Co-exposure to mycotoxins: the case of waste management workers

Introduction - Occupational exposures are characterized by being complex and associated to co-exposure to several contaminants by different exposure routes. Even if exposure occurs to only a chemical agent, it can have different exposure routes and can result in different health effects. The waste management setting is recognized by the presence of several chemical and biologic agents in the workplaces. Recently, it was reported occupational exposure to Aflatoxin B1 (AFB1) in one Portuguese waste management industry. However, data regarding to fungal burden showed that exposure to other mycotoxins should be expected. Aim of the study - The aim of the present work was to know if workers from this waste management industry were exposed to other mycotoxins besides AFB1.

Fungal contamination in coffee samples: a public health concern

Introduction - Fungi are natural coffee contaminants and under certain environmental conditions have the potential to produce toxins. Many studies revealed that the important toxigenic fungal genera (Aspergillus and Penicillium) are natural coffee contaminants, and are present from the field to storage. Aspergilli from the Circumdati and Nigri sections are known to produce high levels of ochratoxin A, a mycotoxin known as nephrotoxic for animals and humans. This work aimed to evaluate fungal distribution and also the prevalence of Aspergillus sections Fumigati, Flavi, Nigri and Circumdati from Coffea arabica (Arabica coffee) and Coffea canephora (Robusta coffee) green samples.

Risk assessment of exposure to multiple mycotoxins in food

Moulds may produce a diversity of toxins such as aflatoxins, ochratoxins, trichothecenes, zearalenone, fumonisins and others. Although toxicological, environmental and epidemiological studies have addressed the problem of these toxins one by one, more than one mycotoxin are found usually in the same contaminated food. Risk assessment for humans potentially exposed to multimycotoxins suffers very much from the lack of adequate food consumption data. Furthermore, for a given mycotoxin, synergism and antagonism with other mycotoxins, found in the same food commodities, are not taken into account. Aflatoxin B1 and ochratoxin A belong to the most frequently occurring mycotoxins. This has repeatedly been demonstrated, however, normally, the risk resulting from their simultaneous occurrence is not considered. A descriptive study was developed to monitor air fungal contamination in one hospital food unit.

Redução dos níveis de Ocratoxina A por ação da enzima peroxidase

A ocratoxina A é um composto formado a partir do metabolismo secundário de fungos dos gêneros Aspergillus e Penicillium. Uma vez que a presença dessa micotoxina nos alimentos causa sérios danos à saúde humana e animal, surge o interesse pelo desenvolvimento de métodos que visem a redução dos seus níveis em diferentes matrizes. Diversos processos de descontaminação têm sido propostos, sendo que os métodos de redução biológica tem recebido destaque. Esses métodos consistem na aplicação de micro-organismos ou de suas enzimas, o que gera a biotransformação ou degradação da toxina produzindo metabólitos com menor ou nenhuma toxicidade. Diante disso, o objetivo geral do trabalho foi avaliar o efeito da peroxidase na redução dos níveis de ocratoxina A. As enzimas peroxidases testadas foram a comercial e a obtida do farelo de arroz. Para a extração enzimática foram utilizadas as frações granulométricas do farelo de arroz de 48 a 100 mesh, sendo estas frações caracterizadas quimicamente. A peroxidase foi extraída do farelo de arroz em tampão 10 mM pH 5,0 e purificada por partição trifásica, obtendo 77,1% de recuperação e 9,2 para o fator de purificação. O método utilizado para a extração da ocratoxina A do sistema aquoso foi por partição líquido-líquido utilizando como solvente o clorofórmio, sendo esse método validado segundo os parâmetros de linearidade (0,1 a 20 ng mL-1), coeficientes de correlação (0,9997) e de determinação (0,9994), e limites de detecção (0,02) e quantificação (0,03). A afinidade entre as peroxidases e a ocratoxina A foi verificada segundo os parâmetros de KM e Vmáx, resultando em 0,00027 mM e 0,000015 mM min-1, respectivamente, para a peroxidase comercial, e 0,0065 mM e 0,000031 mM min-1 para a obtida do farelo de arroz. Com relação aos percentuais de redução de ocratoxina A, foram avaliadas 3 proporções enzima:substrato (1:10, 1:5 e 8:1 para a comercial e 1:10, 1:5 e a com atividade de 0,063 U mL-1 para a do farelo), sendo que as proporções que forneceram maior redução foi a de 8:1 para a enzima comercial (0,063 U mL-1) e a correspondente a 0,063 U mL-1 para a enzima obtida do farelo. Os percentuais de redução de ocratoxina A foram de 59% para a peroxidase comercial em 300 min e 41% para a peroxidase do farelo de arroz em 1440 min. O efeito de adsorção da ocratoxina A pela enzima peroxidase foi descartado uma vez que foi realizada a sua hidrólise com a enzima pepsina e verificado um percentual de 2,7% de adsorção, demonstrando que a redução foi por ação enzimática. A enzima obtida de farelo de arroz com atividade de 0,063 U mL-1 foi aplicada em suco de uva tinto e branco. Observou-se que para o primeiro não houve redução significativa, enquanto que para o segundo a redução foi de 17%. Neste trabalho, então, foi possível verificar a capacidade de redução dos níveis da ocratoxina A pela enzima peroxidase, tanto em sistema aquoso como no suco de uva integral branco.

Is there a health risk concerning the children´s consumption of cereal-based products? A cumulative mycotoxin risk assessment approach

Historically, the health risk of mycotoxins had been evaluated on the basis of single-chemical and single-exposure pathway scenarios. However, the co-contamination of foodstuffs with these compounds is being reported at an increasing rate and a multiple-exposure scenario for humans and vulnerable population groups as children is urgently needed. Cereals are among the first solid foods eaten by child and thus constitute an important food group of their diet. Few data are available relatively to early stages child´s exposure to mycotoxins through consumption of cereal-based foods. The present study aims to perform the cumulative risk assessment of mycotoxins present in a set of cereal-based foods including breakfast cereals (BC), processed cereal-based foods (PCBF) and biscuits (BT), consumed by children (1 to 3 years old, n=75) from Lisbon region, Portugal. Children food consumption and occurrence of 12 mycotoxins (aflatoxins, ochratoxin A, fumonisins and trichothecenes) in cereal-based foods were combined to estimate the mycotoxin daily intake, using deterministic and probabilistic approaches. Different strategies were used to treat the left censored data. For aflatoxins, as carcinogenic compounds, the margin of exposure (MoE) was calculated as a ratio of BMDL (benchmark dose lower confidence limit) and aflatoxin daily exposure. For the remaining mycotoxins, the output of exposure was compared to the dose reference values (TDI) in order to calculate the hazard quotients (HQ, ratio between exposure and a reference dose). The concentration addition (CA) concept was used for the cumulative risk assessment of multiple mycotoxins. The combined margin of exposure (MoET) and the hazard index (HI) were calculated for aflatoxins and the remaining mycotoxins, respectively. Main results revealed a significant health concern related to aflatoxins and especially aflatoxin M1 exposure according to the MoET and MoE values (below 10000), respectively. HQ and HI values for the remaining mycotoxins were below 1, revealing a low concern from a public health point of view. These are the first results on cumulative risk assessment of multiple mycotoxins present in cereal-based foods consumed by children. Considering the present results, more research studies are needed to provide the governmental regulatory bodies with data to develop an approach that contemplate the human exposure and, particularly, children, to multiple mycotoxins in food. The last issue is particularly important considering the potential synergistic effects that could occur between mycotoxins and its potential impact on human and, mainly, children health.

Application of mathematical models to mycotoxins children risk assessment: a case study of Portuguese children exposure to co-occurring mycotoxins in processed cereal-based foods

People, animals and the environment can be exposed to multiple chemicals at once from a variety of sources, but current risk assessment is usually carried out based on one chemical substance at a time. In human health risk assessment, ingestion of food is considered a major route of exposure to many contaminants, namely mycotoxins, a wide group of fungal secondary metabolites that are known to potentially cause toxicity and carcinogenic outcomes. Mycotoxins are commonly found in a variety of foods including those intended for consumption by infants and young children and have been found in processed cereal-based foods available in the Portuguese market. The use of mathematical models, including probabilistic approaches using Monte Carlo simulations, constitutes a prominent issue in human health risk assessment in general and in mycotoxins exposure assessment in particular. The present study aims to characterize, for the first time, the risk associated with the exposure of Portuguese children to single and multiple mycotoxins present in processed cereal-based foods (CBF). Portuguese children (0-3 years old) food consumption data (n=103) were collected using a 3 days food diary. Contamination data concerned the quantification of 12 mycotoxins (aflatoxins, ochratoxin A, fumonisins and trichothecenes) were evaluated in 20 CBF samples marketed in 2014 and 2015 in Lisbon; samples were analyzed by HPLC-FLD, LC-MS/MS and GC-MS. Daily exposure of children to mycotoxins was performed using deterministic and probabilistic approaches. Different strategies were used to treat the left censored data. For aflatoxins, as carcinogenic compounds, the margin of exposure (MoE) was calculated as a ratio of BMDL (benchmark dose lower confidence limit) to the aflatoxin exposure. The magnitude of the MoE gives an indication of the risk level. For the remaining mycotoxins, the output of exposure was compared to the dose reference values (TDI) in order to calculate the hazard quotients (ratio between exposure and a reference dose, HQ). For the cumulative risk assessment of multiple mycotoxins, the concentration addition (CA) concept was used. The combined margin of exposure (MoET) and the hazard index (HI) were calculated for aflatoxins and the remaining mycotoxins, respectively. 71% of CBF analyzed samples were contaminated with mycotoxins (with values below the legal limits) and approximately 56% of the studied children consumed CBF at least once in these 3 days. Preliminary results showed that children exposure to single mycotoxins present in CBF were below the TDI. Aflatoxins MoE and MoET revealed a reduced potential risk by exposure through consumption of CBF (with values around 10000 or more). HQ and HI values for the remaining mycotoxins were below 1. Children are a particularly vulnerable population group to food contaminants and the present results point out an urgent need to establish legal limits and control strategies regarding the presence of multiple mycotoxins in children foods in order to protect their health. The development of packaging materials with antifungal properties is a possible solution to control the growth of moulds and consequently to reduce mycotoxin production, contributing to guarantee the quality and safety of foods intended for children consumption.

Portuguese children exposure to multiple mycotoxins through food consumption: toward a holistic approach for multiple mycotoxins risk assessment

Humans can be exposed to multiple chemicals at once from a variety of sources, and human risk assessment of multiple chemicals poses several challenges to scientists, risk assessors and risk managers. Ingestion of food is considered a major route of exposure to many contaminants, namely mycotoxins, especially for vulnerable population groups, as children. A lack of sufficient data regarding mycotoxins children risk assessment, could contribute to an inaccuracy of the estimated risk. Efforts must be undertaken to develop initiatives that promote a broad overview of multiple mycotoxins risk assessment. The present work, developed within the MYCOMIX project, aims to assess the risk associated to the exposure of Portuguese children (< 3 years old) to multiple mycotoxins through consumption of foods primarily marketed for this age group. A holistic approach was developed applying deterministic and probabilistic tools to the calculation of mycotoxin daily intake values, integrating children food consumption (3-days food diary), mycotoxins occurrence (HPLC-UV, HPLC-FD, LC-MS/MS and GC-MS), bioaccessibility (standardized in vitro digestion model) and toxicological data (in vitro evaluation of cytotoxicity, genotoxicity and intestinal impact). A case study concerning Portuguese children exposure to patulin (PAT) and ochratoxin A (OTA), two mycotoxins co-occurring in processed cereal-based foods (PCBF) marketed in Portugal, was developed. Main results showed that there is low concern from a public health point of view relatively to PAT and OTA Portuguese children exposure through consumption of PCBF, considering the estimated daily intakes of these two mycotoxins (worst case scenarios, 22.930 ng/kg bw/day and 0.402 ng/kg bw/day, for PAT and OTA, respectively), their bioaccessibility and toxicology results. However, the present case study only concerns the risk associated with the consumption of PCBF and child diet include several other foods. The present work underlines the need to adopt a holistic approach for multiple mycotoxins risk assessment integrating data from exposure, bioacessibility and toxicity domains in order to contribute to a more accurate risk assessment.

Banana peel: an effective biosorbent for aflatoxins

This work reports the application of banana peel as a novel bioadsorbent for in vitro removal of five mycotoxins (aflatoxins (AFB1, AFB2, AFG1, AFG2) and ochratoxin A). The effect of operational parameters including initial pH, adsorbent dose, contact time and temperature were studied in batch adsorption experiments. Scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and point of zero charge (pHpzc) analysis were used to characterise the adsorbent material. Aflatoxins’ adsorption equilibrium was achieved in 15 min, with highest adsorption at alkaline pH (6–8), while ochratoxin has not shown any significant adsorption due to surface charge repulsion. The experimental equilibrium data were tested by Langmuir, Freundlich and Hill isotherms. The Langmuir isotherm was found to be the best fitted model for aflatoxins, and the maximum monolayer coverage (Q0) was determined to be 8.4, 9.5, 0.4 and 1.1 ng mg−1 for AFB1, AFB2, AFG1 and AFG2 respectively. Thermodynamic parameters including changes in free energy (ΔG), enthalpy (ΔH) and entropy (ΔS) were determined for the four aflatoxins. Free energy change and enthalpy change demonstrated that the adsorption process was exothermic and spontaneous. Adsorption and desorption study at different pH further demonstrated that the sorption of toxins was strong enough to sustain pH changes that would be experienced in the gastrointestinal tract. This study suggests that biosorption of aflatoxins by dried banana peel may be an effective low-cost decontamination method for incorporation in animal feed diets. © 2016 Informa UK Limited, trading as Taylor & Francis Group.

Ocratoxina A e citrinina em arroz: um estudo de metodologia para determinação simultânea de ocorrência

A ocratoxina A e a citrinina são micotoxinas encontrados naturalmente em alimentos e rações animais. A avaliação do risco do consumo de alimentos contaminados por esses compostos deve ser estimada a partir de dados confiáveis que reflitam a verdadeira concentração destas toxinas em diferentes alimentos ou insumos, especialmente se ingeridos com freqüência. Isto gera a necessidade de métodos analíticos precisos que sejam rápidos sem desconsiderar as etapas clássicas de avaliação de traços, amostragem representativa, extração, limpeza, concentração, separação de formas químicas, detecção, confirmação de identidade e quantificação. Para as micotoxinas em geral as técnicas cromatográficas são as mais aplicadas e relatadas em vista da diversidade estrutural destes compostos. Neste trabalho foi realizada uma otimização de extração utilizando o método QuEChERS modificado em comparação com os métodos Soares e Rodrigues Amaya (1989), Tanaka (2001) e Ultrassom (Palma et. al., 2007) empregando diferentes técnicas cromatográficas com detectores distintos para análise destas micotoxinas simultaneamente. Foram analisadas 38 amostras de arroz cultivadas e armazenadas em campos experimentais de Cachoeirinha na região Sul do Brasil. O uso dos sistemas CCD, HPLC-DAD e LC-MS proporcionou especificidade, precisão e sensibilidade, de modo que os limites de detecção e quantificação, obtivessem valores inferiores ao limite máximo estabelecido por órgãos reguladores internacionais (5 µg Kg-1 para ocratoxina A). Os limites de detecção encontrados para citrinina e ocratoxina A em camada delgada foram 4,7 e 6 vezes maior que para cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a detector de arranjo de diodos, 14 e 300 vezes maior que cromatografia líquida acoplada a detector de massas. Os limites de quantificação das duas micotoxinas ficaram dentro do exigido pela legislação européia para OTA de 5 µg Kg-1 para HPLC-DAD e LC-MS. Na cromatografia de camada delgada esse valor ficou 4 vezes acima do estabelecido para ocratoxina A. A ocorrência de ocratoxina A e citrinina foi verificada em 16 % das amostras estando os teores variando entre 3 e 560 µg Kg-1, sugerindo possível exposição crônica a estas micotoxinas caso as amostras sejam consumidas.

Perfil de solutos e micotoxinas nas águas do cultivo e beneficiamento do arroz

O cultivo do arroz no RS é fortemente relacionado com recursos hídricos, pois este se faz sob irrigação e durante o beneficiamento, especialmente no caso da parboilização, são necessários volumes consideráveis de água. Em vista disso, os solutos presentes nestas águas permitem estimar o impacto desta cultura e sua industrialização na qualidade do ambiente hídrico no RS. Foi desenvolvida uma rotina analítica para caracterização físico-química das águas da cadeia produtiva do arroz, onde foram analisados nitrogênio total, nitrogênio amoniacal, nitrogênio orgânico, açucares redutores, açucares redutores totais, sólidos totais, sólidos fixos, sólidos voláteis, ácidos voláteis, alcalinidade, pH, nitrato, nitrito e fósforo. Também um método multimicotoxinas foi desenvolvido avaliando a eficiência de cinco sistemas de extração-partição para aflatoxina B1 (AFA B1), aflatoxina B2 (AFA B2), ocratoxina A (OTA), zearalenona (ZEA) e deoxinivalenol (DON). A partição liquido-liquido com clorofórmio foi a mais eficiente recuperando 89; 96; 89; 97 e 72%, respectivamente de cada micotoxina. A comparação entre volumes de solventes, onde o número de etapas envolvidas e o tempo necessário para efetuar a determinação confirmaram a simplicidade, a economia e a rapidez deste sistema de partição a ser adotado para extrair micotoxinas de água da cadeia produtiva de arroz. O método foi aplicado para determinação de micotoxinas em amostras de águas de irrigação e parboilização de arroz de diferentes procedências verificando-se que as últimas aparecem contaminadas com micotoxinas, AFA B1 9,0 ng mL-1 e DON 110 ng mL-1 . Foi realizado também um estudo de migração de micotoxinas AFA B1, OTA, ZEA e DON e outros solutos sob condições de encharcamento (4 e 6 h) em dois níveis de fortificação, durante a parboilização do grão ficando demonstrado que durante o processo ocorria a lixiviação de solutos e micotoxinas para água de encharcamento do arroz.

Casca de arroz como adsorvente para extração de micotoxinas em cebola

A produção mundial de arroz chega a 80 milhões de toneladas ao ano, considerando que as cascas representam 20% deste valor, anualmente são geradas cerca de 1.162.000 toneladas desse rejeito. Há alguns anos, esse material era descartado no ambiente, atualmente as leis de proteção ambiental, demandaram na preocupação com resíduos de casca de arroz (FOLETO, 2005). Segundo Mayer (2006) a casca leva aproximadamente 5 anos para se decompor e exala um volume elevado de metano, um dos gases responsáveis pelo efeito estufa. Visando proteger a integridade do meio ambiente, estão sendo buscadas alternativas para reduzir os impactos ambientais do descarte e recuperar os investimentos na cultura do grão. Devido seu alto teor de silício a casca de arroz, é matéria-prima de grande interesse para aplicação em vários ramos: indústria eletrônica, cerâmica e na agricultura e também pode ser utilizada como fonte energética e ser aplicadas como adsorvente, em análises químicas (FOLETO, 2005; ROSA, 2009). Neste trabalho o objetivo foi padronizar método para a determinação das aflatoxinas B1, B2, G1, G2 e ocratoxiana A em cebola, empregando a técnica de extração, Dispersão da Matriz em Fase Sólida (MSPD), tendo a casca de arroz como adsorvente, de forma a possibilitar a determinação dos contaminantes empregando cromatografia de camada delgada de alta eficiência (HPTLC) e/ou cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a detector de fluorescência (HPLC-FD). A cebola (Allium cepa L.) foi a matriz escolhida devido sua importância econômica, ela é a terceira hortaliça mais importante economicamente no Brasil, depois do tomate e da batata. O país está entre os dez maiores produtores do mundo, sendo que na safra de 2010 a produção foi de 1.548.146 toneladas. Dentre os estados que se destacam pela sua produção estão: Santa Catarina, São Paulo e Rio Grande do Sul. No entanto, a cebola assim como os demais alimentos é suscetível à contaminação fúngica e se entre a microbiota estiverem espécies toxigênicas pode ocorrer à produção de micotoxinas. O método foi validado avaliando-se curva analítica, linearidade, limites de detecção e quantificação, precisão (repetitividade e precisão intermediária) e exatidão (recuperação) para cada tipo de determinação cromatográfica. Para HPTLC, os limites de detecção variaram entre 0,33-5µg Kg-1 e os de quantificação entre 1-15µg Kg-1 Para o método HPLC-FD os limites de detecção variaram entre 0,003– 0,26 µg Kg-1 e os de quantificação 0,03 – 2,6 µg Kg-1 . As recuperações para o método HPTLC variaram entre 76- 95% e para HPLC-FD variaram entre 72-88%. O método desenvolvido foi aplicado para verificar a ocorrência de micotoxinas em 14 amostras de cebola. A contaminação com aflatoxinas foi verificada em 43% das amostras analisadas. O nível máximo encontrado foi de 90 µg Kg-1 para aflatoxina B2 em uma amostra de cebola crioula, com o defeito de mancha negra.

Degradação de Ocratoxina a: estudo de processo e toxicidade

A ocratoxina A (OTA), micotoxina encontrada em diferentes níveis e em diversas matrizes, apresenta efeitos carcinogênicos, nefrotóxicos e teratogênicos. O desenvolvimento de métodos capazes de diminuir esta contaminação a níveis permitidos pela legislação é incentivado e os processos biológicos utilizados envolvem o uso de enzimas e/ou microrganismos para degradação da OTA e são preferenciais pela especificidade, bem como pelas condições brandas para a detoxificação. O objetivo do trabalho foi estudar a ação de carboxipeptidase A nos níveis e na toxicidade de OTA, visando aplicar a técnica para detoxificar farinhas de trigo. Primeiramente foi estimado o risco de exposição à ocratoxina A pelo consumo de farinhas de trigo. Para isso foram estabelecidas condições de determinação de OTA em farinhas de trigo, empregando técnicas de estatística multivariada para definir os principais interferentes na extração de OTA pelo método de QuEChERS e detecção em CLAE-FL. O método validado permitiu a avaliação da ocorrência natural em 20 amostras de farinha de trigo, estando estas contaminadas na faixa de 0,22 a 0,85 µg.kg-1 , apresentando um valor de ingestão diária de 0,08 ngOTA.dia-1 .kgmassacorpórea -1 e uma disponibilidade de 94,4%. Em seguida foi realizada a padronização da extração de carboxipeptidase A em biomassa de Rhizopus oryzae que consistiu em agitação ultrassônica durante 30 minutos numa potencia fixa de 150 W e 40 kHz e a triagem de agentes biológicos para degradação de OTA. Para o estudo da degradação in vitro de OTA, método de extração e detecção de OTA e OTα em CLAEFL foi validado e o processo de degradação foi realizado com Rhizopus oryzae e Trichoderma reesei, obtendo-se uma redução máxima de 63,5% e 57,7%, respectivamente. A degradação apresentou uma correlação alta (R>0,9) e significativa (p<0,05) com a produção de Otα, indicando que ocorreu a produção de enzimas capazes de hidrolisar a micotoxina, por exemplo, a carboxipeptidase A. O estudo da toxicidade de OTA e seu metabólito OTα foi realizado em neutrófilos humanos, onde foi observado a ausência de efeito tóxico de OTα. Também foi determinado o mecanismo de toxicidade de OTA pelo aumento de Ca2+ intracelular pela liberação a partir das reservas internas. Esta liberação, subsequentemente, provoca uma cascata de eventos, nomeadamente: a produção de espécies reativas, depleção de ATP, perda de ΔΨm, levando à morte por necrose. Para reduzir o risco de exposição à micotoxina pela ingestão de matéria prima contaminada, carboxipeptidase A extraída de diferentes fontes foi aplicada na hidrólise de OTA em farinha de trigo para posterior determinação do conteúdo residual de OTA e OTα, empregando método validado. O estudo mostrou uma redução de OTA entre 16,8 e 78,5% e produção de OTα entre 2 a 8,2 ng.g-1 . As carboxipeptidases mais promissoras para degradação foram as provenientes de Rhizopus e Trichoderma e a carboxipeptidase comercial. Ficou demonstrado que se pode recomendar a aplicação de enzimas proteolíticas, tipo carboxipeptidase, para reduzir o risco de exposição à micotoxina quando utilizada matéria prima contaminada, por exemplo, farinha de trigo para diferentes processos. A transformação de OTA para OTα e seus efeitos na redução da toxicidade da micotoxina corroboram com esta afirmação.

Extraction and detection of mycotoxins in medicinal and aromatic plants: a case study with Aloysia citrodora P.

Plants frequently suffer contaminations by toxigenic fungi, and their mycotoxins can be produced throughout growth, harvest, drying and storage periods. The objective of this work was to validate a method for detection of toxins in medicinal and aromatic plants, through a fast and highly sensitive method, optimizing the joint co-extraction of aflatoxins (AF: AFB1, AFB2, AFG1 and AFG2) and ochratoxin A (OTA) by using Aloysia citrodora P. (lemon verbena) as a case study. For optimization purposes, samples were spiked (n=3) with standard solutions of a mix of the four AFs and OTA at 10 ng/g for AFB1, AFG1 and OTA, and at 6 ng/g of AFB2 and AFG2. Several extraction procedures were tested: i) ultrasound-assisted extraction in sodium chloride and methanol/water (80:20, v/v) [(OTA+AFs)1]; ii) maceration in methanol/1% NaHCO3 (70:30, v/v) [(OTA+AFs)2]; iii) maceration in methanol/1% NaHCO3 (70:30, v/v) (OTA1); and iv) maceration in sodium chloride and methanol/water (80:20, v/v) (AF1). AF and OTA were purified using the mycotoxin-specific immunoaffinity columns AflaTest WB and OchraTest WB (VICAM), respectively. Separation was performed with a Merck Chromolith Performance C18 column (100 x 4.6 mm) by reverse-phase HPLC coupled to a fluorescence detector (FLD) and a photochemical derivatization system (for AF). The recoveries obtained from the spiked samples showed that the single-extraction methods (OTA1 and AF1) performed better than co-extraction methods. For in-house validation of the selected methods OTA1 and AF1, recovery and precision were determined (n=6). The recovery of OTA for method OTA1 was 81%, and intermediate precision (RSDint) was 1.1%. The recoveries of AFB1, AFB2, AFG1 and AFG2 ranged from 64% to 110% for method AF1, with RSDint lower than 5%. Methods OTA1 and AF1 showed precision and recoveries within the legislated values and were found to be suitable for the extraction of OTA and AF for the matrix under study.

Ocratossina A, metalli, insetticidi e fitoestratti: valutazione degli effetti e degli aspetti residuali nel pollame e in alimenti destinati all'uomo.

La presente tesi di Dottorato di Ricerca descrive le attività di ricerca riguardanti diversi ambiti della sicurezza alimentare, della farmacologia e tossicologia veterinaria. Sono presentati i dati relativi alla ricerca di ocratossina A (OTA) in campioni di bile, rene e fegato di polli, salami artigianali e diversi tipi di formaggio; le concentrazioni di diversi metalli pesanti in uova di galline rurali e 5 tipologie di uova industriali; i dati preliminari ottenuti dalle analisi dei primi campioni di uova e penne provenienti da allevamenti amatoriali di pollame, analizzati per la ricerca del fipronil e metaboliti. Sempre per fipronil, e la molecola foxim, sono presentati dati inerenti a studi di potenziale farmaco-resistenza di popolazioni naturali di Dermanyssus gallinae, e dell’attività insetticida di alcuni fitocomposti a base di tannini. Riguardo all’uso di fitoestratti, sono presentati i dati preliminari ottenuti nei primi mesi di una prova sperimentale in galline di razza Livornese allevata con metodo free-range, finalizzata allo studio della attività anti-infiammatoria e immuno-stimolante, nonché alla valutazione della sicurezza della integrazione nella dieta di Boswellia serrata e Salix alba. Sono stati condotti anche studi traslazionali con altri settori scientifici, relativamente la prevalenza sierologica e microbiologica per Salmonella enterica var. enteritidis e var. thiphymurium in allevamenti ornamentali e da auto-consumo di pollame, e di prevalenza e caratterizzazione di potenziali varianti virali e batteriche (incluse zoonosiche) di alcune malattie infettive del pollame ornamentale. In specie avicole ornamentali è riportato anche uno studio di campo sul trattamento off-label con Fenbendazolo e Flubendazolo in infestazioni massive da Cyathostoma bronchialis in oche esotiche ornamentali. A seguito di una collaborazione con l’Università di Firenze, sono presentati anche i risultati ottenuti da uno studio su modelli murini, dell’azione e funzionamento dei recettori Beta3, espressi nelle neoplasie più frequenti che si verificano nelle donne in gravidanza.