Validação e determinação de Patulina em suco de maçã utilizando cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massa tandem

A patulina (PAT) é uma micotoxina causada por certas espécies de fungos que, com certa frequência, contamina maçãs e produtos derivados, particularmente o suco. Esse contaminante tóxico é associado a efeitos mutagênicos, imunossupressivos e neurotóxicos em humanos e animais. No Brasil e no mundo o controle eficaz da contaminação por PAT depende de métodos analíticos confiáveis. Para um adequado monitoramento dos níveis de PAT em maçãs, é imprescindível utilizar processos que garantam um preparo adequado da amostra para a realização de uma análise cromatográfica correta. Este trabalho desenvolveu e validou uma técnica de análise de PAT em amostras de suco de maçã industrializado fundamentada na extração líquido-líquido, utilizando a acetonitrila como solvente extrator. A detecção por espectrometria de massas foi realizada após ionização química à pressão atmosférica (APCI). As recuperações médias alcançadas para as concentrações de 4, 8 e 20 g/L de PAT foram de 97,5%, 92,49% e 96,92 %, respectivamente. A recuperação média do método foi de 95,64%. A reprodutibilidade da metodologia apresentada foi confirmada quando os resultados de um teste de proficiência de FAPAS, apresentando uma recuperação de 95,9%, além de apresentar uma boa seletividade. A incerteza do método foi estimada em três dias diferentes para três concentrações 4, 8 and 20 µg/L em replicatas de 7 vezes cada concentração, obtendo 0,37 %, 6,62 %. O analito foi monitorado por APCI no modo negativo para identificação de seus fragmentos. As 24 amostras de sucos de maçã analisadas apresentaram níveis de PAT abaixo do limite de quantificação

Patulin (PAT) is a mycotoxin produced by certain fungal species which is frequently found contaminating apples and derived products, especially juice. Several fungal pathogens, in particular Penicillium species, have been identified as causative agents of diseases in apples. PAT contamination may occur due to reasons as geographic differences, climatic conditions, agricultural practices, cultivars and postharvest environment, which may affect fruit composition. This toxic contaminant is associated with mutagenic, immunosuppressive and neurotoxic effects in humans and animals. In Brazil and in the world effective control of PAT contamination depends on reliable analytical methods. This study developed and validated a technique for the analysis of PAT in samples of industrialized apple juice based on liquid-liquid extraction, using acetonitrile as the extraction solvent. Detection via mass spectrometry was performed after Atmospher Pressure Chemical Ionization (APCI). Mean recoveries of 97.5, 92.49 and 96.92% were reached for 4, 8 and 20 g/L of PAT, respectively. The mean recovery of the method was 95.64%. The reproducibility of the presented methodology was confirmed when the results of a FAPAS proficiency test, showing a 95.9% recovery, in addition to presenting a good selectivity. The method uncertainty was estimated on three different days for three concentrations 4, 8 and 20 µg / L in replicates of 7 times each concentration, obtaining 0.37%, 6.62%The analyte was monitored with an APCI source in negative ion mode to identify its fragments. The 24 analyzed samples presented PAT levels below the limit of quantification.

Evaluation of potential antagonistism in yeasts, seeking biocontrol of spoilage by Penicillium expansum / Avaliação do potencial antagônico de leveduras, visando biocontrole de deterioração por Penicillium expansum

Considerable losses during apple fruit storage occur due to microbiological diseases, mainly caused by Penicillium expansum, which in addition to fruit pulp deterioration produces patulin, a mycotoxin with carcinogenic and teratogenic activity. Biological control of post-harvest disease by antagonist yeasts focused on killer toxins is an appreciable alternative to the chemical fungicides, due to the low possibility of toxic residues demonstrated during fermentative processes. Twenty out of 44 yeasts (16 isolated from fruits, 10 from corn silage and 18 from laboratory anthill), showed antagonism against spores of P. expansum. The assay in solid medium pointed the strongest nutrient competition antagonism by D. hansenii strain C1 (31 mm inhibition diameter), while D. hansenii strain C7 (15 mm) showed higher antibiosis and parasitism pattern. In the following step the extracellular activity was tested performing the assay with culture supernatant in Yeast Medium agar, where C. guilliermondii P3 was more effective against conidia germination (inhibition rate of 58.15%) while P. ohmeri showed better inhibition on micelial growth (66.17%). The antibiosis showed by both yeasts could suggest probable mechanism associated with killer phenomenon, once both strains were killer positive against sensitive reference strains (S. cerevisiae NCYC 1006 and P. kluyveri CAY-15). In order to enhanc

As perdas consideráveis no armazenamento de maçãs decorrem principalmente de desordens microbiológicas, causadas por Penicillium expansum, que além de colonizar o fruto e causar dano à polpa, produz a patulina, micotoxina teratogênica e cancerígena. Entre as alternativas ao tradicional tratamento químico de doenças pós-colheita de frutos, enfoca-se o biocontrole por leveduras antagonistas, com ênfase em linhagens killer, em função da baixa possibilidade de resíduos tóxicos e com ampla inocuidade demonstrada nos processos fermentativos. O objetivo deste trabalho foi analisar o potencial antagônico de leveduras no controle de P. expansum, mediante antifungigrama em meio sólido e líquido. Do total de 44 leveduras isoladas (16 de frutas, 10 de silagem de milho e 18 de formigueiro de laboratório), 20 apresentaram antagonismo perante esporos de P. expansum em ágar Meio Para Levedura, sendo Debaryomyces hansenii C1 responsável por maior atividade associada à competição por nutrientes (zona de inibição de 31 mm) e D. hansenii C7 por antibiose/hiperparasitismo (15 mm). Entretanto, o ensaio realizado com o sobrenadante de cultivo reduziu o número de cepas ativas em cinco, sendo Pichia ohmeri 158 e Candida guilliermondii P3 as de maior atividade antagônica. No antifungigrama em meio líquido (caldo MPL) o sobrenadante do cultivo de C. guilliermondii (25ºC/72 horas) inibiu 58,15% da germina

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)

Ocorrência de patulina em uva fina (Vitis vinifera L. cv. "Rubi") com sinais de podridão ácida / Occurrence of patulin in grape (Vitis vinifera L. cv. 'Rubi') with indication of the sour rout

A podridão ácida é uma patologia das videiras, de alta freqüência nos períodos quentes e chuvosos, em conseqüência do desenvolvimento de fungos e bactérias em seus frutos. Um dos gêneros de fungos responsáveis por esta doença é o Penicillium spp., que poderá levar à produção de micotoxinas, como a patulina. Neste trabalho, foi realizada uma investigação sobre a podridão ácida e a ocorrência de patulina em uvas Itália (Vitis vinifera L. cv. Rubi) cultivadas no município de Marialva, Brasil. Foram avaliados os seguintes tratamentos: (I) testemunha sem sintomas de podridão ácida; (II) amostras com sintomas, sem a remoção das bagas infectadas; (III) amostras com sintomas, com a remoção das bagas infectadas, (IV) amostras com sintomas da doença, com a remoção das bagas infectadas e desinfecção com hipoclorito. A cromatografia em camada delgada foi utilizada para a determinação de patulina. Nas amostras analisadas, não foi detectada contaminação por esta micotoxina.(AU)

Sour rout is a pathology of bunch grapes occurring in hot and rainy periods. Several fungi and bacteria are associated with this disease, including Penicilium spp. In the present study it was carried out an investigation to determine the incidence of sour rout and patulin in grapes (Vitis vinifera L. cv. Rubi) cultivated in Marialva, Brazil. The treatments studied were the following: (I) samples without symptoms of sour rout, (II) samples with symptoms and without cleaning stage, (III) samples with symptoms and with cleaning stage and (IV) samples with symptoms, cleaning stage and washing with hypochlorite. The thin-layer chromatography was utilized to determine the presence and quantification of patulin. Patulin was not detected in any samples.(AU)

Efeito dos extratos aquoso e oleoso de Nim [Azadirachta indica A. Juss (Meliaceae)] na produção de patulina em maçãs contaminadas por Penicillium expansum

The South region of Brazil is a major apple producer, where 80% is destined to the "in natura" consumption. The mycotoxins are fungal secondary metabolites present as contaminants in the food chain, causing several toxicological and immunological effect. Patulin is a mycotoxin mainly produced by Penicillium expansum and well known as the main contaminant in apples. Due to this contamination, the aim of this work was to access the effect of Neem extract (Azadirachta indica) on artificially contaminated apples. Two types of Neem extracts were tested: the aqueous extracts of Neem leafs at 5, 10, 20 and 30% concentrations, and commercial seed oil of Neem (DalNeem®) at 0.125, 0.25, 0.5, 1, 2 and 5% in water. Although the addition of Neem aqueous extracts in artificially contaminated apples with P. expansum was unable to affect the patulin production, the Neem seed oil extract at concentrations as lower as 0.5%, caused a pronounced diminution over patulin production.

A Região Sul do Brasil é grande produtora de maçã, sendo 80% destinada ao consumo in natura. As micotoxinas são metabólitos secundários de fungos presentes na cadeia alimentar como contaminantes, causando diversos efeitos toxicológicos e imunológicos. Considerando que a patulina seja uma micotoxina produzida por Penicillium expansum, principal contaminante da maçã propôs-se investigar a ação de extratos aquoso e oleoso de Nim (Azadirachta indica) em maçã artificialmente contaminada. Foram testados dois tipos de extratos: o extrato aquoso obtido de maceração de folhas de Nim nas concentrações de 5, 10, 20 e 30%, e o extrato oleoso comercial (DalNeem®), obtido de sementes de Nim, nas concentrações de 0,125, 0,25, 0,5, 1, 2 e 5%. Os extratos aquosos não alteram a produção da patulina em maçãs contaminadas artificialmente por P. expansum, mas o extrato oleoso obtido das sementes da planta diminuiu acentuadamente a produção de patulina, inclusive em concentrações inferiores a 0,5%.

Efeito dos extratos aquoso e oleoso de Nim [Azadirachta indica A. Juss (Meliaceae)] na produção de patulina em maçãs contaminadas por Penicillium expansum

The South region of Brazil is a major apple producer, where 80% is destined to the "in natura" consumption. The mycotoxins are fungal secondary metabolites present as contaminants in the food chain, causing several toxicological and immunological effect. Patulin is a mycotoxin mainly produced by Penicillium expansum and well known as the main contaminant in apples. Due to this contamination, the aim of this work was to access the effect of Neem extract (Azadirachta indica) on artificially contaminated apples. Two types of Neem extracts were tested: the aqueous extracts of Neem leafs at 5, 10, 20 and 30% concentrations, and commercial seed oil of Neem (DalNeem®) at 0.125, 0.25, 0.5, 1, 2 and 5% in water. Although the addition of Neem aqueous extracts in artificially contaminated apples with P. expansum was unable to affect the patulin production, the Neem seed oil extract at concentrations as lower as 0.5%, caused a pronounced diminution over patulin production.

A Região Sul do Brasil é grande produtora de maçã, sendo 80% destinada ao consumo in natura. As micotoxinas são metabólitos secundários de fungos presentes na cadeia alimentar como contaminantes, causando diversos efeitos toxicológicos e imunológicos. Considerando que a patulina seja uma micotoxina produzida por Penicillium expansum, principal contaminante da maçã propôs-se investigar a ação de extratos aquoso e oleoso de Nim (Azadirachta indica) em maçã artificialmente contaminada. Foram testados dois tipos de extratos: o extrato aquoso obtido de maceração de folhas de Nim nas concentrações de 5, 10, 20 e 30%, e o extrato oleoso comercial (DalNeem®), obtido de sementes de Nim, nas concentrações de 0,125, 0,25, 0,5, 1, 2 e 5%. Os extratos aquosos não alteram a produção da patulina em maçãs contaminadas artificialmente por P. expansum, mas o extrato oleoso obtido das sementes da planta diminuiu acentuadamente a produção de patulina, inclusive em concentrações inferiores a 0,5%.

Intralaboratory optimization and validation of a method for patulin determination in grapes by Thin-Layer Chromatography

The aim of this work was to optimize and validate, by intralaboratorial procedures, a method for the determination of patulin in grapes by thin-layer chromatography. The steps of extraction, cleanup, detection and quantification were optimized. For the validation of the method, recovery assays with standard solutions and artificially contaminated samples were carried out. The mean recovery and the variation coefficient were 65.4% and 7.58%, respectively. The optimized conditions were: 50 mL of grape juice, three extraction stages (with 100 mL of ethyl acetate in the first stage and 50 mL in second and third stages), and 100 µL of ethanol to solubilize the extract. The solvent-system used was toluene - ethyl acetate - formic acid (6:3:1), and 0.5% MBTH in 5% formic acid was sprayed on the plates to intensify the fluorescence. The visual detection and quantification limits were 7.44 ng and 15.87 µg.kg-1, respectively. The optimized and validated method demonstrated sufficient efficiency for adoption in the monitoring of patulin in grape.

O objetivo deste trabalho foi otimizar e validar, por procedimentos intralaboratoriais, um método de determinação de patulina em uva por cromatografia em camada delgada. Foram realizados testes de otimização das etapas de extração, limpeza, detecção e quantificação. Para validação do método foram realizados ensaios de recuperação com soluções padrões e amostras artificialmente contaminadas. A recuperação e o coeficiente de variação foram 65,4% e 7,58%, respectivamente. As condições otimizadas foram: 50 mL do suco da uva; três etapas de extração, 100 mL de acetato de etila na primeira etapa e 50 mL na segunda e terceira etapas; 100 µL de etanol para solubilizar o extrato; a fase móvel tolueno-acetato de etila-ácido fórmico (6:3:1) e o revelador o MBTH 0,5% em ácido fórmico 5%. O limite de detecção visual foi de 7,44 ng e o de quantificação de 15,87 µg/kg. O método otimizado e validado apresentou eficiência para ser adotado em atividades de monitoramento de patulina em uva.

Profile of patulin production risk in apple / Aspectos relevantes sobre riscos da produção de patulina em maçã

A maçã (Malus domestica Borkhausen) é uma das culturas mais difundidas para o consumo "in natura" ou processada, com a oportunidade para o Brasil em ingressar no mercado internacional. Em vista ao novo perfil desta cultura, desenvolveu-se uma revisão conscientizando sobre a patulina, micotoxina mais freqüente em maçã, a fim de minimizar eventuais problemas surgidos com a sua comercialização.

A maçã (Malus domestica Borkhausen) é uma das culturas mais difundidas para o consumo "in natura" ou processada, com a oportunidade para o Brasil em ingressar no mercado internacional. Em vista ao novo perfil desta cultura, desenvolveu-se uma revisão conscientizando sobre a patulina, micotoxina mais freqüente em maçã, a fim de minimizar eventuais problemas surgidos com a sua comercialização.

Profile of patulin production risk in apple / Aspectos relevantes sobre riscos da produção de patulina em maçã

A maçã (Malus domestica Borkhausen) é uma das culturas mais difundidas para o consumo "in natura" ou processada, com a oportunidade para o Brasil em ingressar no mercado internacional. Em vista ao novo perfil desta cultura, desenvolveu-se uma revisão conscientizando sobre a patulina, micotoxina mais freqüente em maçã, a fim de minimizar eventuais problemas surgidos com a sua comercialização.  

A maçã (Malus domestica Borkhausen) é uma das culturas mais difundidas para o consumo "in natura" ou processada, com a oportunidade para o Brasil em ingressar no mercado internacional. Em vista ao novo perfil desta cultura, desenvolveu-se uma revisão conscientizando sobre a patulina, micotoxina mais freqüente em maçã, a fim de minimizar eventuais problemas surgidos com a sua comercialização.    

Toxicological aspects and occurrence of patulin in apple juice / Aspectos toxicológicos e ocorrência de patulina em suco de maçã

Patulin is a secondary metabolite produced by different species of fungi, being Penicillium expansum the most important species. Patulin is a mycotoxin that has been found mainly in mature apples used in the production of concentrated apple juice, but it can also be in other fruits, vegetables and nutritious products. Experiments carried out with laboratory animals have demonstrated that this mycotoxin produces several harmful effects, including mutagenicity, teratogenicity, carcinogenicity, immunosuppression and acute intoxications characterized by pulmonary oedema, hemorrhages, damages in the capillaries of liver, spleen and kidneys, as well as cerebral oedema. This revision article approaches physicochemical properties and toxicological aspects of the patulin, as well as its occurrence and strategies to prevent its presence in apple juices.

A patulina é um metabólito secundário produzido por diferentes gêneros e espécies de fungos. Penicillium expansum é certamente a espécie mais importante. É uma micotoxina encontrada principalmente em maçãs maduras utilizadas na produção de suco de maçã concentrado, mas também pode estar presente em outras frutas, vegetais e produtos alimentícios. Experimentos em animais de laboratório demonstraram que esta micotoxina produz diversos efeitos nocivos, incluindo mutagenicidade, teratogenicidade, carcinogenicidade, imunossupressão e intoxicações agudas caracterizadas por edema pulmonar, hemorragias, danos nos capilares hepáticos, do baço e rins, bem como edema cerebral. O presente artigo de revisão aborda aspectos físico-químicos e toxicológicos da patulina, bem como a sua ocorrência e estratégias para prevenir a sua presença em sucos de maçã.

Patulin: incidence and control in apple products / Patulina: incidência e controle em derivados de maçã

The patulin, (4hydroxy-4furo[3,2-c]pyran(6H)-1),, is a thermal resistent mycotoxin produced by several species of fungi are common in plants, mainly in derivatives and apples. Studies on the toxicity in animals have shown that mycotoxin has character teratogenic, and carcinogenic in mice immunotoxic. Its biosynthesis is well understood involving a series of reactions of condensation and oxiredução, many catalyzed by enzymes. The danger of contamination of food with patulin, warning about the need for a more rigorous control. Recent research aimed their removal and degradation as well as increase the sensitivity of the tests, making them faster and at less cost. The removal of patulin of food is made with composite adsorbents, with inconvenience to diminish the quality of the product by adsorbs other components desirable. The degradation is made with sulfur compounds, which are not allowed in food in many countries, and the growth of yeasts, such as the production of cider. Many yeasts have resistance against patulin and produce compounds capable degrade it. Here, we reviewed research on patulin with emphasis on its influence in food industry, incidence of patulin in apple juice and other foods, maximum permissible concentrations, health effects, biosynthesis, removal, degradation and most widely used methods for its detection and quantification.

A patulina, 4hidroxi-4furo[3,2-c] pirano(6H)-1, micotoxina termo-resistente, é produzida por várias espécies de fungos, comuns em vegetais, produtos derivados e principalmente em maçãs. Estudos sobre a toxicidade em animais demonstraram esta micotoxina possui caráter teratogênico, cancerígeno e imunotóxico em camundongos. Sua biossíntese é bem compreendida envolvendo uma série de reações de condensação e de oxiredução, muitas catalisadas por enzimas. O perigo da contaminação de alimentos com patulina, alerta sobre a necessidade de um controle mais rigoroso. Pesquisas recentes objetivam sua remoção e degradação, bem como aumentar a sensibilidade das análises, tornando-as mais rápidas e com menores custos. A remoção de patulina de alimentos é feita com compostos adsorventes, com inconveniente de diminuir a qualidade do produto por adsorver outros componentes desejáveis. A degradação é feita com compostos sulfurados, os quais não são permitidos em alimentos em muitos países, e pelo crescimento de leveduras, como no caso da produção de sidras. Muitas leveduras apresentam resistência contra a patulina e produzem compostos capazes de degradá-la. Aqui, foram revisadas pesquisas sobre patulina com ênfase sobre sua influência na indústria de alimentos, incidência de patulina em suco de maçã e outros alimentos, concentrações máximas permitidas, efeitos na saúde, biossíntese, remoção, deg

Patulin: incidence and control in apple products / Patulina: incidência e controle em derivados de maçã

The patulin, (4hydroxy-4furo[3,2-c]pyran(6H)-1),, is a thermal resistent mycotoxin produced by several species of fungi are common in plants, mainly in derivatives and apples. Studies on the toxicity in animals have shown that mycotoxin has character teratogenic, and carcinogenic in mice immunotoxic. Its biosynthesis is well understood involving a series of reactions of condensation and oxiredução, many catalyzed by enzymes. The danger of contamination of food with patulin, warning about the need for a more rigorous control. Recent research aimed their removal and degradation as well as increase the sensitivity of the tests, making them faster and at less cost. The removal of patulin of food is made with composite adsorbents, with inconvenience to diminish the quality of the product by adsorbs other components desirable. The degradation is made with sulfur compounds, which are not allowed in food in many countries, and the growth of yeasts, such as the production of cider. Many yeasts have resistance against patulin and produce compounds capable degrade it. Here, we reviewed research on patulin with emphasis on its influence in food industry, incidence of patulin in apple juice and other foods, maximum permissible concentrations, health effects, biosynthesis, removal, degradation and most widely used methods for its detection and quantification.

A patulina, 4hidroxi-4furo[3,2-c] pirano(6H)-1, micotoxina termo-resistente, é produzida por várias espécies de fungos, comuns em vegetais, produtos derivados e principalmente em maçãs. Estudos sobre a toxicidade em animais demonstraram esta micotoxina possui caráter teratogênico, cancerígeno e imunotóxico em camundongos. Sua biossíntese é bem compreendida envolvendo uma série de reações de condensação e de oxiredução, muitas catalisadas por enzimas. O perigo da contaminação de alimentos com patulina, alerta sobre a necessidade de um controle mais rigoroso. Pesquisas recentes objetivam sua remoção e degradação, bem como aumentar a sensibilidade das análises, tornando-as mais rápidas e com menores custos. A remoção de patulina de alimentos é feita com compostos adsorventes, com inconveniente de diminuir a qualidade do produto por adsorver outros componentes desejáveis. A degradação é feita com compostos sulfurados, os quais não são permitidos em alimentos em muitos países, e pelo crescimento de leveduras, como no caso da produção de sidras. Muitas leveduras apresentam resistência contra a patulina e produzem compostos capazes de degradá-la. Aqui, foram revisadas pesquisas sobre patulina com ênfase sobre sua influência na indústria de alimentos, incidência de patulina em suco de maçã e outros alimentos, concentrações máximas permit

Patulin: incidence and control in apple products / Patulina: incidência e controle em derivados de maçã

The patulin, (4hydroxy-4furo[3,2-c]pyran(6H)-1),, is a thermal resistent mycotoxin produced by several species of fungi are common in plants, mainly in derivatives and apples. Studies on the toxicity in animals have shown that mycotoxin has character teratogenic, and carcinogenic in mice immunotoxic. Its biosynthesis is well understood involving a series of reactions of condensation and oxiredução, many catalyzed by enzymes. The danger of contamination of food with patulin, warning about the need for a more rigorous control. Recent research aimed their removal and degradation as well as increase the sensitivity of the tests, making them faster and at less cost. The removal of patulin of food is made with composite adsorbents, with inconvenience to diminish the quality of the product by adsorbs other components desirable. The degradation is made with sulfur compounds, which are not allowed in food in many countries, and the growth of yeasts, such as the production of cider. Many yeasts have resistance against patulin and produce compounds capable degrade it. Here, we reviewed research on patulin with emphasis on its influence in food industry, incidence of patulin in apple juice and other foods, maximum permissible concentrations, health effects, biosynthesis, removal, degradation and most widely used methods for its detection and quantification.

A patulina, 4hidroxi-4furo[3,2-c] pirano(6H)-1, micotoxina termo-resistente, é produzida por várias espécies de fungos, comuns em vegetais, produtos derivados e principalmente em maçãs. Estudos sobre a toxicidade em animais demonstraram esta micotoxina possui caráter teratogênico, cancerígeno e imunotóxico em camundongos. Sua biossíntese é bem compreendida envolvendo uma série de reações de condensação e de oxiredução, muitas catalisadas por enzimas. O perigo da contaminação de alimentos com patulina, alerta sobre a necessidade de um controle mais rigoroso. Pesquisas recentes objetivam sua remoção e degradação, bem como aumentar a sensibilidade das análises, tornando-as mais rápidas e com menores custos. A remoção de patulina de alimentos é feita com compostos adsorventes, com inconveniente de diminuir a qualidade do produto por adsorver outros componentes desejáveis. A degradação é feita com compostos sulfurados, os quais não são permitidos em alimentos em muitos países, e pelo crescimento de leveduras, como no caso da produção de sidras. Muitas leveduras apresentam resistência contra a patulina e produzem compostos capazes de degradá-la. Aqui, foram revisadas pesquisas sobre patulina com ênfase sobre sua influência na indústria de alimentos, incidência de patulina em suco de maçã e outros alimentos, concentrações máximas permitidas, efeitos na saúde, biossíntese, remoção, deg

Toxicological aspects and occurrence of patulin in apple juice / Aspectos toxicológicos e ocorrência de patulina em suco de maçã

Patulin is a secondary metabolite produced by different species of fungi, being Penicillium expansum the most important species. Patulin is a mycotoxin that has been found mainly in mature apples used in the production of concentrated apple juice, but it can also be in other fruits, vegetables and nutritious products. Experiments carried out with laboratory animals have demonstrated that this mycotoxin produces several harmful effects, including mutagenicity, teratogenicity, carcinogenicity, immunosuppression and acute intoxications characterized by pulmonary oedema, hemorrhages, damages in the capillaries of liver, spleen and kidneys, as well as cerebral oedema. This revision article approaches physicochemical properties and toxicological aspects of the patulin, as well as its occurrence and strategies to prevent its presence in apple juices.

A patulina é um metabólito secundário produzido por diferentes gêneros e espécies de fungos. Penicillium expansum é certamente a espécie mais importante. É uma micotoxina encontrada principalmente em maçãs maduras utilizadas na produção de suco de maçã concentrado, mas também pode estar presente em outras frutas, vegetais e produtos alimentícios. Experimentos em animais de laboratório demonstraram que esta micotoxina produz diversos efeitos nocivos, incluindo mutagenicidade, teratogenicidade, carcinogenicidade, imunossupressão e intoxicações agudas caracterizadas por edema pulmonar, hemorragias, danos nos capilares hepáticos, do baço e rins, bem como edema cerebral. O presente artigo de revisão aborda aspectos físico-químicos e toxicológicos da patulina, bem como a sua ocorrência e estratégias para prevenir a sua presença em sucos de maçã.

Toxicological aspects and occurrence of patulin in apple juice / Aspectos toxicológicos e ocorrência de patulina em suco de maçã

Patulin is a secondary metabolite produced by different species of fungi, being Penicillium expansum the most important species. Patulin is a mycotoxin that has been found mainly in mature apples used in the production of concentrated apple juice, but it can also be in other fruits, vegetables and nutritious products. Experiments carried out with laboratory animals have demonstrated that this mycotoxin produces several harmful effects, including mutagenicity, teratogenicity, carcinogenicity, immunosuppression and acute intoxications characterized by pulmonary oedema, hemorrhages, damages in the capillaries of liver, spleen and kidneys, as well as cerebral oedema. This revision article approaches physicochemical properties and toxicological aspects of the patulin, as well as its occurrence and strategies to prevent its presence in apple juices.

A patulina é um metabólito secundário produzido por diferentes gêneros e espécies de fungos. Penicillium expansum é certamente a espécie mais importante. É uma micotoxina encontrada principalmente em maçãs maduras utilizadas na produção de suco de maçã concentrado, mas também pode estar presente em outras frutas, vegetais e produtos alimentícios. Experimentos em animais de laboratório demonstraram que esta micotoxina produz diversos efeitos nocivos, incluindo mutagenicidade, teratogenicidade, carcinogenicidade, imunossupressão e intoxicações agudas caracterizadas por edema pulmonar, hemorragias, danos nos capilares hepáticos, do baço e rins, bem como edema cerebral. O presente artigo de revisão aborda aspectos físico-químicos e toxicológicos da patulina, bem como a sua ocorrência e estratégias para prevenir a sua presença em sucos de maçã.

The development of an analytical method for two mycotoxins, patulin and verruculogen, and survey of their presence in commercial tomato pulp

The mycotoxin patulin causes gastroinstestinal distress, neurotoxic and immunotoxic effects in animals. It can be produced by several species of Penicillium, Aspergillus and Byssochlamys and it has been found in fruits, vegetables and cereals. Verruculogen is a toxin produced mainly by Penicillium and Aspergillus spp. and causes severe tremors in affected animals. Tomatoes are especially susceptible to fungi invasion and their products need to be investigated for possible mycotoxin contamination. A method for the determination of patulin and verruculogen in tomato products was developed involving an extraction with ethyl acetate, a cleanup by silica gel column and determination and confirmation by high performance liquid chromatography with diode array detector. The quantification limits of the method, defined as the minimum amount that allowed quantification and confirmation by the DAD detector, were 10 ng/g and 20 ng/g. The average recovery for patulin at five levels of addition (from 20 to 200 ng/g) was 75% and at the single level of 100 ng/g was 90 % .The average recovery for verruculogen at five levels of addition (from 50 to 300 ng/g) was 54% and at the single level of 100 ng/g was 52%. The processing of two tomato plants was followed during 1996, 1997, and 1998. Eighty-four samples of tomato pulp were analyzed for patulin and verruculogen. The toxins were not detected in any of the samples.

A micotoxina patulina causa distúrbios gastrointestinais e efeitos neurotóxicos e imunotóxicos em animais. Pode ser produzida por várias espécies de Penicillium, Aspergillus e Byssochlamys e tem sido encontrada em frutas, verduras e cereais. Verruculogeno é uma toxina produzida principalmente por espécies de Penicillium e Aspergillus e causa fortes tremores em animais afetados. Tomates são especialmente susceptíveis a invasão fúngica e seus produtos precisam ser investigados com relação a possíveis contaminações por micotoxinas. Um método para determinação de patulina e verruculogeno em produtos de tomate foi desenvolvido envolvendo uma extração com acetato de etila, uma limpeza em coluna de sílica gel e determinação e confirmação por cromatografia de alta eficiência com detector de arranjo de diodos. Os limites de quantificação foram de 10 ng/g e 20 ng/g e as recuperações medias foram de 89% e 65% para patulina e verruculogeno, respectivamente. O processamento de duas fábricas de produtos de tomate foi amostrado durante 1996, 1997 e 1998. Oitenta e quatro amostras de polpa de tomate foram analisadas para patulina e verruculogeno. As toxinas não foram detectadas em nenhuma das amostras.

Evaluation of potential antagonistism in yeasts, seeking biocontrol of spoilage by Penicillium expansum / Avaliação do potencial antagônico de leveduras, visando biocontrole de deterioração por Penicillium expansum

Considerable losses during apple fruit storage occur due to microbiological diseases, mainly caused by Penicillium expansum, which in addition to fruit pulp deterioration produces patulin, a mycotoxin with carcinogenic and teratogenic activity. Biological control of post-harvest disease by antagonist yeasts focused on killer toxins is an appreciable alternative to the chemical fungicides, due to the low possibility of toxic residues demonstrated during fermentative processes. Twenty out of 44 yeasts (16 isolated from fruits, 10 from corn silage and 18 from laboratory anthill), showed antagonism against spores of P. expansum. The assay in solid medium pointed the strongest nutrient competition antagonism by D. hansenii strain C1 (31 mm inhibition diameter), while D. hansenii strain C7 (15 mm) showed higher antibiosis and parasitism pattern. In the following step the extracellular activity was tested performing the assay with culture supernatant in Yeast Medium agar, where C. guilliermondii P3 was more effective against conidia germination (inhibition rate of 58.15%) while P. ohmeri showed better inhibition on micelial growth (66.17%). The antibiosis showed by both yeasts could suggest probable mechanism associated with killer phenomenon, once both strains were killer positive against sensitive reference strains (S. cerevisiae NCYC 1006 and P. kluyveri CAY-15). In order to enhanc

As perdas consideráveis no armazenamento de maçãs decorrem principalmente de desordens microbiológicas, causadas por Penicillium expansum, que além de colonizar o fruto e causar dano à polpa, produz a patulina, micotoxina teratogênica e cancerígena. Entre as alternativas ao tradicional tratamento químico de doenças pós-colheita de frutos, enfoca-se o biocontrole por leveduras antagonistas, com ênfase em linhagens killer, em função da baixa possibilidade de resíduos tóxicos e com ampla inocuidade demonstrada nos processos fermentativos. O objetivo deste trabalho foi analisar o potencial antagônico de leveduras no controle de P. expansum, mediante antifungigrama em meio sólido e líquido. Do total de 44 leveduras isoladas (16 de frutas, 10 de silagem de milho e 18 de formigueiro de laboratório), 20 apresentaram antagonismo perante esporos de P. expansum em ágar Meio Para Levedura, sendo Debaryomyces hansenii C1 responsável por maior atividade associada à competição por nutrientes (zona de inibição de 31 mm) e D. hansenii C7 por antibiose/hiperparasitismo (15 mm). Entretanto, o ensaio realizado com o sobrenadante de cultivo reduziu o número de cepas ativas em cinco, sendo Pichia ohmeri 158 e Candida guilliermondii P3 as de maior atividade antagônica. No antifungigrama em meio líquido (caldo MPL) o sobrenadante do cultivo de C. guilliermondii (25ºC/72 horas) inibiu 58,15% da germina

Mycotoxin research in Brazil: the last decade in review

The number of research papers (128 papers) on mycotoxins published by Brazilian researchers in 1991-2000 surpassed the total number (85 papers) published in the preceding three decades (1961-1990). Thirty percent of the papers surveyed mycotoxins in foods and feeds. AFs in peanut and peanut products continued to be alarming, and high incidence and levels of FBs in corn and corn products also appeared as a serious problem. Contamination with other toxins, such as ZEA, OTA and trichothecenes, was low. Occurrence of AFM1 in milk and dairy products and patulin in apple juice needs to be verified as the results are somewhat diverging. Work on analytical methods, mycological examination and toxic effects constituted 16, 13 and 13%, respectively, of the published papers in the decade assessed. Attempts to find means of preventing/controlling fungal growth and mycotoxin production notably increased, making up 27% of the papers, including investigations on influencing factors (e.g. genotype resistance, water content/a w, relative humidity, temperature, presence of metals, type of soil, mite infestation) and antagonistic potential of other microorganisms against mycotoxin-producing fungi. Effects of plant extract, flavonoids, fungicides and other chemicals, storage bag material, adsorbents, cooking and processing of food were also studied. Thus, notwithstanding constraints on resources, Brazilian research responds to the needs of the country, reflects international concerns and recent developments in the area.

O número de artigos de pesquisa (128 artigos) sobre micotoxinas publicados por pesquisadores brasileiros em 1991-2000 superou a soma de artigos (85 artigos) publicados nas três décadas anteriores (1961-1990). Trinta por cento das publicações foi levantamento da ocorrência de micotoxinas em alimentos e rações. Aflatoxinas em amendoim e produtos de amendoim continua sendo um problema alarmante, e a alta incidência e níveis elevados de fumonisinas em milho e produtos de milho também parecem ser um problema sério. A contaminação com outras micotoxinas, como zearalenona, ocratoxina A e tricotecenos, foi baixo. A ocorrência de aflatoxina M1 em leite e laticínios e de patulina em suco de maçã precisa ser verificada, pois, há uma certa divergência nos resultados. Trabalhos sobre os métodos analíticos, estudos micológicos e efeitos tóxicos constituíram 16, 13 e 13%, respectivamente, dos artigos publicados na década avaliada. A busca de meios de prevenção/controle da contaminação fúngica e produção de micotoxinas aumentou notadamente, perfazendo 27% dos artigos, incluindo investigações sobre fatores influentes (por exemplo, resistência de genótipos, conteúdo/atividade de água, umidade relativa, temperatura, presença de metais, tipo de solo, infestação com inseto) e o potencial antagônico de outros microrganismos contra os fungos produtores de micotoxinas. Os efeitos de extrato de planta, flavonóides, fungicidas e outros químicos, sacos utilizados para estocagem, adsorventes e processamento de alimentos foram também estudados. Portanto, apesar das limitações de recursos, a pesquisa brasileira responde as necessidades do país, reflete as preocupações internacionais e os desenvolvimentos recentes na área.

Avaliações químicas, nutricionais e microbiológicas das silagens de bagaço de laranja e de milho

Este trabalho teve como objetivo avaliar as características químicas, nutricionais e microbiológicas, os parâmetros de fermentação e a estabilidade aeróbica das silagens de bagaço de laranja (SBL) e de milho (SM). Foram confeccionados minisilos experimentais de bagaço de laranja e de milho. No primeiro experimento, analisou-se os diferentes tempos de abertura dos silos. Determinou-se: pH, ácido lático (AL), nitrogênio amoniacal (NNH3), capacidade tampão (CATP), matéria seca (MS), proteína bruta (PB), extrato etéreo (EE), cinzas (CIN) para cálculo de matéria orgânica (MO), fibra em detergente neutro (FDN), carboidratos totais (CHOT), cálcio e digestibilidade in vitro (DIV). O teor médio de MS da SBL foi de 26,53%. A proteína bruta não diferiu entre as SBL e SM (7,14 e 7,34%, respectivamente). A SBL apresentou maior capacidade tampão do que a silagem de milho (média respectiva de 72,53 e 47,75 n.e.mg/100g MS) e maior produção de ácido lático (média respectiva de 4,40 e 2,94%). Os teores de MS, PB, NNH3 e CHOT da silagem de bagaço de laranja não foram influenciados pelos tempos de abertura dos silos. A média de pH das SBL e SM foram respectivamente 3,44 e 3,84. A silagem de bagaço de laranja apresentou maior DIVMS (96,34%), DIVPB (96,87%) e DIVFDN (97,75%), quando comparado à silagem de milho (69,28%, 62,38% e 76,69% respectivamente). No segundo experimento foram feitas as mesmas determinações, alterando-se os tratamentos, onde avaliou-se o uso ou não de inoculante microbiano e/ou enzimático e ácido acético e propiônico. A SBL apresentou maior teor de MS para a silagem controle (26,04%) e a SM para o tratamento com inoculante enzimático (36,23%). A proteína bruta da silagem de bagaço de laranja (7,38%) diferiu da silagem de milho (7,20%), sendo que o teor de NNH3 em porcentagem do nitrogênio total, foi maior para a SBL (5,35%). As silagens apresentaram pH variando de 3,45 a 3,77. A SBL apresentou maior capacidade tampão (73,82 a 80,39 n.e.mg HCl/100g MS) e maior teor de ácido latico (4,24 a 5,82%) do que a SM (42,43 a 50,92 n.e.mg HCl/100g MS e 1,97 a 2,53%, respectivamente). A SBL apresentou maior digestibilidade in vitro da MS, parede celular e PB do que a silagem de milho, em todos os tratamentos, havendo efeito dos aditivos somente na digestibilidade da silagem de milho. No terceiro experimento avaliou-se a estabilidade aeróbica, contagem microbiana e a presença de patulina e fumonisina, utilizando-se os mesmos inoculantes. O pico de temperatura diferiu entre as SBL e SM em todos os tratamentos, exceto para as silagens com inoculante enzimático. Nos demais tratamentos, a SM apresentou menor pico de temperatura (31,2 a 34,7ºC) e maior tempo para atingir o pico de temperatura (99 a 114h). A SBL com inoculante enzimático demorou mais tempo para atingir o pico de temperatura (104h), apresentando melhor estabilidade aeróbica (65h). A SBL tratada com aditivo microbiano/enzimático, que obteve menor estabilidade aeróbica (43h), apresentou maior média de contagem de leveduras (3,76 log UFC/g). A SBL sem inoculante apresentou menor contagem de leveduras durante as 96h de exposição ao ar. De maneira geral, a SBL apresentou médias menores do que a SM para contagem de leveduras em todos os tratamentos. Não foi detectado presença de fungos e micotoxinas. No quarto experimento, avaliou-se as silagens com diferentes aditivos protéicos, realizando-se as mesmas determinações do primeiro experimento. Os aditivos protéicos aumentaram (P<0,05) os teores de