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Temos que nos preocupar com o risco de nanoplásticos na alimentação?

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Podemos dividir a história humana em períodos, como a Idade do Cobre (de 3500 a.C. até 1200 a.C.), do Bronze (de 3000 a.C. até 700 a.C.), do Ferro (de 1200 a.C. até 1000 a.C.), baseando-se no avanço tecnológico que levou à utilização destes materiais na produção de ferramentas e utensílios, e se continuássemos usando este raciocínio, certamente, agora estaríamos na “Idade do Plástico”.

Chamamos de plásticos uma ampla gama de materiais sintéticos ou semissintéticos que usam polímeros como ingrediente principal, sendo este material muito versátil, permitindo que sejam moldados, extrudados ou prensados em objetos sólidos de várias formas e úteis a muitas finalidades.

Existem, portanto, muitos tipos de plásticos, tais como:

  • PET (Tereftalato de polietileno);
  • PEAD (Polietileno de alta densidade);
  • PVC (Policloreto de Vinila ou cloreto de vinila);
  • PEBD (Polietileno de baixa densidade);
  • PP (Polipropileno);
  • PS (Poliestireno);
  • Outros plásticos.

Não há quem ao longo do dia não utilize um ou muitos objetos de plástico, a começar pela escova de dentes logo no início da manhã, pentes, canetas, brinquedos, baldes, vasilhames, partes da TV, dos automóveis, eletrodomésticos, calçados e milhares de outros exemplos.

Trazendo para a realidade da indústria de alimentos e bebidas, os plásticos predominam como material de embalagem devido a sua versatilidade, como é o caso do polietileno (PE) que é ideal para sacos e bobinas, tem ótima resistência, excelente brilho e transparência e fixa muito bem a solda. Da mesma forma, o polipropileno biorientado (BOPP), que é uma variação do PP, porém com ótima barreira à umidade, oxigênio e gorduras, é bastante usado em embalagens flexíveis de salgadinhos, biscoitos, macarrão e mistura para bolo. Claro que não podemos esquecer o famoso polietileno tereftalato (PET), que é reconhecido pela sua leveza, transparência, resistência mecânica, química e baixo custo, e nem precisa dizer, é muito usado em bebidas como sucos e refrigerantes.

Dados indicam que são produzidas mais de 400 milhões de toneladas de plástico ao redor do mundo anualmente.

Justamente por isso, o plástico pode ser considerado uma marca de nossa atual civilização, e claro, no futuro arqueólogos que escavarem este período irão encontrar muitos objetos feitos com este material. Eles encontrarão também os resíduos que estamos deixando por aí, pois apesar da grande maioria dos polímeros plásticos poder ser reciclada, infelizmente, no pós-uso, ainda seguem para lixões ou corpos d´água, terminando em rios, mares e oceanos.

Diante do uso tão intenso do plástico, surge uma nova preocupação sobre os seus resíduos: eles podem causar danos à saúde humana?

Mas como poderiam se são um material inerte?

Uma forma que vem sendo considerada é via alimentação, por meio da água e dos alimentos.

Em uma recente edição da revista PNAS de 2024, da Universidade de Columbia, Nova York, EUA, os autores descrevem o desenvolvimento de um novo método de espectroscopia que é capaz de detectar partículas de nanoplásticos, ou seja, menores que 1 µm, bem como pode diferenciar sete tipos de polímeros.

Aplicando esta nova tecnologia de análise à água engarrafada, encontraram entre 130 mil e 240 mil fragmentos em um único litro de água, dos quais 90% eram nanoplásticos.

Já em uma outra publicação recente de 2024, pesquisadores da Academia Chinesa de Pesquisa em Ciências Ambientais analisaram microplásticos em tecidos humanos de pulmão, intestino e amígdalas. Suas conclusões foram publicadas na Science of the Total Environment. Em resumo, a pesquisa chinesa coletou amostras de 41 pessoas e com o uso de espectroscopia infravermelha direta a laser, identificaram microplásticos com tamanho superior a 20 µm em todos os tecidos analisados: pulmonar, intestino delgado, intestino grosso e amígdalas.

A identificação do polímero mostrou que as partículas eram feitas de 14 tipos diferentes de polímeros, sendo a maioria cloreto de polivinila (PVC).

Os microplásticos, além dos pulmões, intestinos, amígdalas e rins, podem também ir parar no sangue e na placenta, ao menos foi isto o que concluiu um artigo publicado também em 2024, na revista Scientific Reports, por pesquisadores da Memorial University of Newfoundland, Canadá. Neste artigo canadense os autores analisaram os efeitos que a exposição a microplásticos de PE (polietileno) têm no crescimento fetal e na função placentária em camundongos prenhes, e observaram que a exposição aos microplásticos não afetou o crescimento fetal, mas teve impacto na função placentária. O fluxo sanguíneo da artéria umbilical aumentou 43% em ratos expostos a microplásticos em comparação com os grupos de controle, levando os autores a concluir que “o polietileno tem o potencial de causar resultados adversos na gravidez através da função placentária anormal”.

Ainda há muito o que se pesquisar, mas já se sabe que micro e nanopartículas estão vastamente distribuídas no meio ambiente e são ingeridas na alimentação de humanos e animais, em maior ou menor grau dependendo da localização geográfica e dos hábitos alimentares. Contudo, os potenciais efeitos nocivos à saúde humana ainda requerem estudos mais profundos, sendo este um tema que merece a atenção dos profissionais em food safety.

Leia os artigos originais que foram citados neste post:

Leia também outros posts já publicados aqui no blog:

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Nanoantimicrobianos na Segurança de Alimentos

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Nanoantimicrobianos têm demonstrado propriedades bactericidas, fungicidas e bacteriostáticas capazes de reduzir infecções patogênicas e a deterioração de alimentos. Para esse fim, diversos nanomateriais de metais e óxidos metálicos têm sido testados e até mesmo utilizados, como é o caso das nanopartículas de prata (AgNP), que são as nanopartículas mais utilizadas na indústria de alimentos.

Já nas antigas sociedades, a prata era utilizada como agente antimicrobiano no armazenamento de alimentos e bebidas, quando se colocava, por exemplo, uma colher de prata no fundo de um recipiente contendo leite ou água para aumentar o tempo de armazenamento. Isso porque a prata possui atividade antimicrobiana contra um amplo espectro de microrganismos e possui relativo baixo custo.

De maneira geral, os metais e óxidos metálicos liberam íons que ao entrar em contato com a célula, seja em sua superfície ou em seu interior, ocasionam alterações estruturais e funcionais resultando em morte celular. A AgNP, comparativamente à prata em micropartículas, tem maior eficácia. Isso ocorre devido ao fato de que as nanopartículas possuem áreas de superfície relativa maior, então há mais liberação de Ag+ e assim sua toxicidade é maior. Nessa lógica, quanto menor o diâmetro das nanopartículas maior sua eficácia.

Nas aplicações em alimentos, muitas vezes é utilizada a combinação de AgNP e polímeros (como gelatina e quitosana) que formam os nanocompósitos, estruturas compostas por micro e nanopartículas. Essa conformação oferece maior estabilidade às AgNP, mantendo por maior tempo a atividade antimicrobiana e também reduz a migração de íons metálicos para os alimentos armazenados.

As AgNP têm sido usadas em embalagens e películas de alimentos e também como aditivo, diretamente no alimento. Também são usadas como sanificante ou desinfetante de superfícies ou ainda no controle de pragas na agroindústria. Seu uso em diversas substâncias já foi aprovado pela Food & Drug Administration (FDA) nos Estados Unidos. Como exemplo de produto aprovado pela FDA, temos um que pode ser incorporado em plásticos para embalagens de alimentos, que foi desenvolvido por uma empresa brasileira. Mais detalhes deste produto estão aqui no nosso blog. 

Também, no mês passado, a revista científica Nature publicou um estudo de pesquisadores brasileiros que desenvolveram AgNP por meio de uma síntese biológica. Estas nanopartículas foram capazes de agir contra o Sclerotinia sclerotiorum, um fungo patogênico causador da doença agrícola que acomete a cultura de soja conhecida como mofo branco.          

É importante esclarecer que, até o momento, os estudos sugerem que as nanopartículas de prata nas embalagens de alimentos são seguras, pois não foram encontrados níveis detectáveis ou significantes de prata liberados ou migrados para o alimento.

Referências:

DUNCAN, Timothy V. Applications of nanotechnology in food packaging and food safety: Barrier materials, antimicrobials and sensors. Journal of Colloid and Interface Science, v. 363, n. 1, p. 1–24, 2011.

GUILGER, Mariana et al. Biogenic silver nanoparticles based on trichoderma harzianum: synthesis, characterization, toxicity evaluation and biological activity. Scientific Reports, v. 7, p. 44421, 2017.

HE, Xiaojia; HWANG, Huey-Min. Nanotechnology in food science: Functionality, applicability, and safety assessment. Journal of Food and Drug Analysis, v. 24, n. 4, p. 671–681, 2016.

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Segurança do corante dióxido de titânio está sendo questionada

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No Brasil e no mundo, o dióxido de titânio, também conhecido como INS 171 ou E171, é usado como aditivo alimentar. Por ser disponível, barato, extremamente branco e brilhoso, ele é amplamente adicionado como corante em confeitarias, produtos lácteos e molhos brancos. 

Seu uso é regulamentado pelos órgãos reguladores em diversos países. No Brasil, a ANVISA autoriza seu emprego em alimentos, pois aparentemente este aditivo é seguro para consumo humano. Contudo, a sua real segurança é controversa, principalmente por ser adicionado em tamanho nanométrico, ou seja, com uma de suas dimensões menor do que 100 nm. A estimativa é de que pelo menos 36% do TiO2 presente nos alimentos seja em nanoescala.

A toxicidade de nanopartículas em geral já foi discutida em um post anterior. Para este caso específico, nos últimos 15 anos, diversos estudos avaliaram seus possíveis efeitos tóxicos. Os estudos in vitro evidenciaram efeitos deletérios em células humanas.  Em modelos in vivo, diversos autores reportaram danos no organismo de animais após exposição aguda. Dentre estes danos, verificaram o surgimento, em ratos, de injúrias no fígado e no coração, resposta inflamatória exagerada no cérebro, dano ao DNA em células de diferentes tecidos e danos e redução na resposta imune.

Já que os estudos científicos sugerem possíveis efeitos tóxicos das nanopartículas de dióxido de titânio, como é possível que seu uso ainda seja liberado? Primeiramente, os resultados obtidos usando modelos animais in vitro e in vivo não podem ser extrapolados para os seres humanos. Além disso, a regulamentação é para o uso de micropartículas de dióxido de titânio e não prevê o uso como nanopartículas, ou seja, este ainda é um caso omisso.

A boa notícia é que, recentemente, um estudo francês publicado no jornal Scientific Reports da Nature, editora internacional de grande relevância acadêmica, usando um modelo in vivo e com exposição alimentar equivalente à dos humanos chegou a conclusões semelhantes aos demais estudos, reforçando a controvérsia da segurança no consumo deste aditivo. Como resultado, os ministros franceses da Economia, Saúde e Agricultura, solicitaram à Agência Nacional de Segurança Sanitária da Alimentação, Ambiente e Trabalho da França (ANSES) uma reavaliação da segurança do dióxido de titânio, cujo resultado deverá ser publicado até março deste ano.

Bem, parece que um primeiro passo foi dado para a solução da questão do uso de nanopartículas de dióxido de titânio em alimentos. Resta a dúvida se, em caso de mudança da regulamentação do uso deste aditivo na França, o Brasil vai reavaliar a sua regulamentação. Estaremos acompanhando!

Para mais detalhes do estudo:

BETTINI, Sarah, et al. Food-grade TiO2 impairs intestinal and systemic immune homeostasis, initiates preneoplastic lesions and promotes aberrant crypt development in the rat colon. Scientific Reports, 7, 2017.

Demais referências

BU, Qian et al. NMR-based metabonomic study of the sub-acute toxicity of titanium dioxide nanoparticles in rats after oral administration. Nanotechnology, v. 21, n. 12, p. 125105, 2010.

DUAN, Yanmei et al. Toxicological characteristics of nanoparticulate anatase titanium dioxide in mice. Biomaterials, v. 31, n. 5, p. 894–899, 2010.

 JIN, Taiyi; BERLIN, Maths. Chapter 57 – Titanium. In: NORDBERG, Gunnar et al (Org.). Handbook on the Toxicology of Metals. 4. ed. San Diego: Academic Press, 2015. p. 1287-1294.

KOENEMAN, Brian A. et al. Toxicity and cellular responses of intestinal cells exposed to titanium dioxide. Cell Biology and Toxicology, v. 26, n. 3, p. 225–238, 2009.

LANKOFF, Anna et al. The effect of agglomeration state of silver and titanium dioxide nanoparticles on cellular response of HepG2, A549 and THP-1 cells. Toxicology Letters, v. 208, n. 3, p. 197–213, 2012.

LARSEN, Soren  et al. Nano Titanium Dioxide Particles Promote Allergic Sensitization and Lung Inflammation in Mice. Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology, v. 106, n. 2, p. 114–117, 2010.

LIU, Shichang et al. Oxidative stress and apoptosis induced by nanosized titanium dioxide in PC12 cells. Toxicology, v. 267, n. 1–3, p. 172–177, 2010.

PERIASAMY, Vaiyapuri Subbarayan et al. Identification of titanium dioxide nanoparticles in food products: Induce intracellular oxidative stress mediated by TNF and CYP1A genes in human lung fibroblast cells. Environmental Toxicology and Pharmacology, v. 39, n. 1, p. 176–186, 2015.

SAQUIB, Quaiser et al. Titanium dioxide nanoparticles induced cytotoxicity, oxidative stress and DNA damage in human amnion epithelial (WISH) cells. Toxicology in Vitro, v. 26, n. 2, p. 351–361, 2012.

SHENG, Lei et al. Nano-sized titanium dioxide-induced splenic toxicity: A biological pathway explored using microarray technology. Journal of Hazardous Materials, v. 278, p. 180–188, 2014.

SHIN, J. A. et al. Nanosized titanium dioxide enhanced inflammatory responses in the septic brain of mouse. Neuroscience, v. 165, n. 2, p. 445–454, 2010.

SHUKLA, Ritesh et al. ROS-mediated genotoxicity induced by titanium dioxide nanoparticles in human epidermal cells. Toxicology in Vitro, v. 25, n. 1, p. 231–241, 2011.

SYCHEVA, Lyudmila et al. Investigation of genotoxic and cytotoxic effects of micro- and nanosized titanium dioxide in six organs of mice in vivo. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis, v. 726, n. 1, p. 8–14, 2011.

THURN, Kenneth et al. Endocytosis of titanium dioxide nanoparticles in prostate cancer PC-3M cells. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, v. 7, n. 2, p. 123–130, 2011.

TOMANKOVA, Katerina et al. Cytotoxicity, cell uptake and microscopic analysis of titanium dioxide and silver nanoparticles in vitro. Food and Chemical Toxicology, v. 82, p. 106–115, 2015.

WEIR, Alex et al. Titanium Dioxide Nanoparticles in Food and Personal Care Products. Environmental Science & Technology, v. 46, n. 4, p. 2242–2250, 2012.

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Riscos potenciais das Nanopartículas

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Riscos potenciais das nanopartículas
Tamara FORBE,  Mario GARCÍA, Eric GONZALEZ

Resumo
A nanotoxicologia é uma subdisciplina importante emergente dentro da nanociência, que se refere ao estudo da interação entre as nanoestruturas e os sistemas biológicos, com ênfase especial na elucidação da relação entre as propriedades físicas e químicas das nanopartículas com a indução de respostas tóxicas biológicas. Embora em geral sejam bem descritos os efeitos benéficos da nanotecnologia, os efeitos potenciais toxicológicos e o impacto das nanopartículas receberam pouca atenção até agora. Por isso, formas de exposição, distribuição, metabolismo e excreção, como também efeitos toxicológicos das nanopartículas são discutidos nesta revisão.

Palavras-chave: nanotoxicologia; nanopartículas; nanotubos de carvão; efeito toxicológico.
 

O conteúdo completo você encontra na Revista Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, 31(4): 835-842, out.-dez. 2011

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