1

Cursul 9/2

COMPUȘI NITROZO

2

Obiective

Prezentarea modului de formare a nitrozaminelor

Relevarea prezentei notrozaminelor in alimente

Efectele toxice ale nitrozaminelor

3

Nitrozamine

9.1 Nitrozamine

9.1.1 Formarea nitrozaminelor

9.1.2 Prezenţa nitrozaminelor în mediu și ȋn alimente

9.1.3 Toxicitatea (riscul cancerigen) nitrozaminelor

9.2 Concluzii

4

9.1 Compuşii de tip N-nitrozo

cuprind două clase chimice de compuşi:

Nitrozamidele

Nitrozaminele

Formula generală a nitrozaminelorNitrosamine - Wikipedia, the free encyclopedia en.wikipedia.org

5

Radicalii R1 şi R2 pot fi identici (compuşi simetrici)

diferiţi (compuşi asimetrici)

DPDV chimic ei pot fi grupări alchil, aril sau inele ciclice

Analysis of nitrosamines - www.www.analytics.currenta.com

6

ACTIVITATE INDEPENDENTA

1. Gasiti alte imagini cu exemple de nitrozamine

7

Nitrozamine in alimente

nitrozamine volatile

N –dimetilnitrozamina (DMNA)

N – dietilnitrozamina (DENA)

N – dipropilnitrozamina(DPNA)

N – dibutilnitrozamina (DBNA)

www.benbest.com

8

ACTIVITATE INDEPENDENTA

Scrieti (gasiti) formulele chimice ale celorlalte nitrozamine volatile nominalizate

9

9.1.1 Formarea nitrozaminelor Precursorii nitrozaminelor sunt aminele secundare sau

terțiare care, ȋn condiții acide se nitrozează,

Ionul nitrit este un slab agent de nitrozare dar ȋn mediu acid se formează anhidrida azotoasa care este agentul de nitrozare al aminei

Figura 9.4 – Formarea nitrozaminelor, Wiltschkoet al, 1998

10

Cea mai mare cantitate de nitrozamine se formează din aminele secundare.

Urmează în ordine aminele terţiare şi cele cuaternare.

Sursă importantă de amine → aminoacizi liberi → în prezenţa nitriţilor, şi la temperaturi de 100-1700C se decarboxilează formând amine secundare liniare sau ciclice: dimetilamina (DMA), dietilamina (DEA) pirolidina, piperidina.

Aceste amine se nitrozează şi în final formează nitrozamine.

11

Expunerea omului şi a animalelor la

acţiunea nitrozaminelor:

Pe două căi:

1. – exogen - nitrozamine formate în apă, aer, sol, dar mai ales în alimente

2. – endogen - nitrozamine formate in vivo în tractul gastrointestinal

12

Formarea exogenă a nitrozaminelor

Nitrozamine se formează în alimente atunci când se îndeplinesc următoarele condiţii :

Există compuşi de nitrozare cum sunt nitriţii sau chiar nitraţii, care în anumite condiţii se pot reduce la nitriţi, sau oxizi de azot rezultaţi prin combustie (prăjire pe grătar);

Există compuşi nitrozabili cum sunt aminoacizii liberi, legaţi în structura proteinelor sau rezultaţi din diferite procese tehnologice cum sunt maturarea, fermentaţia, procese termice sau acţiunea microorganismelor.

13

Factorii care influenţeaza producerea de nitrozamine

în alimente:

a) Cantitatea de precursori existentă

b) Temperatura la care se tratează produsul sau are loc depozitarea sa

c) pH –ul

d) Prezenţa unor substanţe care accelerează nitrozarea

e) Prezenţa în produs a unor substanţe inhibitoare

14

a) Cantitatea de precursori existentă:

nitriţi, oxizi de azot, aminoacizi, amine, peptide, proteine.

Nitriţii: din apă sau materii prime adaos în unele procese tehnologice (sărarea sau afumarea) conservant în produsele din carne este limitat legislativ - 7 mg/100 g produs.

Aminoacizi, amine, peptide, proteine: Conţinutul de aminoacizi liberi, amine, peptide şi proteine depinde de:

tipul produsului alimentar În produsele de peşte se găsesc cantităţi importante de amine

secundare şi terţiare, în cele mai diverse alimente de origine vegetală: cereale, sucuri

de fructe, tutun, cafea. transformările enzimatice care au loc în produs unele procedee tehnologice aplicate:

intensitatea sterilizării la diferite conserve de peşte sau carne duce la hidroliza parţială a proteinelor, la decarboxilarea şi dezaminarea aminoacizilor liberi

unele procese de fermentaţie care au loc la obţinerea vinului sau a berii duc la formarea de amine secundare.

15

b) Temperatura la care se tratează produsul sau depozitarea sa

tratamentele termice la temperaturi înalte favorizează formarea nitrozaminelor - frigere şi prăjire.

S-au găsit nitrozamine şi în produse alimentare netratate termic, dar care au fost depozitate perioade îndelungate de timp.

c) pH – ul

Cele mai frecvente amine secundare prezente ȋn alimente (dimetilamina, pirolidina, piperidina) se nitrozează optim la valoarea pH-ului 3 - 3,5.

Trimetilamina care se formează ȋn pește la nivele destul de ridicate poate și ea să formeze nitrozamine dar cu viteze de reacție mult mai mici

16

d) Prezenţa unor substanţe care accelerează nitrozarea

piridoxina (Vitamina B6), tiocianaţi, halogenuri

e) Prezenţa în produs a unor substanţe inhibitoare

Vitamina C (acidul ascorbic) - rol inhibitor atât in vitro cât şi in vivo, ceea ce impune utilizarea lui în preparatele de carne, mai ales cele prelucrate termic

Vitamina A (retinolul) acţionează la fel ca şi vitamina C şi anume leagă nitritul.

α- tocoferol – ACTIVITATE INDEPENDENTA: CE ESTE??? Antioxidanţii alimentari de tip butilhidroxianisol (BHA) şi

butilhidroxitoluol (BHT) inhibă acţiunea compuşilor de tip nitrozamine.

17

Formarea endogenă a nitrozaminelor

Nitrozamine se pot forma şi in vivo în condiţiile în care azotiţii/azotaţii de natură exogenă sau endogenă > 1 %, valoarea critică pentru formarea nitrozaminelor în mediu acid

Unele cercetări au arătat că nitriţii produşi endogen formează în mai mare măsură nitrozamine decât cei de provenienţă exogenă.

Formarea are loc în tractul gastrointestinal: la nivelul cavităţii bucale (saliva), a stomacului - cea mare cantitate se formează în stomac datorită

mediului acid a colonului a vezicii urinare.

În intestin şi în căile urinare, valoarea pH > 7 - catalizabacteriana Esherichia coli, Lactobacillus, Streptococus, Proteus.– la persoane cu pb de sanatate

18

9.1.2 Prezenţa nitrozaminelor în mediu și ȋn

alimente alimente

Prezența nitrozaminelor ȋn mediu

procese industriale la care alchilaminele ajung ȋn contact cu oxizii de azot, acizii azotoși sau cu azotiții - tăbăcării, obținerea pesticidelor, a cauciucului și anvelopelor, industria de prelucrare a peștelui, topitorii (ATSDR).

SUA 2010 - nitrozamine ȋn ceață ȋntre 7,5 și 397 ng/L

[DMNA] ȋn apa subterană din zonele apropiate uzinelor de testare a motoarelor de rachetă și ȋn apele de suprafață din apropierea orașului Baltimore (940 ng/L).

Studii recente au identificat nitrozamine ȋn apa piscinelor clorinate la nivele de concentrație intre 32 și 313 ng/L (Mitch 2008, citat de Sellin, 2011).

19

Prezența nitrozaminelor ȋn apă potabilă

au fost identificațe ȋn apa potabilă ȋn SUA și se

consideră că prezența lor se datorează dezinfecției prin clorinare → limită de 3 µg/L.

WHO a inclus NDMA la cea de a treia ediție a recomandărilor sala pentru calitatea apei potabile.

Uniunea Europeană nu a inclus nitrozaminele in directiva 98/93/EC – Directiva Apei Potabile dar unele state europene cum sunt Marea Britanie și Germania au prevederi legislative specifice ȋn acest

domeniu.

20

Prezenţa nitrozaminelor în alimentele de origine vegetală

Cea mai întâlnită nitrozamină în vegetale este DMNA. Vegetalele pot adsorbi nitrozaminele formate în sol în urma

administrării de îngrăşăminte chimice, dar ele nu se acumulează în ţesuturile vegetale.

În cereale se pot forma nitrozamine sub acţiunea microorganismelor.

În general produsele vegetale conţin cantităţi mici de nitrozamine: legume 0,44 mg/100 g produse din legume/fructe max 0.1 mg/100g ceapă tocată, produse din cereale, max 0,26 mg/100 g Cele mai mari valori s-au găsit la spanac cu o medie de 1 (max

22 mg/100g) si la mazăre cu o medie de 1,26 mg/100 g

Bere - Prezenţa nitrozaminelor în bere se datorea fabricării malţului, condiţiile optime fiind în timpul uscării directe gaze de ardere, ceea ce se obișnuia ȋnainte de 1980 drept pentru care s-a renunțat la această tehnică

21

Prezenţa nitrozaminelor în alimentele de origine animală

carnea şi peştele → conţinut bogat în proteine → alimentele cu cel mai înalt conţinut de nitrozamine

Produse de carne

În stare proaspătă, carnea nu conţine nitrozamine creşte prin păstrare şi prelucrare termică, predominând

NPIR.

folosirea aditivilor de sărare şi condimentare (sare, piper, boia) duce la creşterea conţinutului în nitrozamine,

2002, Rywotycki a studiat efectul pasteurizării și a unor aditivi alimentari asupra conținutului de nitrozamine din șunca de porc pasteurizată. Sarea și acidul ascorbic au avut un efect inhibant asupra

formării DMNA și DENA dar acest efect se reduce ȋn prezența nitriților.

Pasteurizarea are efect inhibitor.

În SUA, cele mai mari cantități s-au decelat ȋn sandwich cu carne de vită, porc sau miel, ȋntre 0.324 și 0.453 μg/porție

22

Produse de peşte

Peştele proaspăt conţine cantităţi foarte mici de nitrozamine.

Cantitatea creşte prin prelucrare tehnologică (sărare, conservare, afumare) cea mare cantitate găsită fiind de 100 mg/kg DMNA în peştele sărat.

Lapte şi derivate de lapte

În lapte, iaurt, chefir, brânză de vaci, smântână, unt, precum şi în majoritatea brânzeturilor cantitățile de nitrozamine decelate au fost reduse.

Cel mai mare conţinut de nitrozamine s-a găsit în brânzeturi de tip Ceddar, Camembert sau Parmezan, el depinzând în mare măsură de procesul de maturare precum şi de …..

23

ACTIVITATI INDEPENDENTE

1. Explicati de ce creste continutul de NPIR in produsele de carne prin prelucrare termica pe baza mecanismelor de formare explicate la inceputul cursului

2. Explicati de ce pestele sarat contine cele mai mari cantitati de nitrozamine

3. Care este explicatia continutului marit de nitrozamine in branzeturile maturate

24

Alte produse care conţin nitrozamine

Produsele farmaceutice care conţin în structura lor amine secundare şi terţiare reprezintă o sursă de nitrozamine.

La fel, fumul de ţigară formează în organismul uman nitrozamine cancerigene ca DMNA, NPir, N-nitrozonicotina, N-nitrozonornicotina.

Caz special de posibilă contaminare îl constituie transferul nitrozaminelor sau al substanţelor nitrozabile din tetine şi susete fabricate din elastomeri. (HG 1197/2002 stabileşte limitele maxime trensferabile la 0,01 mg N-nitrozamine eliberate/kg tetină (partea din elastomer), respectiv 0,1 mg/kg tetină substanţe nitrozabile eliberate.)

25

9.1.3 Toxicitatea (riscul cancerigen) al

nitrozaminelor

Până ȋn present nu este complet dovedită legătura ȋntre diferite forme de cacinogeneză la om și consumul de nitrozamine.

La animale mai mult de 40 de specii testate au dezvoltat tumori Expunerea la nitrozamine a fost legată de studii referitoare la

cancerul pancreatic și de tumori craniene dezvoltate ȋn copilărie

DMNA și DENA au fost clasificate caprobabil carcinogene pentru om (grup 2A) de către IARC ȋn 2004.

În Uniunea Europeană aceste substanțe sunt clasificate la categoria 1B (presupuse a avea potențial carcinogenic pentru om) bazat cu precădere pe studiile asupra animalelor

Trebuie ţinut cont de efectul cumulativ al cantităţilor de nitrozamine ingerate zilnic, de acumularea acestora în celule precum şi de efectul cumulativ şi sinergetic datorat altor toxici ingeraţi în paralel.

26

9.3 Concluzii

Aminele secundare și nitriții reprezintă principalii precursori ai nitrozaminelor ȋn alimente

Alimentele cele mai predispuse la contaminare cu nitrozamine sunt produsele de carrne și pește și berea

Există suspiciune cu privire la riscurile cancerigene cu privire la prezența nitrozaminelor ȋn alimente, inclusiv apa

27

Test de evaluare

1. Care sunt precursorii nitrozaminelor?

2. Pe ce căi este predispus omul la contaminarea cu nitrosamine?

3. Care sunt condițiile necesare pentru formarea de nitrosamine ȋn alimente?

4. Care sunt tipurile de alimente predispose la contaminarea cu nitrozamine?

5. Care din următoarele reprezintă sursa cea mai importantă de nitrozamine:

1. Proteinele

2. Aminele secundare

3. Aminele ciclice

28

6. Care din următorii reprezintă factori care influențează formarea nitrozaminelor ȋn alimente:

1. Temperatura2. Cantitatea de aliment3. pH

7. Care din urmatoarele reprezintă condiții pentru formarea “in vivo” a nitrozaminelor:

1. Alimentație preponderent vegetariană2. Nitriți și nitrații au concentrații peste 1%3. Consumul de alimente fierbinți