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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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Nanotecnologia: estou comendo isto?

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A resposta é SIM e vou explicar o porquê: um dos segmentos em que a nanotecnologia tem ganhado importância é a tecnologia dos alimentos e o interesse no uso de nanoestruturas para melhorar o desempenho de processos e produtos alimentares tem sido crescente. Do campo à mesa, ou seja, em todas as fases da cadeia produtiva, o uso da nanotecnologia tem o potencial de revolucionar, incrementando não só a oferta de alimentos como a qualidade nutricional e sanitária destes. Uma vez que há o interesse industrial, já existem alimentos nanotecnológicos (nanoalimentos). Os motivos por você não saber disso serão discutidos em um post futuro, quando for abordada a regulamentação de nanoalimentos.

Os nanoalimentos, assim chamados aqueles que possuem aplicação de nanotecnologia em alguma etapa de sua produção, apresentam diferentes funcionalidades. A função determina a aplicação, por isso, existe uma vasta gama de possíveis aplicações.  Dentre as funções mais estudadas e melhor desenvolvidas até o momento, incluem-se: proteção contra deterioração biológica, proteção contra ingredientes químicos e aprimoramento. 

Expectativas e prospecção à parte, em se tratando de possibilidades atuais e potenciais de nanoalimentos, são diversos os exemplos: nanossensores para acompanhamento do crescimento das culturas e controle de pragas; pesticidas em culturas; identificação de doenças dos animais e das plantas; aditivos nanoencapsulados que permitem alterações sensoriais nos alimentos; embalagens comestíveis inteligentes que respondem às condições do ambiente, detectam contaminantes e organismos patogênicos; bactericidas que controlam a deterioração do alimento; sistemas de veiculação inteligente de princípios ativos ou micronutrientes com maior biodisponibilidade; aumento da  eficiência dos filtros de líquidos; ingredientes para alimentos funcionais com uma melhor solubilidade em água, melhor estabilidade térmica,  diferentes atributos sensoriais e de desempenho fisiológico. Assim, com tantas possíveis aplicações, há muito o que discutir sobre as implicações da nanotecnologia para a Segurança dos Alimentos.

Todas as possibilidades supracitadas podem gerar benefícios à produção e principalmente ao consumidor final. Dependendo da tecnologia aplicada, é possível reduzir o uso de conservantes, sal, gordura e surfactantes em produtos alimentares; obter sabores novos ou melhorados, diferentes texturas e sensações; melhor captação, absorção e biodisponibilidade de nutrientes e suplementos no corpo.  Porém, conforme já discutido aqui no blog, apesar de todas as possíveis vantagens, principalmente porque o consumo de nanoalimentos pode levar a diferentes e desconhecidas respostas biológicas, é preciso realizar uma cautelosa avaliação dos seus efeitos tóxicos, bem como é preciso estabelecer regulamentação específica.

A lista de estudos envolvendo possibilidades atuais e potenciais de nanoalimentos é vasta. Seguem alguns dos que embasaram este post:

BRADLEY, E.  L.; CASTLE L; CHAUDHRY, Q. Applications of nanomaterials in food packaging with a consideration of opportunities for developing countries. Trends in food science & technology, UK, v. 22, p. 604-610, 2011.  

BROWN, J.; KUZMA J. Hungry for Information: Public Attitudes Toward Food Nanotechnology and Labeling. Review of Policy Research, USA, v. 30, n. 5, 2013.

CHAUDHRY, Q.; CASTLE, L.  Food applications of nanotechnologies: An overview of opportunities and challenges for developing countries. Trends in Food Science & Technology, UK, v.22, p. 595-603, 2011. 

CHENA, H.; YADA R. Nanotechnologies in agriculture: new tools for sustainable development. Trends in food science & technology 22 (2011) 585e594   canadà

COLES, D.; FREWER L.J.  Nanotechnology applied to european food production e a Review of ethical and regulatory issues. Trends in Food science & Technology , UK, v. 34, p.32-43, 2013.

CUSHEN, M. et al.  Nanotechnologies in the food industry e Recent developments, risks and regulation. Trends in Food Science & Technology, UK, v. 24, p. 30-46, 2012.

DUDKIEWICZ, A.  Characterization of nanomaterials in food by electron microscopy. Trends in Analytical Chemistry, v. 30, n. 1, 2011.

FISCHER, A.R.H. et al. Attitudes and attitudinal ambivalence change towards nanotechnology applied to food production. Public understanding of science, Netherlands, p. 1-15, 2012.

GREINER, R. Current and projected applications of nanotechnology in the food sector. Nutrire: rev. Soc. Bras. Alim. Nutr.j. Brazilian soc. Food nutr., são paulo, sp, v. 34, n. 1, p. 243-260, 2009.

GRUÈRE, G. P. Implications of nanotechnology growth in food and agriculture in oecd countries. Food policy, USA, v. 37, p. 191–198, 2012.

HUANG Q.; YU, H.; RU, Q..Bioavailability and delivery of nutraceuticals using nanotechnology. Journal of food science, USA, v. 75, n. 1, 2010.

HUANG, Q. W. Nanotechnology in the food, beverage and nutraceutical industries. Book review. Trends in Food Science & Technology, UK, v. 33, p. 146, 2013.

NEETHIRAJAN, S.; JAYAS, D. S. Nanotechnology for the food and bioprocessing industries. Food bioprocess technol, Canadá, v. 4, p. 39–47, 2011.

SCHNETTLER, B. et al.  Food neophobia, nanotechnology and satisfaction with life. Appetite, v. 69, p. 71–79, 2013. 

SEKHON, B. S. Food nanotechnology – an overview. Nanotechnology, science and applications, India, v. 3, p. 1-15,  2010.

SILVA, T. E. M. da; PREMEBIDA, A.; CALAZANS, D.;  Nanotecnologia aplicada aos alimentos e biocombustíveis: interações sociotécnicas e impactos sociais. Liinc em Revista, Rio de Janeiro, v.8, n.1, p 207-221, 2012.

VAZQUEZ E. L.; BRUNNER A. B.; SIEGRIST T. M.  Perceived risks and benefits of nanotechnology applied to the food and packaging sector in México. British Food Journal, UK, v. 114, n. 2, p. 197-205, 2012.

YIANNAKA, A. Consumer Attitudes and Labeling Regimes as Determinants of the Market Success of Food Nanotechnology. Cornhusker Economics, v.562, 2012.

Autora: Alessandra Barreto.

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Nanotecnologia: embalagens comestíveis

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A EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) vem realizando pesquisas e desenvolvendo filmes invólucros biodegradáveis e comestíveis para alimentos. Esse tipo de embalagem é produzido a partir de produtos como a cera de carnaúba e goma de cajueiro. Todo esse estudo além de aumentar a vida de prateleira dos produtos tem como objetivo também diminuir a produção de lixo.

Cada embalagem possui a especificidade necessária como: elasticidade, impermeabilidade, conservação entre outros. Uma das linhas de pesquisa no ramo da nanotecnologia é incorporar funções adicionais na embalagem como por exemplo, propriedades antibacterianas.

Estudiosos afirmam que em condições ideais de exposição ao solo as embalagens biodegradáveis, podem se degradar em semanas, em quanto as plásticas podem levar séculos.

Veja aqui mais informações sobre esse estudo.

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Publicação da FAO sobre Nanotecnologia e segurança de alimentos

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O público ainda precisa ser educado em relação aos benefícios e potenciais da Nanotecnologia, dado da Associação das Indústrias de Nanotecnologia (NIA). E as vantagens vão de redução de impacto ambiental e melhor uso de marcadores de segurança de alimentos e arraste de contaminantes, além do que já relatamos no blog, sobre efeitos antimicrobianos.

A preocupação em relação à segurança de alimentos é relacionada à bioacumulação, dada a facilidade que as nanopartículas navegam no organismos. Toxicologistas tem se empenhado em pesquisas que mostram que o tamanho da partícula e os efeitos toxicológicos não tem correlação direta.

A Organização para Alimentos e Agricultura (FAO) publicou um guia sobre nanotecnologia e segurança de alimentos, confira:

FAO/WHO Expert meeting on the application of nanotechnologies in the food and agriculture sectors:
potential food safety implications Meeting report

 Veja também  aqui o post do Food Navigator que inspirou o tema de hoje, bem como o post Resumo: Riscos das Nanopartículas

 

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Nanotecnologia tornando mais seguras as superfícies de contato com alimento

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O Brasil já está começando a ocupar um espaço relevante na aplicação da nanotecnologia para a segurança de alimentos. A empresa Nanox, 100% brasileira,  obteve o registro da Food and Drug Administration (FDA), para comercializar materiais bactericidas para aplicação em embalagens plásticas de alimentos.
A empresa foi criada a partir de um grupo de pesquisa do Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos (CMDC) – um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da Fapesp e não para de crescer.

Conversamos com o sócio  Gustavo Simões, que nos ensina um pouco mais sobre esta tecnologia. 

Como a nanotecnologia pode contribuir com a segurança dos alimentos? 
Neste caso, a nanotecnologia nos ajuda nos processos que usamos para fabricar as partículas de prata e é ela que ajuda a aumentar o tempo de prateleira dos alimentos, eliminando as bactérias da superfície da embalagem.

O que é o produto?
Nosso produto é um material que pode ser incorporado em qualquer tipo de plástico, conferindo a propriedade bactericida e fungicida a este. O produto é a base de partículas metálicas de prata que tem esta propriedade de eliminar bactérias e fungos.

E como se dá o mecanismo bactericida?
Os íons de prata são carregados positivamente e, portanto, são atraídos para a parede da célula bacteriana de carga negativa. (No caso das zeólitas, os íons de prata são liberados devido à troca iônica, geralmente com sódio, que ocorre em contato com a umidade).
Uma vez em contato com o micróbio, o íon prata tem três efeitos sobre ela:
– inibe as enzimas responsáveis pela respiração;
 -inibe a divisão celular;
 -impede o metabolismo.
A prata tem sido usada historicamente para muitas aplicações, nas quais um ambiente estéril é necessário. É conhecida por ser segura, não tóxica e altamente eficaz. Além disso, o principal benefício de compostos de prata é que eles estão imóveis e, portanto, não se infiltram (não migram) no conteúdo do plástico.

Há um tempo de contato mínimo para se dar a ação antimicrobiana? 
O tempo de contato depende do material, mas 15 minutos são suficientes. O produto é bactericida (elimina as bactérias) e bacteriostático (não permite o crescimento de bactérias e fungos).

Em que superfícies pode ser aplicado?
Em todas as poliolefinas (PE, PP, PS etc). Temos clientes de utilidades domésticas, tapetes e carpetes, sacos de armazenar alimentos (freezer bags), equipamentos odontológicos, bebedouros e purificadores de água, geladeiras, móveis hospitalares, etc.

Por quanto tempo dura a ação batericida/bacteriostática nas aplicações?
O tempo de vida depende muito do produto, uso, local de utilização, etc. 

Foi muito longo o processo de aprovação no FDA?
O processo do FDA foi rápido se compararmos com processos similares no Brasil. O processo todo demorou cerca de 7 meses.

Vocês exportam, mas tem clientes no Brasil? Como o mercado tem assimilado o conceito?
Nós exportamos, mas os principais clientes nossos estão no Brasil. O mercado brasileiro tem sido muito receptivo ao produto e este está em formação. Muitas empresas ainda não conhecem e estamos intensificando a “evangelização” do mercado. O potencial é muito grande.

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