Inleiding Voedingstoxicologie

Inleiding Voedingstoxicologie

• Introductie tot het vakgebied voedseltoxicologie, bedoeld voor studenten Voedsel Forensisch Onderzoek & Toxicologie in 2025.
• Onderwezen door Marije Strikwold, PhD ERT (European Registered Toxicologist).

Wat maakt voedseltoxicologie specifiek?

• Voedseltoxicologie richt zich op de specifieke toxicologische aspecten van voedsel.

Doelen

• Inzicht in bronnen van toxische stoffen in voeding.
• Kennis van relevante stoffen/stofgroepen binnen de voedseltoxicologie.
• Kennis van wetgeving aangaande voedseltoxicologie.
• Kennis van risicobeoordeling (risk assessment) van toxische stoffen in voeding.
• Kennis van risk-benefit analyse.
• Kennis van normering.

Type Toxines

• Additieven: Stoffen die aan voedsel worden toegevoegd.
• Contaminanten: Stoffen die onbedoeld in voeding terechtkomen.
• Pesticiden: Bestrijdingsmiddelen.
• Natuurlijke toxines (compounds): Van nature voorkomende giftige stoffen.
• Mycotoxines: Giftige stoffen geproduceerd door schimmels.
• Supplementen en kruidenpreparaten: Producten die als aanvulling op de voeding worden gebruikt.
• Diergeneesmiddelen: Medicijnen voor dieren die in de voedselketen terecht kunnen komen.
• Stoffen als gevolg van bereiding: Giftige stoffen die ontstaan tijdens de bereiding van voedsel.
• Microbiële toxines: Toxines geproduceerd door micro-organismen.

Additieven

• Levensmiddelenadditieven zijn stoffen met uitzondering van kleur- en zoetstoffen (volgens de Warenwet).
• Kleurstoffen en zoetstoffen vallen ook onder additieven, maar hebben eigen warenwetbesluiten.
• 'Levensmiddelenadditieven met uitzondering van kleurstoffen en zoetstoffen' valt onder Warenwetbesluit: http://wetten.overheid.nl/BWBR0026325/geldigheidsdatumm_15-02-2012
• Kleurstoffen en zoetstoffen vallen onder Warenwetbesluit: http://wetten.overheid.nl/BWBR0007567/geldigheidsdatumm_15-03-2012.

Type Additieven

• Kleurstoffen: Om de kleur van voedsel te beïnvloeden.
• Conserveermiddelen: Om de houdbaarheid te verlengen.
• Anti-oxidanten: Om oxidatie te voorkomen.
• Voedingszuren: Om de smaak of houdbaarheid te beïnvloeden.
• Smaakversterkers: Om de smaak te versterken.
• Glans- en antischuimmiddelen: Om het uiterlijk of de textuur te beïnvloeden.
• Zuurteregelaars: Om de zuurgraad te beïnvloeden.
• Antiklontermiddelen: Om klonteren te voorkomen.
• Rijsmiddelen: Om het rijzen te bevorderen.
• Zoetstoffen: Om te zoeten.
• Verpakkingsgassen: Ter bescherming bij verpakking.
• Emulgeer-, bind- en geleermiddelen..
• De aanduidingen vermeld staan als E-nummer of naam op de verpakking.
• Bij overgevoeligheid: beide.
• Er wordt onderscheid gemaakt tussen indirecte en directe additieven.

Wetgeving

• Toelating van additieven is centraal geregeld binnen Europa.
• De EFSA beoordeelt of het gebruik van voedseladditieven en aromastoffen geen gezondheidsschade veroorzaakt.
• De Europese Commissie (EC) besluit over de toelating en kent een E-nummer toe.
• Toegelaten additieven staan op de Positieve lijst, enkel voor de vermelde eetwaren tot de vastgestelde maximumdosis.
• Warenwetgeving dient als kaderwet en wordt verder uitgewerkt in uitvoeringsbesluiten, die de EU-richtlijnen en verordeningen implementeren.

Toelating Additieven

• Bewijs aantonen dat Estimated Daily Intake (EDI) lager is dan ADI (Aanvaardbare Dagelijkse Inname) is vereist voor toelating.
• Om de EDI te bepalen, is informatie nodig over het niveau van de stof in voeding, de dagelijkse inname van voedsel dat de stof bevat, de verdeling van voedselinname in de populatie en potentiële blootstelling via non-food bronnen.
• Blootstelling wordt berekend met de formule: EDIB = (CBfIf)+(CBgIg)+(C..), waarbij C de concentratie is en I staat voor inname.
• Toxiciteitstesten zijn meestal chronisch.

Veiligheid

• Er is normering van individuele additieven en de mogelijke gecombineerde effecten (combitox).
• Gevoelige groepen (bijvoorbeeld kinderen) moeten extra aandacht krijgen wanneer hun EDI dichtbij of hoger is dan de ADI.

Coca-cola en Pepsi passen recept aan

• De recepten van Coca-Cola en Pepsi worden aangepast na de plaatsing van een ingrediënt op de lijst van kankerverwekkende stoffen in Californië.
• Dit wordt gedaan om een waarschuwingslabel op de verpakkingen te vermijden, wat negatieve gevolgen zou hebben voor de marketing.
• Beide bedrijven gebruiken '4-methylimidazole' om caramelkleur aan de cola te geven.
• Karamelkleurstof bevat 4-methylimidazole als ongewenst bijproduct.
• In dierstudies is 4-methylimidazole carcinogeen gebleken (bij muizen).
• Er is discussie over de dosis en de verschillen tussen de wetgeving van de EFSA en de Amerikaanse wetgeving.
• Veilige dosis: 29 µg/d (lifetime risk 1:100.000).

Mycotoxines

• Giftige stoffen geproduceerd door schimmels.
• Ontwikkelen op veld/tijdens teelt, opslag, transport of bewaring (bewerkte) producten door producent / consument.
• Bekende schimmelsoorten zijn Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Claviceps en Alternaria.
• Er zijn honderden verschillende chemische toxines.
• Komen voor in landbouwproducten, giftige paddenstoelen en de voedselketen.
• Veroorzaken diverse effecten, zowel acute als lange termijn.

Enkele voorbeelden mycotoxines

• Zearalenon (ZEN): geproduceerd door Fusarium, gevonden in maïs en gerst, heeft estrogene eigenschappen.
• Ochratoxine (OTA): geproduceerd door Penicillium en Aspergillus, komt voor in koffie, wijn, granen en bonen, veroorzaakt nierintoxicatie, is carcinogeen, teratogeen en neurotoxisch.
• Er zijn 100-en mycotoxines.

Vergiftigd maïsvoer in Duitsland

• In Duitsland circuleert minimaal 10.000 ton vergiftigd maïsvoer, afkomstig uit Servië, besmet met Aflatoxine.
• Aflatoxine is een kankerverwekkende gifstof.
• Er zijn ook verontrustende hoeveelheden Aflatoxine aangetroffen in 10.000 ton vergiftigd maisvoer uit Servië
• Aflatoxine B1 behoort tot een van de krachtigste kankerverwekkende stoffen die de natuur produceert
• Overheden doen onderzoek in Duitsland
• Meer dan 3500 boerderijen in de Duitse deelstaat Niedersachsen zouden het voer hebben gekregen.
• De maximale toegestane hoeveelheid Aflatoxine B1 ligt bij 0,02 milligram per kilo.
• Volgens het Duitse ministerie van Landbouw omvat de zending uit Servië 0,204 milligram.

Ook gif in Nederlandse melk

• Melk van twee Nederlandse melkveebedrijven bevat te veel Aflatoxine.
• De besmette melk kwam niet in de schappen van de supermarkten terecht.
• Omdat de hoeveelheid Aflatoxine in de melk te hoog was voor consumptie is de melk niet verder verwerkt.
• De brancheorganisatie weet dat de besmette melk ongeveer zes weken geleden werd aangetroffen na een steekproef.
• Bij die steekproef werd de melk van Nederlandse melkveebedrijven onderzocht op 'melkvreemde stoffen', waaronder de kankerverwekkende stof Aflatoxine B1.

Aflatoxine B1

• Wordt geproduceerd door Aspergillus flavus en Aspergillus parasiticus.
• Komt voor in pinda's, granen, cassave, peper, etc.
• Vormt DNA-adducten.
• Kan hepatocellulair kanker veroorzaken.
• Metaboliet aflatoxine M1 is minder carcinogeen.

Maatregelen mycotox.

• De juiste mix van water, nutriënten, temperatuur en zuurgraad is belangrijk voor het voorkomen van schimmelgroei bij voedselopslag.

Bereiding

• Verhitten gedurende voldoende tijd: Productietechnieken zoals pasteurisatie en inblikken gebruiken verhitting om schimmels te doden.
• Drogen van voedsel: Vocht verwijderen dat nodig is voor schimmelgroei.
• Verlagen opslagtemperatuur: Vermindert schimmelgroei.
• Product zuurder maken: Vermindert schimmelgroei.

Controle

• Tijdens controle op schimmel is het van belang om te weten dat de schimmel zich niet homogeen door een zak mengt.
• Steekproefsgewijs controleren we ongeveer 10% van de partijen noten.
• Als in de partij noten een aflatoxinegehalte wordt gevonden dat hoger ligt dan de wettelijke limiet, heeft de importeur een aantal mogelijkheden.
• De partij gaat retour afzender, de partij wordt verwerkt tot diervoeding of de partij gaat bijvoorbeeld naar de Verenigde Staten.
• Er is nog een andere mogelijkheid: de importeur laat de partij 'schonen' bij een bedrijf dat onder toezicht staat van de NVWA.
• In een uiterst geavanceerd apparaat worden de met schimmel besmette nootjes razendsnel per stuk gedetecteerd door middel van een foto.
• De aangetaste noot heeft namelijk een afwijkende kleur.
• Bron: https://magazines.nvwa.nl/jaarverslag/2017/01/nederland-importland

Andere Natuurlijke Toxines

• Natuurlijke toxines zijn afkomstig van planten (fytotoxines), algen (fycotoxines), dieren en bacteriën.
• Ze hebben een specifieke functie in planten en dieren, bijvoorbeeld chemische verdediging tegen roofdieren, insecten of micro-organismen.
• Fyto-estrogenen, bijvoorbeeld lijken op estrogenen, imiteren estrogenen, of hebben soms een antagonistische werking.

RASFF Portal

• Het RASFF (Rapid Alert System for Food and Feed) is een Europees systeem voor snelle waarschuwingen over voedsel en diervoeder veiligheid.
• Verschillende soorten meldingen hebben betrekking op histamine in gekoelde makreel en Salmonella in zwarte peper.

Sesamzaden Veronteinigd met Pesticides

• Sesamzaden zijn verontreinigd met ethyleenoxide.
• Inbegrepen in het onderzoek zijn giftig brood en broodjes, giftige salades, giftige koekjes en giftig gebak.
• Ethyleenoxide is een sterilisatie product tegen Salmonella.
• De pesticide bevat Metabolieten en is aan wettelijke regelgeving onderhevig.

Contaminanten

• Dioxines
• PCB's (polychloorbifenylen)
• PBDE (polybroomdifenylethers)
• Metalen.
• Hormoonverstorende contaminanten.
  • Meerdere bronnen (drinkwater, voeding, geneeskrachtige preparaten).
• Nano en microplastics.

Factoren die migratie beïnvloeden

• Eigenschappen van de verpakking (materiaal, aanwezige stoffen).

• Wateroplosbaarheid van de stof.

• Vetoplosbaarheid van de stof.

• Eigenschappen van het levensmiddel.

• Temperatuur.

• Tijd.

• Regelgeving over migratie in EU is niet overal hetzelfde.

• Onderzoek naar Per- en polyfluoralkylsubstanties (PFASs) in verschillende soorten verpakkingen.

• Dessert en brood wrappers bevatten het meeste fluorine (56%).

Eigenschappen levensmiddelen

• Veel stoffen uit kunststof migreren vooral naar vette levensmiddelen.
• Voorbeelden naar oplopend vetgehalte (Olie en vet, Margarine, Notenpasta, vis, kaas, sauze, Vlees, Noten, soep, sandwiches)

Naast plastic ook

• Metalen (Pb, Cd, Zn) uit o.a. karton, metalen, keramische onderdelen
• Pigmenteninkt
• Blik (tin)
• Aluminum
• Zuren!
• Limieten
• De migratie wordt gemeten.

Voorbeelden stoffen a.g.v. Bereiding

• Heterocyclische amines (HCA) wordt gevormd tijdens bereidingsprocessen.

HCA

• Carcinogeen HCA: bereiden van spierhoudend vlees waaronder rundvlees, varken, kip, en vis bij hoge temperatuur.
• Vorming HCA: aminozuren en creatine reageren bij hoge temperaturen.
• Factoren: Temperatuur en Type voeding (melk, ei, tofu, en orgaanvlees hebben weinig/geen natuurlijke HCA content of indien bereid).
• Phlp: 2-Amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine => mogelijk carcinogeen.

Voorbeelden stoffen a.g.v. Bereiding

• Vorming polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK)
• Acrylamide, lange duur verhitting.
  • vorming via bakken, frituren (niet koken)
  • koolhydraatrijk voedsel hoge temperaturen > 120 °C.
    • Kankerverwekkend in exp. dieren, in mens nog niet met zekerheid aangetoond
• Vorming nitrosamines uit nitriet en (secundaire) amines, onder bepaalde condities (zuur en hoge temp.)
  • Kankerverwekkend in exp. dieren, in mens nog niet met zekerheid aangetoond.

Kruiden en Supplementen

• Samenstelling kan variëren.
• Interactie met (voorgeschreven) medicijnen
  • St Jans kruid: inductie P450
    • Versnelde afbraak medicijnen
    • O.a. effect anticonceptiepil
    • Effecten op andere geneesmiddelen o.a. : antistollingsmiddelen, antiepileptica, HIV remmers, etc.
  • EU National legislation
  • Bron: http://www.efsa.europa.eu/en/topics/topic/food-supplements

Sterrenmixthee

• Diverse kruiden die zeer fijn zijn vermalen.
• Chinese (Illicium verum) versus Japanse (Illicium anisatum) steranijs.
• Anisatine (Giftig: neurologisch / epilepsie)

Warenwetbesluit Kruidenpreparaten

• 'Kruidenpreparaten bevatten slechts kruidensubstanties in hoeveelheden die niet schadelijk zijn voor de volksgezondheid'.
• 'De hoeveelheid toxische pyrrolizidine-alkaloïden van kruidenpreparaten die bestaan uit materiaal afkomstig van planten, niet meer dan 1 µg per kg of liter'
• 'Kruidenpreparaten bevatten geen: aristolochiazuren of derivaten en yohimbe-alkaloïden of derivaten'.
• Er geldt een limiet voor PAKS (Polycyclische aromatische koolwaterstoffen).

Functional Food

• Functionele voeding heeft een aangetoond gunstig effect op de gezondheid.
• Veiligheid is geregeld in de Warenwet.
• Voorbeelden zijn fytosterolen boter en calcium verrijkte producten.
• Medische claims zijn verboden onder verordening (EG) 1924/2006.

Functioneel Voedsel

• De effecten mogen geen negatieve consequenties hebben.
• Risico-benefit analyse en veiligheid zijn belangrijk.
• Relevante wetgeving omvat de Warenwet (Nederlands) en diverse Europese verordeningen en wetgevingen.

Risk-Benefit Analyse

• Kunnen jullie voorbeelden noemen van producten / stoffen?

Risk benefit voorbeelden

• Foliumzuur (vit B12)
• Potentiële gunstige gezondheidseffecten: Voorkómen van neuraalbuisdefecten, van dikkedarmkanker en bepaalde vorm van bloedarmoede.
• Potentiële ongunstige effecten van foliumzuur: Het niet-waarnemen van vitamine B12-gebrek verhoogd risico op dikkedarmkanker bij hoge inname en verslechtering van bestaande dikkedarmkanker
• Vis (gezondheid vs. dioxines).

Risk-Benefit Analyse: Hoe?

• Specificatie van het vraagstuk
• Identificatie van de gunstige en ongunstige gezondheidseffecten.
• Inname-berekeningen.
• Kwalitatieve vergelijking van de inname met normen en richtlijnen.
• Kwantitatieve karakterisering van de gunstige en ongunstige gezondheidseffecten.
• Integratie in een gemeenschappelijke gezondheidsmaat.
• Omgaan met onzekerheden.

Novel Food

• Novel food wetgeving (EC 258/97) reguleert: voedsel, ingredienten en supplementen die voor 15 mei 1997 niet significant gebruikt werden voor humane consumptie.
• Novel food moet geautoriseerd worden.

Normering

• Vermijdbare verontreiniging
• Additieven etc.
• Onvermijdbare verontreinigingen
• Zware metalen, mycotoxines, POPs
• GRAS= Generally Recognised As Safe (FDA)
• Algemeen gebruik voor 1958
• Algemeen: Toevoegen stof voor 'technisch' effect mag, indien aangemerkt als ‘GRAS’ door experts
• Bewust toegevoegd aan voeding => beoordeling en goedkeuring voordat het op de markt komt tenzij GRAS.

Normering: Enkele Normen

• ADI (Acceptable Daily Intake): aanvaardbare dagelijkse inname. Vermijdbaar, additieven, diergeneesmiddelen, bestrijdingsmiddelen.
• TDI (Toelaatbare Dagelijkse Inname): onvermijdbaar, milieucontaminanten etc.
• MRL (Maximale Residu Limiet): voor stof in product (bijv. bestrijdingsmiddelen per gewas).
• SML (Specifieke Migratielimieten): product.

Normering

• Normering: gezondheidskundige normen algemene bevolking versus jonge kinderen.
• Risicoschatting: nieuwe statistische methoden voor accurate schattingen inname/normstelling.
• Ontwikkeling normstelling voor vitamines en mineralen binnen EU.
• Veiligheidsmarges.

Normering

• Stoffen aan wettelijk toelating verbonden: Bestrijdingsmiddelen, diergeneesmiddelen en voedseladditieven
• Chronische blootstelling
• Per stof toetsing vs. combitox en via ander blootstellingroutes

Voorbeelden Mycotoxines

• Andere effecten: overgeven (mogelijk door serotoninergische activiteit in CNS), remming eiwitsynthese (ribosomaal niveau), blokkade DNA en RNA synthese, beïnvloeding van immuunsysteem en bloedparameters, en potentieel darm irritatie.
• Voorlopige TDI in EU = 1.0 µg/kg bw/day (Europese Commissie, SCF).

Voorbeelden Mycotoxines

• Trichothecenes, o.a. deoxynivalenol (DON).
• Deoxynivalenol staat bekend als 'Vomitoxin'.
• Voornamelijk te vinden in granen.
• Fusarium graminearum and F. culmorum in graneen.
• Kritische effecten in dierproeven: vermindering van lichaamsgewicht.