Interações de conservantes no processamento de carnes: formação de compostos carcinogênicos, métodos de controle e agentes inibitórios

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2019. O câncer é a segunda maior causa de morte humana na atualidade. É considerada uma doença multifatorial, podendo estar associado a fatores ambientais como a dieta. Esta tese, composta por cinco capítulos, teve como principal objetivo elucidar a formação dos mutagênicos 2-metil-1,4-dinitro-pirrol (DNMP) e do ácido etilnitrólico (ENA) na reação entre conservantes utilizados no processamento de carnes. Para isso, diversas ferramentas analíticas e modelos estatísticos foram desenvolvidos com êxito proporcionando inovação química a esse cenário. Os resultados obtidos corroboram a decisão da Agência Internacional de Pesquisa sobre Câncer (IARC) de classificar as carnes processadas como cancerígenas para humanos. Mais de 100 amostras comerciais foram analisadas e 38% continham adição irregular de nitrito e sorbato. Além da utilização excessiva de conservantes, ENA (> 5,00 µg kg-1) e DNMP (> 12,0 µg kg-1) foram detectados em amostras de mortadela, bacon, linguiça calabresa e patê. Além disso, mortadelas produzidas em escala piloto com 0,3% de nitrito e 0,034% de sorbato, sem eritorbato de sódio, apresentaram altas concentrações de ENA e DNMP. Esses resultados alertam sobre um grande problema de saúde pública, demandando incremento da fiscalização e Ciência dos Alimentos para sua resolução. Dessa forma, o micro-organismo Lactobacillus bulgaricus (LB-UFSC 001) foi empregado em um tratamento experimental para que, através da fermentação, pudesse biodegradar ENA e DNMP na mortadela fabricada em escala piloto. Houve diferença significativa (p < 0,05) das concentrações de ENA e DNMP nas mortadelas antes e após o tratamento. A identificação dos principais metabólitos contribuiu para a elucidação das principais rotas metabólicas, demonstrando que LB-UFSC 001 utiliza-se de nitrorredutases e hidratases nitrílicas para modular os compostos mutagênicos na matriz cárnea. Esta tese demonstrou que compreender os mecanismos envolvidos na formação e inibição de carcinógenos, bem como a composição química e microbiológica da matriz, pode fornecer evidências mais claras sobre as classificações de risco de câncer atribuídas mundialmente ao consumo de carnes processadas. Abstract: Cancer is the second leading cause of human death today. It is considered a multifactorial disease and may be associated with environmental factors such as diet. This thesis, composed of five chapters, aimed to elucidate the formation of mutagens 2-methyl-1,4-dinitro-pyrrol (DNMP) and ethyl nitrolic acid (ENA) in the reaction between preservatives used in meat processing. For this, several analytical tools and statistical models have been successfully developed providing chemical innovation to this scenario. The results corroborate the decision of the International Agency for Research on Cancer (IARC) to classify processed meats as carcinogenic to humans. More than 100 commercial samples were analyzed and 38% contained irregular addition of nitrite and sorbate. In addition to non-compliant of preservatives, ENA (> 5.00 µg kg-1) and DNMP (> 12.0 µg kg-1) were detected in samples of mortadella, bacon, pepperoni, and pâté. Moreover, high concentrations of ENA and DNMP were quantitated in mortadella produced on a pilot scale with 0.3% nitrite and 0.034% sorbate without sodium erythorbate. These results warn of a major public health problem, demanding the improvement of official inspection and food science for its resolution. Thus, the microorganism Lactobacillus bulgaricus (LB-UFSC 001) was used in an experimental treatment to biodegrade ENA and DNMP by fermentating mortadella samples produced in pilot scale. There was a significant difference (p < 0.05) in ENA and DNMP concentrations in the mortadellas before and after treatment. The identification of the main metabolites contributed to the elucidation of the main metabolic pathways, demonstrating that LB-UFSC 001 uses nitro reductases and nitrile hydratases to modulate mutagenic compounds in the meat matrix. This thesis has shown that understanding the mechanisms involved in carcinogen formation and inhibition, as well as the chemical and microbiological composition of the matrix, can provide clearer evidence on the cancer risk ratings attributed to the consumption of processed meats worldwide.