Frontiers in Pharmacology

Introduction

A frase contaminação química é uma clara indicação da presença de produtos químicos onde eles não devem estar ou estão presentes em uma quantidade que está em uma concentração maior do que a quantidade que é atribuída como segura. Os riscos químicos são uma das principais causas de contaminação de alimentos que está associada a surtos de doenças de origem alimentar (Faille et al., no prelo). As origens dos contaminantes químicos são diversas desde o campo até à placa, nomeadamente o solo, o ambiente, os subprodutos da desinfecção, os produtos de higiene pessoal, o ar, a água e o material de embalagem. Os contaminantes químicos inibem quase todos os produtos de uso diário produzidos em massa, tais como desinfectantes, plásticos, detergentes, desodorizantes, pesticidas, e assim por diante. Mesmo os alimentos que são consumidos e a água que é tomada não são seguros contra a invasão de produtos químicos em concentrações inseguras. A contaminação alimentar, seja acidental ou intencional, é um acto infeliz que traz consigo inúmeras implicações sérias para a saúde humana. A contaminação alimentar tem sido registrada na história já há 8.000 anos; no entanto, o crescimento do agronegócio e da globalização tem ajudado o problema a se espalhar por todo o planeta (Robertson et al., 2014). O Centro de Controle e Prevenção de Doenças dos EUA confirmou mais de 11.000 infecções de origem alimentar no ano de 2013 (Salter, 2014), com vários agentes como vírus, bactérias, toxinas, parasitas, metais e outros químicos que causam a contaminação dos alimentos (Callejón et al., 2015). Os sintomas da doença de origem alimentar devido à contaminação química variam de gastrenterite leve a casos fatais de síndromes hepáticas, renais e neurológicas. É neste contexto que a contaminação dos alimentos é frequentemente notícia nas manchetes como resultado das suas consequências nocivas. Um total de 1527 surtos de doenças de origem alimentar foram testemunhas nos Estados Unidos entre 2009 e 2010, resultando em 29.444 casos de doenças e 23 mortes (CDC, 2013). Além disso, a contaminação de alimentos tornou-se mais grave nos últimos anos devido ao desenvolvimento da indústria e à consequente poluição ambiental (Song et al., 2017). Além disso, a ingestão de alimentos contaminados com pesticidas e metais pesados pode causar infecções gastrointestinais (Song et al., 2017). Por exemplo, estima-se que 400 a 500 crianças morreram de intoxicação aguda por chumbo devido à ingestão de alimentos contaminados com solo e poeira contendo chumbo na Nigéria (Tirima et al., no prelo). Tendo em mente tais incidentes e as implicações nocivas para a saúde em geral, esta revisão examina as razões e tipos de contaminantes químicos nos alimentos, juntamente com a exposição individual a tais alimentos contaminados diariamente, e aprofunda os impactos na saúde de tais impurezas alimentares.

As razões para a contaminação de alimentos

Os alimentos são um contribuinte crucial para o bem-estar da saúde humana e uma importante fonte de preocupação, prazeres e stress (Wilcock et al, 2004), com uma das razões por detrás do stress e da preocupação, são as doenças causadas como resultado de alimentos contaminados. Existem múltiplas razões para a contaminação dos alimentos (Ingelfinger, 2008). A preparação dos alimentos passa por uma longa cadeia de processamento, onde cada etapa é uma fonte potencial de invasão de contaminantes químicos dos alimentos. O transporte dos alimentos também pode lançar as bases para a contaminação dos alimentos, especificamente sob condições sanitárias precárias (Unnevehr, 2000). Da mesma forma, alguns produtos químicos são misturados deliberadamente durante o processo de preparação dos alimentos para melhorar a vida útil de um produto alimentar. Os contaminantes podem incluir alimentos impuros quando cozinhados na cozinha; no entanto, a transmissão depende principalmente da eficácia da higiene da cozinha (Gorman et al., 2002). Os contaminantes químicos entram naturalmente na cadeia alimentar com patógenos que estão presentes no ambiente e apresentam números elevados de bactérias em alguns alimentos crus chave como a carne de aves (Humphrey et al., 2007).

Tipos de Contaminantes Alimentares

Os contaminantes alimentares incluem tipicamente contaminantes ambientais, contaminantes do processamento alimentar, adulterantes não aprovados e aditivos alimentares e migrantes de materiais de embalagem (Mastovska, 2013). Os contaminantes ambientais são impurezas que são introduzidas pelo homem ou que ocorrem naturalmente na água, no ar ou no solo. Os contaminantes do processamento alimentar incluem aqueles compostos indesejáveis, que se formam nos alimentos durante a cozedura, assadura, enlatamento, aquecimento, fermentação ou hidrólise (Schrenk, 2004). O contacto directo dos alimentos com materiais de embalagem pode levar à contaminação química devido à migração de algumas substâncias nocivas para os alimentos. Além disso, o uso de aditivos não aprovados ou errados pode resultar na contaminação dos alimentos.

Contaminantes Naturais nos Alimentos

Bactérias, vírus e parasitas severos habitam naturalmente as superfícies dos alimentos crus. A contaminação dos alimentos crus também pode ocorrer devido ao esgoto, solo, superfícies externas, animais vivos, órgãos internos dos animais de carne. Uma fonte adicional de alimentos contaminados é o alimento proveniente de animais doentes, embora o avanço da saúde tenha quase eliminado esta fonte de contaminação dos alimentos (Marriott e Gravani, 2006). A contaminação alimentar de fontes químicas inclui a mistura acidental de produtos químicos nos alimentos ou de produtos químicos na ração animal ou injeções de antibióticos dados a animais de capoeira (Martin e Beutin, 2011). Vários parasitas também estão presentes nos alimentos por relações simbióticas entre o organismo e o parasita. Muitos destes causam infecções e surtos de origem alimentar. Uma ampla categorização destes parasitas é apresentada na Tabela 1A (Newell et al., 2010).

Table 1A. Parasitas em diferentes alimentos (modificado e está sendo usado com permissão de Newell et al., 2010).

Infecções entéricas devidas a parasitas podem ser transmitidas através da via fecal-oral consumindo intrinsecamente os alimentos contaminados ou através da absorção de parasitas de vida livre dos ambientes. A contaminação dos produtos alimentares como carne, vegetais e frutas é possível através da introdução do parasita no esgoto, água de irrigação, fezes, solo, manipulação humana ou processo impróprio da carne infectada. Os próprios animais produtores de alimentos podem transferir os parasitas, pois eles mesmos são infectados (Pozio, 1998).

Contaminação durante as Fases de Produção, Processamento, Armazenamento e Preparação de Alimentos

Contaminantes podem estar presentes nos alimentos em suas fases cruas, como resultado de fontes ambientais de contaminantes. Durante o transporte de alimentos, as fontes comuns de contaminação incluem os exaustores de diesel e gasolina ou a contaminação cruzada no veículo que está sendo utilizado para o transporte de alimentos. Os navios de longa distância para transporte também são frequentemente contaminados com produtos químicos utilizados para desinfecção ou outras fontes (Nerín et al., 2007a). As barreiras elevadas utilizadas para a protecção dos alimentos, envolvendo-os durante o transporte de longa distância, nem sempre são testadas quanto às suas propriedades de barreira, o que faz dela uma causa de contaminação. Na fase de limpeza da produção e preparação dos alimentos, os contaminantes podem invadir devido aos resíduos deixados pelos desinfectantes e agentes de limpeza na superfície dos equipamentos de manipulação de alimentos (Nageli e Kupper, 2006; Villanueva et al., 2017). O tratamento de aquecimento no processo de produção é outra fonte de contaminantes. A utilização de alta temperatura de cozedura em residências e indústrias é o método amplamente utilizado para o processo alimentar. O uso de alta temperatura para cozinhar em conjunto com fatores externos leva potencialmente à formação de compostos tóxicos que deixam um impacto sobre a segurança e qualidade dos alimentos. Compostos tóxicos como nitrosaminas cloropropanóis, acrilamida, furanos ou PAHs são formados durante os métodos de processamento de alimentos como aquecimento, torrefacção, grelhagem, cozedura, enlatamento, fermentação ou hidrólise (Nerín et al., 2016). A fritura é uma fonte líder de geração de uma gama de compostos tóxicos nos processos de preparação de alimentos (Roccato et al., 2015). Além disso, o aquecimento por microondas também pode dar origem a contaminantes nos alimentos, pois a característica comum da cozedura por microondas é que o alimento é cozido no recipiente ou película de embalagem (material de embalagem) no forno de microondas (Nerín et al., 2003). Os materiais de embalagem para microondas incluem papelão, compósitos e plásticos e, durante o cozimento, os componentes destes materiais podem se transferir da embalagem para o alimento, resultando numa diminuição da segurança e qualidade dos alimentos (Ehlert et al., 2008).

A embalagem de alimentos traz várias vantagens como proteção física e maior proteção aos alimentos; no entanto, ainda pode representar uma ameaça (Marsh and Bugusu, 2007). Processos de embalagem fazem uso de vários aditivos como estabilizantes, antioxidantes, plastificantes, e agentes deslizantes para melhorar as propriedades do material de embalagem. No entanto, qualquer contacto directo ou indirecto com o alimento com o material de embalagem pode resultar na transferência destas substâncias da embalagem para o alimento. Tal fenómeno é designado por migração. Quando latas metálicas são usadas em embalagens, a corrosão é uma fonte de contaminação dos alimentos devido à migração de íons metálicos para os alimentos (Buculei et al., 2012). Para evitar isso, o lado interno das latas é comumente revestido com vernizes como resinas epóxi para economizar da corrosão, mas mesmo os subprodutos menores das resinas epóxi fabricadas como ciclo-di- BADGE, bisfenol A, ou éter diglicidílico bisfenol A (BADGE) podem migrar para os alimentos. Tais compostos são conhecidos como disruptores endócrinos (Cabado et al., 2008). Existe também o risco de substâncias não intencionalmente adicionadas migrarem do material de embalagem para o alimento produzindo efeitos adversos (Nerin et al., 2013). O armazenamento de alimentos é outra etapa que pode levar a toxinas nos alimentos. Alguns dos factores contaminantes incluem a luz solar directa que acelera a deterioração dos alimentos e das embalagens e a adsorção de fora dos odores indesejados. Os alimentos com maior prazo de validade contêm sabores e cor que comprometem o valor nutritivo dos alimentos. Além disso, os alimentos com alto teor de gordura são propensos à contaminação por odores (Nerín et al., 2007a). A contaminação dos alimentos devido ao processamento completo dos alimentos até às fases de embalagem é resumida na Figura 1.

Figura 1. Contaminação de alimentos. (A) Contaminação na produção e processamento de alimentos. (B) Contaminação devido a influências ambientais.

Contaminação devido a influências ambientais

O formato do ensaio biosensor ajuda a determinar os numerosos poluentes ambientais que causam contaminação de alimentos (Baeumner, 2003). Vários metais, principalmente metais pesados tóxicos – cádmio, mercúrio, chumbo e bifenil policlorado (PCB) – entram no ambiente industrial para contaminar os alimentos. O exemplo de uma área industrial de Huludao no nordeste da China, que está seriamente contaminada por metais pesados como mercúrio, chumbo, cádmio, zinco e cobre devido à fusão de metais pesados na área (Zheng et al., 2007). As plantas formam a base da cadeia alimentar e podem absorver facilmente substâncias tóxicas do solo, contaminando não só frutas e vegetais, mas também os frutos do mar (Peralta-Videa et al., 2009). O ambiente do solo é outra fonte de contaminação dos alimentos. Os metais pesados das áreas industriais podem infiltrar-se no solo e entrar na cadeia alimentar para infectar as fontes de alimentos crus (Krishna e Govil, 2006). Os pesticidas usados como agentes fitossanitários também entram na cadeia alimentar e a exposição humana a estes químicos mostra uma ampla gama de problemas de saúde como supressão imunológica, diminuição da inteligência, ruptura hormonal, câncer e anormalidades reprodutivas (Abhilash e Singh, 2009). Aproximadamente 3 bilhões de kg de pesticidas são aplicados anualmente em todo o mundo, (Pimentel, 2005) o que representa uma séria ameaça, uma vez que os produtos químicos contaminam as fontes brutas dos alimentos. No caso dos pesticidas, no entanto, o nível máximo de resíduos (LMR) é um determinante importante do risco que representa para a saúde humana. Os níveis de resíduos de pesticidas nos alimentos são regulamentados pela legislação para minimizar sua exposição ao consumidor (Nasreddine e Parent-Massin, 2002). Entretanto, em numerosos países subdesenvolvidos, tal legislação não está em vigor ou está mal promulgada. Similar aos pesticidas são os resíduos de medicamentos veterinários nos animais de criação que podem permanecer na carne e ameaçar o indivíduo através da exposição a esses resíduos de medicamentos, transferência de resistência aos antibióticos e risco de alergias (Reig e Toldrá, 2008).

Contaminantes Químicos na Água Potável

A questão do consumo de alimentos evoluiu de uma curta cadeia comercial entre produtor e consumidor para uma cadeia complexa de várias partes (Pongratz et al., 2011). Semelhante aos alimentos, a água potável também está em risco de contaminação com sérias implicações para a saúde, não só para a vida humana, mas também para a vida marinha e outros organismos que consomem a água impura. As fontes destes contaminantes são múltiplas, incluindo descargas industriais e municipais, formações geológicas naturais, escoamento urbano e rural, processo de tratamento de água potável e materiais de distribuição de água (Calderon, 2000). Atividades humanas como fraturamento hidráulico e perfuração horizontal aumentaram a produção de energia, no entanto, também aumentaram a incidência de contaminação da água potável. A água potável proveniente de águas subterrâneas também pode ser contaminada com metais pesados (por exemplo, níquel, mercúrio, cobre e cromo), o que pode resultar no aumento de casos de defeitos de saúde de natureza cancerígena e não cancerígena (Wongsasuluk et al., 2013), incluindo a contaminação fecal (Kostyla et al., 2015). Tal fonte de contaminação da água potável é particularmente prevalente em países de baixa e média renda (Bain et al., 2014). Subprodutos de produtos farmacêuticos também são tóxicos e outra fonte identificada de contaminação da água por produtos químicos (Shen e Andrews, 2011).

Os contaminantes da água potável incluem vários produtos químicos como arsênico, alumínio, chumbo, flúor, subprodutos da desinfecção, rádon e pesticidas (Tabela 1B). Seus efeitos na saúde variam de numerosos cânceres, doenças cardiovasculares, resultados reprodutivos adversos e doenças neurológicas. Currie et al. (2013) também identificaram que o consumo de água contaminada quimicamente pelas mães, especificamente aquelas menos instruídas, mostram efeitos significativos na gestação dos bebês e no peso ao nascer do bebê.

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Tabela 1B. Contaminantes químicos comuns na água potável, relatados na literatura recente.

Implicações de saúde dos contaminantes alimentares

As doenças de origem alimentar são cerca de 48 milhões de doenças por ano nos EUA. (Gould et al., 2013) Alimentos contaminados quimicamente têm sérias implicações na saúde dos indivíduos. Os efeitos nocivos vão desde pequenos problemas gástricos a grandes fatalidades para a saúde. Os contaminantes químicos estão fortemente ligados a consequências graves, falta de controlo pessoal e efeitos a longo prazo (Kher et al., 2011). O consumo de alimentos é a fonte mais provável de exposição humana a metais. Metais como o cádmio e o chumbo podem facilmente entrar na cadeia alimentar. Os metais pesados podem esgotar seriamente nutrientes específicos do organismo que podem diminuir as defesas imunológicas, prejudicar as instalações psicossociais e causar retardamento do crescimento intra-uterino. O consumo de metais pesados também está associado à desnutrição e aumenta as taxas de doenças gastrointestinais (Khan et al., 2008). Os contaminantes alimentares são também uma das principais causas de cancro (Abnet, 2007) A exposição a bifenilos policlorados (PCBs) devido à contaminação dos alimentos pode afectar negativamente o desenvolvimento neurológico das crianças e a resposta imunitária (Schantz et al., 2004). Pesticidas nos alimentos como contaminantes também mostram graves implicações para a saúde. Os níveis excessivos destes químicos nos alimentos causam danos neurais e renais, deficiências congénitas, problemas reprodutivos e podem revelar-se cancerígenos (Bassil et al., 2007). O acúmulo de pesticidas nos tecidos do corpo também pode resultar em degradação metabólica (Androutsopoulos et al., 2013). Há também o risco de distúrbios de desenvolvimento neurológico como distúrbios de déficit de atenção, autismo, paralisia cerebral e retardo mental causado por produtos químicos industriais como arsênico, PCBs, e chumbo tanto em alimentos quanto em água. A exposição a tais químicos nos estágios de desenvolvimento fetal pode causar lesões cerebrais e tais incapacidades para toda a vida em doses muito mais baixas do que aquelas que podem afetar a função cerebral adulta (Grandjean e Landrigan, 2006).

Exposição individual a contaminantes alimentares

O consumo alimentar é um caminho crucial para a exposição a contaminantes de várias fontes. A exposição de um indivíduo a estes contaminantes é elevada, o que explica o elevado número de casos hospitalizados e doenças não só nos EUA, mas também em todo o mundo. Os contaminantes alimentares estão em quase todos os alimentos, incluindo fruta, produtos de padaria, vegetais, aves, carne e lacticínios (Kantiani et al., 2010). Não é raro que um único alimento contenha resíduos de cinco ou mais do que cinco toxinas químicas persistentes (Schafer, 2002). Um estudo examinou a exposição dietética de 37 contaminantes nos EUA e revelou que 20 dos contaminantes estudados tinham concentrações de referência de câncer disponíveis. Estas concentrações de referência indicaram que a exposição diária dos contaminantes tinha uma probabilidade de mostrar efeitos secundários adversos (Dougherty et al., 2000). Outro estudo estimou a exposição de numerosos contaminantes alimentares em crianças; os resultados constataram que o benchmark de câncer dos contaminantes excedeu em todas as crianças a dieldrina, arsênico, DDE e dioxinas (Vogt et al., 2012).

As Medidas Preventivas para Controlar a Contaminação de Alimentos

Existe legislação para regulamentar os níveis de vários produtos químicos nos alimentos. Aditivos insalubres e adúlteros não são legalmente permitidos para uso. Contudo, são necessários sistemas eficazes de vigilância e resposta para evitar que os perigos químicos entrem no abastecimento alimentar e causem danos ao público. A FDA prescreve os níveis mínimos de produtos químicos permitidos nos alimentos, como a concentração de pesticidas não deve ir além do limite atribuído (Bajwa e Sandhu, 2011). Entretanto, ainda podem ocorrer erros ao seguir a concentração determinada e as diretrizes. Particularmente no caso de países em desenvolvimento e subdesenvolvidos, a aplicação da legislação ainda é fraca para administrar a concentração de contaminantes nocivos nos alimentos. Alguns países são altamente dependentes da agricultura, o que resulta em altos níveis de pesticidas infiltrados nas águas subterrâneas, contaminando tanto os alimentos quanto a água. Os produtos químicos não regulamentados são de preocupação específica (Villanueva et al., 2013) e mais investigação precisa de se concentrar em contaminantes que escapam à detecção humana. Além disso, as preocupações individuais dos consumidores são essenciais, pois eles podem desempenhar um papel fundamental na gestão de sua saúde (Liang e Scammon, 2016). Além disso, a popularidade e o uso generalizado da Internet também permitem aos consumidores procurar informação online e reduzir os riscos de saúde associados aos incidentes de contaminação de alimentos. Os meios de comunicação e os jornalistas têm um papel importante na divulgação dos surtos, ameaças e suas causas, incluindo comentários de especialistas sobre os contaminantes químicos dos alimentos. Além disso, o público precisa manter um grau de ceticismo saudável sobre os produtos alimentares contaminados relatados nas notícias e evitar o consumo dos produtos alimentares acusados até que as provas científicas justifiquem uma ação imediata. Mais importante ainda, as indústrias alimentícias devem aceitar a necessidade de serem mais honestas e francas na produção de produtos alimentícios comerciais seguros, bem como proteger o público da contaminação de alimentos.

Conclusão

A contaminação química dos alimentos surgiu como uma séria preocupação com os potenciais perigos para a saúde no seu seguimento. A maior parte da contaminação dos alimentos ocorre através de toxinas naturais e poluentes ambientais ou durante o processamento, embalagem, preparação, armazenamento e transporte dos alimentos. medida que a tecnologia avança, a detecção de tais contaminantes torna-se mais fácil. No entanto, há vários contaminantes que ainda são desconhecidos e a pesquisa continua a este respeito. Embora o governo tenha tomado medidas adequadas para minimizar a exposição individual aos contaminantes dos alimentos, ainda há medidas que precisam ser tomadas para reduzir os riscos à saúde e as doenças que acompanham a contaminação química dos alimentos.

Contribuições dos autores

IR desenhou, concebeu e escreveu o manuscrito. WK ajudou na escrita. WP e JL revisaram, editaram e finalizaram criticamente o manuscrito para submissão.

Funding

Este trabalho foi apoiado pela National Research Foundation of Korea (2013M3A9A504705 e 2017M3A9A5048999).

Conflict of Interest Statement

Os autores declaram que a pesquisa foi realizada na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que pudessem ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.

O revisor AJ declarou uma afiliação compartilhada, sem colaboração, com um dos autores, IR, ao editor responsável.