Carbonyl compounds in wine: factors related to presence and toxic effects / Compostos carbonílicos em vinho: fatores relacionados a presença e efeitos tóxicos

The objective of this study was to review technological and toxicological factors related to presence of carbonyl compounds found in wines, including acetaldehyde, formaldehyde, acrolein, ethyl carbamate (EC) and furfural. Acetaldehyde and formaldehyde may be formed through the ethanol and methanol oxidation, respectively. Acrolein may arise as a thermal degradation product of glycerol, amino acids, carbohydrates and triglycerides or by metabolic activity of microorganisms. In addition, acrolein and furfural are formed during wood combustion; therefore, these aldehydes may be present in raw materials due to the environmental contamination. Furfural is also a product of the Maillard reaction formed from sugars and amino acids, while ethyl carbamate occurs through the reaction between urea and ethanol. These compounds may react with SO2 and phenolic compounds to form non-volatile adducts, which positively modulates color stability, astringency and aroma in wine. However, when ingested through wine, electrophilic carbonyl compounds may form adducts with nucleophilic targets, such as DNA, resulting in genotoxicity along the gastrointestinal tract. Furthermore, carbonyl compounds induce the increase of reactive oxygen species and can trigger apoptosis, in addition to hepatocellular adenoma and carcinoma as a consequence of chronic hepatotoxicity. Neurodegenerative diseases may be related to the exposure to carbonyl compounds. Therefore, strategies to reduce the levels of these compounds should be studied in order to get the most out of the beneficial functional properties of wine consumption.(AU)

O objetivo deste estudo foi revisar os fatores tecnológicos e toxicológicos relacionados à presença de compostos carbonílicos encontrados em vinhos, incluindo acetaldeído, formaldeído, acroleína, carbamato de etila (CE) e furfural. O acetaldeído e o formaldeído podem ser formados através da oxidação do etanol e do metanol, respectivamente. A acroleína pode surgir como um produto de degradação térmica de glicerol, aminoácidos, carboidratos e triglicerídeos ou pela atividade metabólica de microorganismos. Além disso, a acroleína e o furfural são formados durante a combustão da madeira. Portanto, esses aldeídos podem estar presentes nas matérias-primas devido à contaminação ambiental. O furfural é também um produto da reação de Maillard formado a partir de açúcares e aminoácidos, enquanto o carbamato de etila ocorre através da reação entre uréia e etanol. Estes compostos podem reagir com SO2 e compostos fenólicos para formar adutos não voláteis, que modulam positivamente a estabilidade da cor, adstringência e aroma no vinho. No entanto, quando ingeridos através do vinho, os compostos carbonílicos que são eletrofílicos podem formar adutos com alvos nucleofílicos, como o DNA, resultando em genotoxicidade ao longo do trato gastrintestinal. Além disso, os compostos carbonílicos também induzem o aumento de espécies reativas de oxigênio e podem desencadear a apoptose, além de adenoma e carcinoma hepatocelular como consequência da hepatotoxicidade crônica. Doenças neurodegenerativas podem estar relacionadas à exposição aos compostos carbonílicos. Com isso, estratégias para reduzir os níveis desses compostos devem ser estudadas para obter o máximo das propriedades funcionais benéficas do consumo de vinho.(AU)

Composição fenólica e perfil antioxidante do suco de uva Concord / Phenolic composition and antioxidant profile of Concord grape juice

O suco de uva apresenta na constituição química uma diversidade de substâncias com ações benéficas, especialmente compostos fenólicos. O trabalho teve como objetivo analisar a composição fenólica e a capacidade antioxidante in vitro do suco de uva Concord. A atividade antioxidante foi avaliada pelos métodos de oxidação da GSH, geração do radical ABTS e ensaio da desoxirribose. A análise da composição fenólica foi realizada utilizando HPLC-DAD-MS. O suco reduziu a geração dos radicais ABTS e hidroxil bem como elevou o conteúdo de GSH. Os compostos fenólicos majoritários no suco de uva Concord foram antocianinas, ácidos fenólicos e flavonols. Os resultados obtidos demonstram o potencial antioxidante do suco da variedade Concord, possivelmente associado à sua composição fenólica.(AU)

Efeito da ocratoxina A em suco de uva tinto sobre sobrevivência e geração de EROs em Caenoaerbiditis elegans / Effects of ochratoxin A in red grape juice on survival rate and ROs generation in Caenoaerbiditis elegans

O consumo do suco de uva vem crescendo ao longo dos anos em função das suas propriedades funcionais. No entanto, este produto não está livre de contaminantes como a ocratoxina A (OTA). O presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da presença de OTA em suco de uva Concord sobre geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) e taxa de sobrevivência em Caenoarbiditis elegans. Os vermes foram expostos por 30 minutos ao suco na presença de OTA (0, 1, 2 e 4 µg∙L-1). O suco em presença de OTA não afetou a sobrevivência do C. Elegans. A adição de suco livre de OTA reduziu a sobrevivência dos nematoides, embora não tenha influenciado a geração de EROs. Contudo o suco com a concentração mais elevada de OTA reduziu a geração de EROs. Assim, são necessários maiores estudos para entender os mecanismos de toxicidade da OTA neste modelo vivo.(AU)

Composição fenólica e perfil antioxidante do suco de uva Concord / Phenolic composition and antioxidant profile of Concord grape juice

O suco de uva apresenta na constituição química uma diversidade de substâncias com ações benéficas, especialmente compostos fenólicos. O trabalho teve como objetivo analisar a composição fenólica e a capacidade antioxidante in vitro do suco de uva Concord. A atividade antioxidante foi avaliada pelos métodos de oxidação da GSH, geração do radical ABTS e ensaio da desoxirribose. A análise da composição fenólica foi realizada utilizando HPLC-DAD-MS. O suco reduziu a geração dos radicais ABTS e hidroxil bem como elevou o conteúdo de GSH. Os compostos fenólicos majoritários no suco de uva Concord foram antocianinas, ácidos fenólicos e flavonols. Os resultados obtidos demonstram o potencial antioxidante do suco da variedade Concord, possivelmente associado à sua composição fenólica.

Efeito da ocratoxina A em suco de uva tinto sobre sobrevivência e geração de EROs em Caenoaerbiditis elegans / Effects of ochratoxin A in red grape juice on survival rate and ROs generation in Caenoaerbiditis elegans

O consumo do suco de uva vem crescendo ao longo dos anos em função das suas propriedades funcionais. No entanto, este produto não está livre de contaminantes como a ocratoxina A (OTA). O presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da presença de OTA em suco de uva Concord sobre geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) e taxa de sobrevivência em Caenoarbiditis elegans. Os vermes foram expostos por 30 minutos ao suco na presença de OTA (0, 1, 2 e 4 µg∙L-1). O suco em presença de OTA não afetou a sobrevivência do C. Elegans. A adição de suco livre de OTA reduziu a sobrevivência dos nematoides, embora não tenha influenciado a geração de EROs. Contudo o suco com a concentração mais elevada de OTA reduziu a geração de EROs. Assim, são necessários maiores estudos para entender os mecanismos de toxicidade da OTA neste modelo vivo.

Exposure risk to carbonyl compounds and furfuryl alcohol through the consumption of sparkling wines / Risco da exposição a compostos carbonílicos e álcool furfurílico através do consumo de espumantes

The goals of this study were to verify the occurrence of furfuryl alcohol (FA) and carbonyl compounds (acetaldehyde, acrolein, ethyl carbamate (EC), formaldehyde and furfural) in sparkling wines and to evaluate, for the first time, whether the consumption of the samples under study could represent risk to consumers health. These compounds are electrophilic; and therefore, may covalently bind to DNA, which may result in mutagenicity. EC and formaldehyde were present at low levels (<1μg L-1) in all samples. Acetaldehyde, furfural and acrolein were also found in low levels (<1.5, 1.4 and 1.0μg L-1, respectively) in 57, 71 and 76% of samples. In the other samples, levels of acetaldehyde, furfural and acrolein ranged from 5.2 to 54.8, 10.5 to 41.0 and 20.3 to 36.7μg L-1, respectively. Furfuryl alcohol was also reported in all samples in levels from 10.4 to 33.5μg L-1. Acrolein was the only compound reported at levels sufficient to represent risk to health, which occurred in 24% of the samples. A study focused on the origin of acrolein deserves attention, investigating the influence of the concentration of precursors and the role of fermentation in the formation of this aldehyde, besides the evaluation of possible environmental contamination of grapes during cultivation.(AU)

Os objetivos deste estudo foram verificar a ocorrência de álcool furfurílico (FA) e compostos carbonílicos (acetaldeído, acroleína, carbamato de etila (CE), formaldeído e furfural) em espumantes e avaliar, pela primeira vez, se o consumo das amostras em estudo poderia representar risco para a saúde do consumidor. Esses compostos são eletrofílicos e, portanto, podem se ligar covalentemente ao DNA, o que pode resultar em mutagenicidade. CE e formaldeído foram encontrados em baixos níveis (<1μg/L) em todas as amostras. Acetaldeído, furfural e acroleína também foram encontrados em baixos níveis (<1,5; 1,4 e 1,0μg L-1, respectivamente) em 57, 71 e 76% das amostras. Nas demais amostras, os níveis de acetaldeído, furfural e acroleína variaram de 5,2 a 54,8, 10,5 a 41,0 e 20,3 a 36,7μg L-1, respectivamente. O álcool furfurílico também foi encontrado em todas as amostras em níveis de 10,4 a 33,5μg L-1. A acroleína foi o único composto encontrado em níveis suficientes para representar risco à saúde, que ocorreu em 24% das amostras. Uma avaliação focada na origem da acroleína merece atenção, investigando a influência da concentração dos precursores e o papel da fermentação na formação do aldeído, além da avaliação da possível contaminação ambiental das uvas durante o cultivo.(AU)

Exposure to ochratoxin A through consumption of grape juices produced by steam distillation method and intended for school meals / Exposição à ocratoxina A através do consumo de sucos de uva produzidos pelo método de destilação a vapor e destinados para a merenda escolar

The grape juice was included in meals of public schools in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina, Brazil. The juices intended for schools have been produced by small wineries through the steam distillation method. This method presents a particularity in relation to other juice production methods, since the grapes are not macerated to extract the juice. In literature is well established that maceration of grapes is the main critical point associated with the ochratoxin A (OTA) contamination in juices. OTA is a mycotoxin with nephrotoxic and immunosuppressives effects. The aim of this study was to verify the OTA occurrence in juices produced by steam distillation method, as grape juice may be a source of OTA exposure for children. No sample showed OTA levels higher than the detection limit (0.05g L-1) of method used to determine this toxin. This study demonstrated the adequate quality of juice produced by this extraction method. Furthermore, data about OTA occurrence are important to support risk assessment studies related to the exposure to toxic compounds through diet.

O suco de uva foi incluído nas refeições de escolas públicas do estado do Rio Grande do Sul e Santa Catarina, Brasil. O suco destinado para as escolas é produzido por pequenas vinícolas através do método de arraste a vapor. Este método apresenta uma particularidade em relação aos demais métodos de produção do suco, pois as uvas não são maceradas para a extração do mosto. Cabe salientar que a maceração das uvas é o principal ponto crítico relacionado à contaminação dos sucos com ocratoxina A (OTA), que é uma micotoxina que apresenta efeitos nefrotóxicos e imunossupressores. O objetivo deste estudo foi verificar a ocorrência de OTA em sucos produzidos pelo método de arraste de vapor, pois o suco de uva pode ser uma fonte de exposição à OTA para crianças. Nenhuma amostra apresentou OTA em níveis maiores que o limite de detecção (0,05g L-1) do método usado para determinar esta toxina. Este resultado evidenciou a qualidade adequada do suco produzido por este método de extração. Além disso, dados sobre a ocorrência de OTA são importantes para subsidiar estudos relacionados à exposição a compostos tóxicos através da dieta.

Exposure to ochratoxin A through consumption of grape juices produced by steam distillation method and intended for school meals / Exposição à ocratoxina A através do consumo de sucos de uva produzidos pelo método de destilação a vapor e destinados para a merenda escolar

The grape juice was included in meals of public schools in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina, Brazil. The juices intended for schools have been produced by small wineries through the steam distillation method. This method presents a particularity in relation to other juice production methods, since the grapes are not macerated to extract the juice. In literature is well established that maceration of grapes is the main critical point associated with the ochratoxin A (OTA) contamination in juices. OTA is a mycotoxin with nephrotoxic and immunosuppressives effects. The aim of this study was to verify the OTA occurrence in juices produced by steam distillation method, as grape juice may be a source of OTA exposure for children. No sample showed OTA levels higher than the detection limit (0.05g L-1) of method used to determine this toxin. This study demonstrated the adequate quality of juice produced by this extraction method. Furthermore, data about OTA occurrence are important to support risk assessment studies related to the exposure to toxic compounds through diet.(AU)

O suco de uva foi incluído nas refeições de escolas públicas do estado do Rio Grande do Sul e Santa Catarina, Brasil. O suco destinado para as escolas é produzido por pequenas vinícolas através do método de arraste a vapor. Este método apresenta uma particularidade em relação aos demais métodos de produção do suco, pois as uvas não são maceradas para a extração do mosto. Cabe salientar que a maceração das uvas é o principal ponto crítico relacionado à contaminação dos sucos com ocratoxina A (OTA), que é uma micotoxina que apresenta efeitos nefrotóxicos e imunossupressores. O objetivo deste estudo foi verificar a ocorrência de OTA em sucos produzidos pelo método de arraste de vapor, pois o suco de uva pode ser uma fonte de exposição à OTA para crianças. Nenhuma amostra apresentou OTA em níveis maiores que o limite de detecção (0,05g L-1) do método usado para determinar esta toxina. Este resultado evidenciou a qualidade adequada do suco produzido por este método de extração. Além disso, dados sobre a ocorrência de OTA são importantes para subsidiar estudos relacionados à exposição a compostos tóxicos através da dieta.(AU)

Occurrence of ochratoxin A in grapes, juices and wines and risk assessment related to this mycotoxin exposure / Ocorrência de ocratoxina A em uvas, sucos e vinhos e avaliação de risco relacionada à exposição a essa micotoxina

Ochratoxin A (OTA) is a mycotoxin with nephrotoxic, genotoxic, teratogenic and carcinogenic properties. The presence of this toxin in wines and juices occurs due to the development of toxigenic fungi in grapes. Studies have shown the presence of this toxic secondary metabolite in these beverages may results in economic losses to the winery as well as health problems for consumers. In Europe, several studies have been done in order to map the areas where the development of ochratoxigenic fungi is more favorable. However, in Brazil these studies are still incipient. The Joint Expert Committee on Food Additives of the World Health Organization (JECFA) established the safe tolerable intake of 112ng OTA per kg of body weight per week. To verify whether the population is exposed to OTA levels that pose a risk to health is necessary to compare the parameter of safe ingestion defined by JECFA with the levels of exposure to this toxin. Periodic monitoring of the OTA levels in food and beverage has been justified by some reasons including: (i) the toxic effects of this toxin, (ii) the recent publication of the Brazilian legislation establishing maximum limit for OTA, (iii) the introduction of grape juice in school meals and (iv) the recommendation of regular wine intake because of their functional properties.(AU)

A ocratoxina A (OTA) é uma micotoxina que possui propriedades nefrotóxicas, genotóxicas, teratogênicas e carcinogênicas. A presença dessa toxina em vinhos e sucos ocorre devido à contaminação das uvas por fungos toxigênicos. Estudos têm mostrado a presença desse metabólito secundário tóxico nestas bebidas, o que pode significar perdas econômicas ao setor vitícola, bem como problemas à saúde dos consumidores. Na Europa, vários estudos têm sido realizados com o objetivo de mapear as áreas em que o desenvolvimento de fungos ocratoxigênicos é mais favorável. Entretanto, no Brasil estes estudos ainda são incipientes. O Comitê de Especialistas em Aditivos Alimentares da Organização Mundial da Saúde (JECFA) estabeleceu a ingestão tolerável segura de 112ng de OTA por quilo de peso corpóreo por semana. Para verificar se população está exposta a OTA em níveis que representam risco para à saúde, é necessário comparar o parâmetro de ingestão segura, definido pelo JECFA, com os níveis de exposição a esta toxina. O monitoramento periódico dos níveis de OTA em alimentos e bebidas é justificado por alguns motivos que incluem: (i) os efeitos tóxicos dessa toxina, (ii) a publicação recente da legislação brasileira que estabelece limite máximo para OTA, (iii) a introdução do suco de uva na merenda escolar; e (iv) a recomendação da ingestão regular de vinho/suco de uva devido as suas propriedades.(AU)

Ocorrência, aspectos toxicológicos, métodos analíticos e controle da patulina em alimentos: revisão / Occurrence, toxicological aspects, analytical methods and control of patulin in food: review

A patulina é uma micotoxina produzida por várias espécies de Penicillium, Aspergillus e Byssochlamys. Em experimentos com animais, ela demonstrou ter atividade mutagênica, carcinogênica e teratogênica. Tem sido freqüentemente encontrada em maçãs e derivados. A patulina é facilmente transferida da maçã para o suco durante o processamento devido a sua alta solubilidade em água. Essa micotoxina é muito estável ao aquecimento em meio ácido, como no suco de maçã. Assim, a presença de patulina em suco de maçã é um indicador da qualidade das maçãs utilizadas no processamento. Muitos métodos têm sido desenvolvidos para a determinação da patulina, principalmente baseados na extração líquido-líquido com acetato de etila e determinação por CLAE. É importante evidenciar a necessidade de legislação que regulamente limites dessa micotoxina em alimentos no Brasil. Esta revisão bibliográfica tem como objetivos descrever as principais características da patulina, a ocorrência, os aspectos toxicológicose os métodos desenvolvidos para sua detecção e controle durante os estágios da produção da maçã e suco.(AU)

Patulin is a mycotoxin produced by several Penicillium, Aspergillus and Byssochlamys species. Patulin is a highly toxic compound which has shown to be mutagenic, carcinogenic and teratogenic in experiments with animals. It has often been found in apples and apple products. Patulin is easily transfered into apple juice during processing due to its high solubility in water. This mycotoxin is very stable to heat in acidic medium as in apple juice. Thus, patulin content of apple juice is an indicator of the quality of the apples used to juice production. Many methods have been developed for the patulin determination mainly based on liquid-liquid extraction with ethyl acetate and use of HPLC for detection. It is important to show the need of legislation that imposes patulin limits in foods in Brazil. The objectives of this review are to describe the main patulin characteristics, occurrence, toxicological aspects, methods developed for patulin detection and control during the stages of apple and juice production.(AU)