIA
LIVELLI DI ACRILAMMIDE (µg/Kg)
MATRICE
FONTE: WHO 2002; Indagine condotta in Norvegia, Svezia, Svizzera, Inghilterra e USA.
© 2009 - A.R.P.A. Agenzia Regionale Prevenzione e Ambiente - Regione Emilia-Romagna - Sezione Prov.le di BOLOGNA – RAR Alimenti, OGM e Biosicurezza
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
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Acrilammide: campioni analizzati nel 2005
FONTE: A.R.P.A. Regione Emilia Romagna, Laboratorio Analisi Chimica degli Alimenti, Campagna 2005.
14<18 - 68,520,645,9PATATE SURGELATE
1353,7 - 1737,2152,9514,7PATATINE FRITTE IN BUSTA
NUMERO DI CAMPIONI
MINIMO-MASSIMO
MEDIANAMEDIA
LIVELLI DI ACRILAMIDE (µg/Kg)MATRICE
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Acrilammide: campioni analizzati nel 2006
14<18 – 39.618.0< 18.0PRODOTTI DA FORNO
8< 18 - 628,2145.1304.6PATATINE FRITTE IN BUSTA
NUMERO DI CAMPIONI
MINIMO-MASSIMO
MEDIANAMEDIA
LIVELLI DI ACRILAMIDE (µg/Kg)
MATRICE
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Acrilammide: campioni analizzati nel 2007
8< 18 – 81.021.333.64PRODOTTI DA FORNO
13< 18 – 790.024.7180.0PATATINE FRITTE IN BUSTA
NUMERO DI CAMPIONI
MINIMO-MASSIMO
MEDIANAMEDIA
LIVELLI DI ACRILAMIDE (µg/Kg)
MATRICE
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5< 18 -61.1< 1820PATATINE PREFRITTE SURGELATE
8< 18 -60< 18< 18ALTRI ALIMENTI
19
1 CAMPIONE NEGATIVO< 18 -1913625653
PATATINE FRITTE IN BUSTA
NUMERO DI CAMPIONI
MINIMO-MASSIMO
MEDIANAMEDIA
LIVELLI DI ACRILAMIDE (µg/Kg)
MATRICE
Acrilammide: campioni analizzati nel 2008
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FURANO
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Nel 2004 la US FDA ha trovato delle tracce di furano in alimenti sottoposti a trattamento termico, conservati in contenitori di metallo o vetro, alimenti per bambini quali latte, omogeneizzati, pappe pronte a base di carne o vegetali, caffè .....
Il furano è stato riscontrato in numerose derrate alimentari trasformate e riscaldate in quantità che variano da irrilevanti a 125 µg/kg. Nell'ambito di esperimenti su animali, questo composto organico, molto volatile e insolubile nell'acqua, èall'origine di tumori, presumibilmente a causa del danneggiamento del materiale genetico (tossicità genetica).
Dati disponibili sulla tossicità sono solo su animali, ma IARC classifica al momento il FURANO in gruppo 2b
“agente potenzialmente cancerogeno per l’uomo”
Background
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Raccomandazione 2007/196/CE
La raccomandazione 2007/196/CE del 27 marzo 2007 prevedeva un piano di campionamento di prodotti alimentari per il 2007 e il 2008, allo scopo di valutare il livello di contaminazione degli alimenti confezionati e sottoposti a trattamento termico, in analogia alla campagna svolta nel 2004 dal Food and DrugAdministration (FDA).
La citata raccomandazione prevedeva inoltre il proseguimento della raccolta dei dati anche negli anni successivi.
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• Chemicals for which investigations are ongoing:
• Acrylamide (New development - CIAA 'toolbox' guidance on ways to lower acrylamide and short sector specific brochures forfood business operators) Updated 17-02-2009 On 3 May 2007 the Commission adopted a Recommendation on the monitoring of acrylamide levels in food. Acrylamide data following this monitoring recommendation are currently beingcollected by EFSA.
• Furan – has been identified in a number of foodstuffs that undergo heat treatment such as canned and jarred foodstuffs. A report on provisional findings on furan in food has been compiled by EFSA. EFSA is currently collecting more data on furan .e.g. on its mode of formation, levels in food and toxicity. On March 2007 the Commission adopted a Recommendation on the monitoring of the presence of furan in foodstuffs. Furan data following this monitoring recommendation are currently being collected by EFSA.
Food & Feed Safety (UE) – panel Contaminats
http://ec.europa.eu/food/food/chemicalsafety/contaminants/index_en.htm
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Piani di campionamento per la ricerca di acrilammide e furano in
alimenti anno 2009
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La raccomandazione 2007/331/Ce del 3 maggio 2007 prevede le seguenti categorie di
prodotti da campionare:
• patate fritte a bastoncino - french fries, pronte per il consumo
• patate fritte chips
• patate fritte a bastoncino - french fries, di tipo precotto destinate alla cottura domestica
• pane
• cereali per la prima colazione
• biscotti compresi quelli per lattanti
• caffè torrefatto
• alimenti in vasetto per la prima infanzia ( a base di patate ecc.)
• alimenti a base di cereali per la prima infanzia
• altri prodotti
ACRILAMMIDE
AUSL coinvolte: Bologna circa 20 campioni
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La raccomandazione 2007/196/CE prevedeva un piano di campionamento di prodotti alimentari per il 2007 e il 2008, oltre al proseguimento della raccolta dei dati anche negli anni successivi.
Il piano di campionamento per il 2009 è su:
• Latte liquido per la prima infanzia in barattolo, in brique o in bottiglia
• Omogeneizzati di frutta e verdura
• Omogeneizzati di carne
• Succhi di frutta
• Marmellate
• Caffè
AUSL coinvolte: Forlì, Cesena, Ravenna e Rimini
FURANO
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