Inleiding Voedseltoxicologie

Introductie Voedseltoxicologie

• Deze studie notities zijn voor het vak Food Forensics & Toxicology in 2025.
• Het materiaal is samengesteld door Marije Strikwold PhD ERT.

Wat maakt voedseltoxicologie specifiek?

• Voedseltoxicologie richt zich op de specifieke effecten van toxische stoffen in voedsel op het menselijk lichaam.

Doelen van voedseltoxicologie

• Inzicht in de bronnen van toxische stoffen in voeding is essentieel.
• Het identificeren van relevante stoffen en stofgroepen binnen voedseltoxicologie is belangrijk.
• Kennis van wetgeving binnen de voedseltoxicologie is vereist.
• Het kunnen uitvoeren van risico assessments van toxische stoffen in voeding is noodzakelijk.
• Kennis van het uitvoeren van risk-benefit analyses is belangrijk.
• Kennis van normering is cruciaal.

Type toxines

• Additieven worden gebruikt om de eigenschappen van voeding te verbeteren.
• Contaminanten zijn ongewenste stoffen die in voeding terechtkomen.
• Pesticiden worden gebruikt om gewassen te beschermen, maar kunnen residuen achterlaten.
• Voedsel bevat van nature toxines.
• Diergeneesmiddelen kunnen in voeding terechtkomen.
• Stoffen die ontstaan tijdens de bereiding van voeding kunnen toxisch zijn.
• Supplementen en kruidenpreparaten bevatten Novel voedsel ingrediënten

Additieven in detail

• Levensmiddelenadditieven zijn stoffen die aan voedingsmiddelen worden toegevoegd, met uitzondering van kleurstoffen en zoetstoffen (volgens de Warenwet).
• Kleurstoffen en zoetstoffen worden ook als additieven beschouwd, maar vallen onder andere warenwetbesluiten.
• Warenwetbesluit: http://wetten.overheid.nl/BWBR0026325/geldigheidsdatu m_15-02-2012
• Warenwetbesluiten: http://wetten.overheid.nl/BWBR0007567/geldigheidsdatu m_15-03-2012

Types additieven

• Kleurstoffen worden gebruikt om de kleur van voedingsmiddelen te veranderen.
• Conserveermiddelen beschermen voeding tegen bederf.
• Anti-oxidanten gaan oxidatie tegen.
• Voedingszuren beïnvloeden de zuurgraad van voeding.
• Smaakversterkers verbeteren de smaak.
• Glans- en antischuimmiddellen hebben specifieke technische functies.
• Emulgatoren, bindmiddelen en geleermiddelen beïnvloeden de textuur van voeding.
• Zuurteregelaars, antiklontermiddelen en rijsmiddelen hebben specifieke technische functies.
• Zoetstoffen worden gebruikt als suikervervangers.
• Verpakkingsgassen beschermen voeding tijdens opslag.
• Op de verpakking staat een E-nummer of de naam van de stof vermeld
• Bij overgevoeligheid, staat beiden vermeld
• Er is een verschil tussen indirecte en directe additieven.

Wetgeving additieven

• De toelating van additieven is centraal geregeld in Europa.
• De EFSA beoordeelt of additieven veilig zijn voor de gezondheid.
• De Europese Commissie besluit over de toelating en kent E-nummers toe.
• Toegelaten additieven staan op een positieve lijst.
• Alleen additieven op de positieve lijst mogen worden gebruikt.
• De Warenwet is een raamwet die wordt uitgevoerd via uitvoeringsbesluiten.
• Deze uitvoeringsbesluiten geven uitvoering aan EU-richtlijnen en verordeningen.

Toelating additieven

• Voor toelating van een additief moet bewezen worden dat de Estimated Daily Intake (EDI) lager is dan de Acceptable Daily Intake (ADI).
• 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 de potentiële blootstelling aan de stof via non-food bronnen.
• De blootstelling wordt berekend met een formule.
• Toxiciteitstesten zijn meestal chronisch van aard.

Veiligheid van additieven

• Er is normering van individuele additieven.
• Er wordt rekening gehouden met gevoelige groepen, zoals kinderen.
• "Combitox" = gecombineerde toxiciteit
• "Beleving" ofwel ervaring speelt ook mee in de beoordeling.

"Beleving" verder uitgewerkt

• Karamelkleurstof kan ongewenste bijproducten bevatten, zoals 4-methylimidazool.
• 4-methylimidazool wordt als kankerverwekkend beschouwd bij knaagdieren (muizen).
• Er is een verschil tussen de beoordeling van de EFSA en de Amerikaanse wetgeving over de hoeveelheid die veilig wordt geacht.
• De veilige limiet ("safe harbor") is 29 µg/dag, wat overeenkomt met een levenslang risico van 1:100.000.

Mycotoxines

• Mycotoxines zijn giftige stoffen die worden geproduceerd door schimmels.
• Ze ontwikkelen zich op het veld, tijdens de teelt, opslag, transport of bewaring van producten.
• Bekende schimmelsoorten zijn Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Claviceps en Alternaria.
• Er zijn honderden verschillende chemische toxines bekend.
• Mycotoxines komen voor in landbouwproducten, giftige paddenstoelen en de voedselketen.
• Ze kunnen diverse effecten hebben, zowel acute als lange termijn effecten.

Voorbeelden mycotoxines

• Zearalenon (ZEN) wordt geproduceerd door Fusarium.
• Het komt voor in mais en gerst.
• Het heeft o.a. estrogene eigenschappen.
• Ochratoxin (OTA) wordt geproduceerd door Penicillium en Aspergillus.
• Het komt voor in koffie, wijn, granen en bonen.
• Het kan nierintoxicatie, carcinogene, teratogene en neurotoxische effecten veroorzaken.
• Er zijn meer dan 100 verschillende mycotoxines bekend.

Aflatoxine B1

• Aflatoxine B1 wordt geproduceerd door Aspergillus flavus en Aspergillus parasiticus.
• Het komt voor in pinda's, granen, cassave, peper, etc.
• Het vormt DNA-adducten.
• Het kan hepatocellulair kanker veroorzaken.
• De metaboliet aflatoxine M1 is minder carcinogeen.

Maatregelen tegen mycotoxines

• Een juiste mix van water, nutriënten, temperatuur en zuurgraad is van belang voor de groei en vermenigvuldiging van schimmels tijdens voedselopslag.
• Verhitting gedurende voldoende tijd doodt schimmels -> o.a. pasteurisatie en inblikken maken gebruik van verhitten
• Drogen van voedsel verwijdert vocht dat nodig is voor schimmelgroei.
• Verlagen van de opslagtemperatuur vermindert schimmelgroei.
• Producten zuurder maken vermindert schimmelgroei.

Contaminanten

• Contaminanten zijn ongewenste stoffen die in voeding terechtkomen.
• Voorbeelden van contaminanten zijn dioxines, PCB's, PBDE's, metalen en hormoonverstorende stoffen.
• Hormoonverstorende contaminanten komen uit meerdere bronnen, zoals drinkwater, voeding en geneeskrachtige preparaten.
• Nano- en microplastics zijn een opkomend probleem.

Factoren die Migratie Beïnvloeden

• De eigenschappen van de verpakking spelen een rol, zoals het materiaal en de aanwezige stoffen.
• De wateroplosbaarheid van de stof is van belang.
• De vetoplosbaarheid van de stof is een factor.
• De eigenschappen van het levensmiddel beïnvloeden de migratie.
• Temperatuur speelt een rol.
• Tijd is een belangrijke factor.
• Er zijn nog veel verschillen in EU regelgeving.

Eigenschappen Levensmiddelen t.a.v. Migratie

• Veel stoffen uit kunststof migreren voornamelijk naar vette levensmiddelen.
• Voorbeelden zijn, gerangschikt naar oplopend vetgehalte: olie en vet, margarine, notenpasta, vis, kaas, sauzen, vlees, noten, soep en sandwiches.

Naast Plastic Komen Stoffen Vrij

• Er kunnen metalen (Pb, Cd, Zn) vrijkomen uit karton, metalen en keramische onderdelen.
• Pigmenteninkt kan een bron zijn.
• Blik (tin) kan stoffen afgeven.
• Aluminium kan vrijkomen.
• Zuren spelen een rol bij de afgifte van stoffen.

Voorbeelden Stoffen a.g.v. Bereiding

Heterocyclische amines (HCA) zijn voorbeelden van stoffen die ontstaan tijdens de bereiding van voedsel.

HCA

• Carcinogene HCA ontstaan bij de bereiding van spierhoudend vlees zoals rundvlees, varken, kip en vis bij hoge temperatuur.
• HCA worden gevormd doordat aminozuren en creatine reageren bij hoge temperaturen.
• De temperatuur is een belangrijke factor.
• Het type voeding speelt een rol; melk, ei, tofu en orgaanvlees hebben weinig/geen natuurlijke HCA content of indien bereid.

Voorbeelden stoffen a.g.v. bereiding

• Polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK) kunnen ontstaan.
• Acrylamide ontstaat bij lange duur verhitting.
  • De vorming gebeurt oa. via bakken, frituren (niet koken)
  • Ontstaat vooral in koolhydraatrijk voedsel met hoge temperaturen > 120 °C.
  • Er is aangetoond dat het Kankerverwekkend is in exp. dieren, in mens nog niet met zekerheid aangetoond
• Nitrosamines kunnen gevormd worden uit nitriet en (secundaire) amines onder bepaalde condities (zuur en hoge temp).
  • Het blijkt Kankerverwekkend in exp. dieren, in mens nog niet met zekerheid aangetoond

Kruiden en supplementen

• Kruiden en supplementen kunnen een variabele samenstelling hebben.
• Er kan interactie zijn met (voorgeschreven) medicijnen.
  • St Jans kruid is een inductie P450 middel
  • Kan de afbraak van medicijnen versnellen
  • effecten hebben op anticonceptiepillen
  • interactie geven met antistollingsmiddelen, antiepileptica, HIVremmers, etc

Sterrenmix thee

• Sterrenmix kruidenthee bevat diverse kruiden die zeer fijn zijn vermalen.
• Er is verschil tussen Chinese (Illicium verum) versus Japanse (Illicium anisatum) steranijs.
• Anisatine is een giftige stof die neurologische effecten/epilepsie kan veroorzaken.

Samenvatting Warenwetbesluit kruidenpreparaten

• Kruidenpreparaten mogen slechts kruidensubstanties bevatten in hoeveelheden die niet schadelijk zijn voor de volksgezondheid.
• De hoeveelheid toxische pyrrolizidine-alkaloïden mag niet meer dan 1 ug per kg of liter zijn.
• Kruidenpreparaten mogen geen aristolochiazuren of yohimbe-alkaloïden bevatten.
• Er is een limiet voor PAKS.

Functional food

• De definitie van Functional food: ‘Er is sprake van een functioneel voedingsmiddel als op wetenschappelijk verantwoorde wijze is aangetoond dat zo’n product een gunstig effect heeft op één of meer doelfuncties in het lichaam, te onderscheiden van "normale" voedingseffecten, van belang voor het verbeteren van de gezondheidstoestand (welbevinden) en/of vermindering van het risico op ziekte".
• De veiligheid van functional foods is geregeld in de Warenwet.
• Voorbeelden van functional foods zijn fytosterolen boter en calcium verrijkte producten.
• Medische claims zijn verboden onder verordening (EG) 1924/2006.

Functionele Voeding Vereisten

• De effecten mogen geen negatieve consequenties hebben.
• Er moet een risk benefit analyse worden uitgevoerd.
• Het product moet veilig zijn.

Nederlandse en Europese wetgeving

• Nederlandse wetgeving: Warenwet en Warenwetbesluit Toevoeging micro-voedingsstoffen aan levensmiddelen
• Europese wetgeving: EU Claimswetgeving, Verordening (EG) 1924/2006, Verordening (EG) 1925/2006, Verordening (EU) 432/2012, EU etiketteringswetgeving.

Risico-benefit analyse

• De vraag is welke producten of stoffen geschikt zijn voor een risico-benefit analyse.

Voorbeelden Risk-benefit analyses

• Foliumzuur heeft potentiële gunstige gezondheidseffecten, zoals het voorkomen van neuraalbuisdefecten en dikkedarmkanker.
• Potentiële ongunstige effecten van foliumzuur zijn het niet-waarnemen van vitamine B12-gebrek en een verhoogd risico op dikkedarmkanker bij hoge inname.
• Vis heeft gunstige aspecten voor de gezondheid maar kan dioxines bevatten.

Hoe voer je een risk-benefit analyse uit?

• Eerst moet het vraagstuk worden gespecificeerd.
• Vervolgens worden de gunstige en ongunstige gezondheidseffecten geïdentificeerd.
• De inname wordt berekend.
• Er volgt een kwalitatieve vergelijking van de inname met normen en richtlijnen.
• De gunstige en ongunstige gezondheidseffecten worden kwantitatief gekarakteriseerd.
• De resultaten worden geïntegreerd in een gemeenschappelijke gezondheidsmaat.
• Onzekerheden worden meegenomen in de analyse.

Tot slot: Novel Food

• Novel food en novel food ingredient vallen onder Wetgeving (EC 258/97):
• Geldt voor voedsel, ingrediënten en supplementen die voor 15 mei 1997 niet significant gebruikt werden voor humane consumptie.
• Novel food moet geautoriseerd worden.

Normering

• Vermijdbare verontreiniging: additieven
• Onvermijdbare verontreinigingen: zware metalen, mycotoxines, POPs
• GRAS= Generally Recognized 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 – Belangrijk

• ADI = Acceptable Daily Intake (consument)
  • Vermijdbaar
  • Additieven, diergeneesmiddelen en bestrijdingsmiddelen
• TDI = Toelaatbare Dagelijkse Inname (consument)
  • Onvermijdbaar
  • Milieucontaminanten etc.
• MRL = Maximale Residu Limiet voor stof (in product)
  • Bijv. bestrijdingsmiddelen per gewas
• SML = specifieke migratielimieten (product)

Normering: extra punten

• Normering omvat gezondheidskundige normen voor de algemene bevolking versus jonge kinderen.
• Risicoschatting omvat nieuwe statistische methoden voor accurate schattingen van inname/normstelling.
• Er is ontwikkeling van normstelling voor vitamines en mineralen binnen de EU.
• Er zijn veiligheidsmarges.

Normering – Wettelijke aspecten

• Stoffen zijn aan wettelijke toelating verbonden:
• Bestrijdingsmiddelen, diergeneesmiddelen en voedseladditieven
• Chronische blootstelling komt kijken bij normering
• Toetsing per stof versus combitox en via andere blootstellingroutes zijn relevant.

Voorbeelden effecten van Mycotoxines

• Overgeven (mogelijk door serotoninergische activiteit in CNS)
• Remming van eiwitsynthese op ribosomaal niveau
• Remming van DNA- en RNA-synthese
• Het beïnvloeden van het immuunsysteem en bloed parameters
• Darm irritatie
• Gegevens Rotter et al., 1996; Eriksen and Alexander, 1998
• Voorlopige TDI in EU = 1.0 μg/kg bw/day (Europese Commissie, SCF

Mycotoxines nader toegelicht

• Trichothecenes, o.a. deoxynivalenol (DON), zijn een voorbeeld.
  • DON is bekend als 'vomitoxin'.
  • Het komt voor in granen.
  • Verwant aan Fusarium graminearum en F. culmorum
  • Een kritisch effect in dierproeven: vermindering van lichaamsgewicht