Inocuidad de Alimentos Irradiados ( Safety of Irradiated Food)

1. Inocuidad de Alimentos Irradiados(Safety of Irradiated Food) Joseph Borsa, Ph.D. MDS Nordion Kanata (Ottawa), OntarioPresented at Ohio Environmental Health Association Annual ConventionColumbus, OhioApril 20, 2004

2. Soy solo uno, pero todos debemos trabajar juntos para la paz

3. Inocuidad de Alimentos Irradiados… • La inocuidad es el factor mas importante. • Ya la inocuidad esta bien establecida (de hecho hay acuerdo unanime entre la communidad cientifica). • Sin embargo, de vez en cuando hay preguntas. • Es muy importante que estemos comodos con los estudios y procesos que han determinados las conclusiones sobre la inocuidad y salubridad de alimentos irradiados. Lo siguiente es una vista breve sobre estos procesos…

4. Pregunta…. Como se determine la inocuidad de comida procesado en cualquier manera? How do we determine the safety of food processed in any manner?

5. Metodos para determinar la inocuidad de alimentos irradiadosApproaches for determination of safety of irradiated food • Metodo de quimico analytico • The analytical chemistry approach • Metodo Funcional • Functional approach Esas dos metodos son complementarios al otro y juntos constutuyen una paradigma para determinar la toxicidad de alimentos These two approaches complement each other and together constitute an extremely powerful paradigm for determination of toxicity in foods.

6. Metodo de Quimico Analytico(The Chemical Approach) • Identificacion quimica y caracterizacion toxicologica de los productos radioliticos en alimentos irradiados (Chemical identification and toxicological characterization of radiolytic products in irradiated food.) • Estado:Status: • Sistemas modelo de variada complejidad (Model systems of varying complexity). • Inmensa literatura, desde la decada del ’50 (Enormous literature, dating back to the 1950’s.) • Estudios sobre: (Studies on: • Sistemas modelo de variada complejidad • Alimentos completos de varios tipos (Complete foods of various types). • .

7. Metodos para determinar la inocuidad de alimentos irradiados Metodo Funcional (Functional approach) • Estudios de alimentacion usando varios tipos de animales de laboratorio (Feeding studies, using several species of test animals) • Para determinar la existencia de toxicidad manifestado como un perjuicio funcional (Presence of toxicity revealed as a functional impairment) • Plazo corto, plazo largo/ una variedad de indicadores de la situacion de salud (Short term, long term / Variety of indicators of health status) • Pruebras en vitro (In vitro tests) • Ames, y otros (and others) • Epidemiologicos/Epidemiological • Datos derivados de pruebas con humanas son escasos (Data for humans is sparse) • Hay mucha mas informacion obtenida de pruebas con animales criados para investigaciones en laboratorios...decadas de experiencias (Much more for animals reared for research purposes/ decades of experience)

8. Metodos para determinar la inocuidad de alimentos irradiados Metodo de analitica quimica • Analizar que compuestos nuevos estan presentes, y en que cantidad • Evaluar el significado toxicologico de estos “productos radioliticos”

9. Resultados de la aproximacion quimica • Aproximadamente 100 productos radioliticos se han identificado en carnes irradiadas. • La mayoria son identicos a compuestos naturalmente presentes en alimentos. • Las concetraciones en general estan en rango de ppb , a dosis de hasta 60 kGy. • Estos datos fueron formalmente evaluados por un comite especial de expertos, extraido de la Federacion de Sociedades Americanas para la Biologia Experimental (FASEB) • Informe AD-A045716 (1977, Supplement in 1979). Algunos resultados de los estudios………

10. Federation of American Societies - Evaluación biológica experimental de (unos pocos) compuestos identificados en carne irradiada…. Significación toxicologica evaluada en comparación con thermally processed foods(TP) y con concentraciones naturalmente encontradas en una variedad de otros alimentos

11. Conclusión Federacion de Sociedades Americanas para la Biologia Experimental (FASEB) “Los datos no demuestran ni sugieren que el consumo de carne irradiada presente algún aumento de riesgo al consumidor.”

12. Y ahora para hacer una comparacion….. Vamos a ver alunos quimicos que existen naturalmente en diversos alimentos ( Fuente Dr. Bruce Ames et al ) Dr. Bruce Ames, Professor of the Graduate School, Molecular & Cell Biology, University of California, Berkley

13. Mutagenes naturales y carcinogenes en alimentos ( from Ames, B.N., Science 221, 1256-1264,1983)

14. Carcinogenos y mutogenos ! Eso es para la cena Ninguna dieta puede ser completamente libre de químicos que fomentan cáncer en ratas. De las substancias químicas que la gente consume, 99.9% occuren naturalmente en el ambiente. — Bruce Ames, Ph.D. and Lois Swirsky Gold, Ph.D.  University of California, Berkeley "No human diet can be free of naturally occurring chemicals that are rodent carcinogens. Of the chemicals that people eat, 99.99% are natural."

15. Aperitivo Sopa Crema de Champiñón Hydrazinas Charola de Vegetales Frescos Zanahorias anilina, cafeína Tomates tipo “Cherry” benzaldehidos, cafeína, peróxido de hidrógeno, quercetin glycosides Apio cafeína, derivados de furanos, psoralenos Nueces Mixed Roasted Nuts aflatoxinas, furfural Ensalada Verde Lechuga y Arugula con vinagreta de Mostaza y albaca allyl isothiocyanate, cafeína, estragole, methyl eugenol Entradas Pavo Asado Aminas heterocíclicas Relleno de pan (con cebolla, apio, pimienta negra, y champiñones) acrylamidas, alcohol etílico, benzo(a)pyrenos, carbamato de etilo, derivados de furanos, furfural, dihydrazinas, d-limonene, psoralenos, quercetin glycosides, safrole Salsa de Arándanos derivados de furanos o Carne de lomo con salsa de perejil bencenos, aminas heterocíclicas, psoralenos Legumbres Brocoli isotiocianatos alílicos Papa Horneada Alcohol etílico, cafeína Batata/Boniato Alcohol etílico, furfural Pan con manteca/mantequilla acetaldehídos, benceno, alcohol etílico, benzo(a)pirenos, carbamato etílico, derivados de furanos, furfural La Cena del Día de Acción de Gracias

16. La Cena del Día de Acción de Gracias Postre Pay de Calabaza/Zapallo benzo(a)pirenos, coumarina, eugenol metílico, safrole Pay de Manzana acetaldehidos, cafeína, coumarina, estragole, alcohol etílico, eugenol metílico, quercetin glycosides, safrole Plato de Frutas Manzanas, Uvas, Mangos, Peras y Piña Frescos acetaldehidos, benzaldehidos, cafeína, d-limonene, estragole, acrilato etílico, quercetin glycosides Bebidas Vino Rojo, Vino Blanco Alcohol etílico, carbamato etílico Café benzo(a)pirenos, benzaldehidos, bencenos, benzofuranos, cafeína, catechol, 1,2,5,6-dibenz(a)antracenos, benceno etílico, furanos, furfural, peróxido de hidrógeno, hidroquinona, d-limonene, 4-methylcatechol Té benzo(a)pirenos, quercetin glycosides Té de Jazmín Acetato bencílico

17. Una perspectiva del mundo nuestro…(after Ames et al) • Approximatente la mitad de todos los quimicos que han estado investigados (ambos sinteticos y natural) resultan positivas en pruebas con ratas para la carcinogenicidad. • Favor en cuenta que en una taza de café.. …… • Hay mas que 1000 quimicas… • De ellos solamente 22 han sidos investigados para la carcinogenicidad… • De aquellos, 17 son carcinogenes • Hay 10 mgm de carcinogenes (naturales) dentro de una taza de café. Esta cantidad de carcinogenes es mas que una persona consume de residuos de pesticidas durante un ano completo.

18. Entonces, por que estamos vivos todavia? • Las pruebas se llevan acabo con dosis muy altas de un agente de prueba. • La exposicion humana es generalmente muy baja. • Afortunadamente para nosotros las pruebas con dosis altas no son buenas predictoras del comportamiento con dosis bajas. O sea el problema no es con el café, si con las pruebas con altas dosis. • Muchas sustancias son letales a muy altas dosis, y son perjudiciales a altas dosis…pero pueden ser beneficiosas a dosis bajas. Segun Dr. Borsa: “In this context any compound present at ppb levels in irradiated foods, on a background of natural carcinogens and mutagens present at ppm or higher levels in different foods, is unlikely to be of any toxicological significance.”

19. Resumen de Dr. Barna Barna, J. 1979. Compilation of bioassay data on the wholesomeness of irradiated food items. Acta Alimentaria 8(3):205-315 Mas que 1200 estudios pubicados han sido compilado y revisada. Conclusiones de Dr. Barna: “ Los efectos stimulativo y adverso sobre el consumo de alimentos iradiados no son consistente, unambiguo ni reproducible. Tampoco, los efectos especificos relativo a cualquier grupo de comidas o dosis de irradiacion no puedan ser.” (Neither can specific effects be related to any given food, group or level of radiation dose.” i.e. any ‘effects’ observed most probably represent random variations in the measurements (comment by Dr. Borsa)

20. How about cancer induction?

21. ESTUDIO RALTECH Objectivo: • Determinar la inocuidad y salubridad de carne de pollo esterilizada por irradiación. Característicasdel Estudio/Background: • Comenzó en 1976 y durór 7 años • US ARMY Medical Department / más tarde trasferida al USDA • Costó 8 millones de dólares • 20 investigaciones separados que examinaron los efectos del consumo de carne de pollo esterilizada por irradiación, con rspecto a: • Calidad nutricional • Teratogénesis • Carcinogénesis • Reproducción • Toxicidad genética • Toxicidad general • Especies estudiadas: perros, ratas, ratones, hamsters, conejos, moscas de las frutas.

22. Estudio RALTECH: Sobrevista • Comparación de cinco (5) dietas • N Dieta control (comida para perros o comida para ratas) • FC 35% pollo fresco refrigerado; 65% dieta N (control) • T 35% pollo procesado y cocido; 65% diet N (control) • E 35% pollo irradiado con rayo electonis (~60 kGy); 65% dieta N • G 35% pollo irradiado con rayos gamma (~60 kGy); 65% diet N • Magnitud del esfuerzo • Se emplearon 230.000 pollos enfriados eviscerados/ 300.000 kg de carne de pollo. • Involucró a muchos laboratorios e investigadores cientificas. • Tipos de estudios • Calidad nutricional • Teratogénesis • Carcinogénesis • Reproducción • Toxicidad genética • Toxicidad general • Toxicidad cronica, oncogenicidad, y salud general multi-generacional función reproductiva

23. Toxicidad Genética • Se usaron cuatro (4) pruebas: • Prueba Ames (Salmonella typhimurium) • Mutaciones letales recesivas ligadas/relacionanadas a genes del sexo ( Drosophila melanogaster) • Translocación hereditaria para identificar mutaciones (ratas) • Mutaciones letales dominantes (Dominant lethal mutations (ratas) Conclusión:Las cuatro pruebas confirmaron que no había ninguna actividad mutagénica resultante de la carne de pollo irradiada Favor de notar que las dosis de irradiacion usadas en esas pruebas fueron alrededor de 20 veces más poderosas que las utilizadas para pasteurizar carnes de vaca y de pollo.

24. ESTUDIO RALTECH: Frecuencia de Cancer Pollo Irradiado Rayos Electronis Pollo Cocido Pollo Irradiada (Gamma) Pollo Congelado Control

25. ESTUDIOS RALTECH Resúmen de Resultados (Fuente Dr. Donald Thayer et al, 1987) • Sobre todo los estudios son consistentes en producir resultados negativos en toda variedad de pruebas hechas; • Los resultados han sidos revisados independientemente y confirmados por : • 1. División de patología (Division of Pathology), Centro FDA para la Seguridad Alimentaria y Nutricion Aplicada 2. Programa Nacional de Toxicología (National Toxicology Program,) Technical Reports Review Subcommittee CONCLUSION:Los Estudios RALTECH confirman la inocuidad y salubridad (safety and wholesomeness) de pollo esterilizado por irradiacion hasta dosis de 68 kGy

26. Peligro Escondido Daño Escondido Como la FDA (Administración de Drogas y Alimentos (US Food & Drug Administration)esta ignorando los daños potenciales de quimicas unicas en comida irradiada

27. Research on genotoxicity of 2-dodecylcyclobutanone (2-DCB) at USDA’s Eastern Regional Research Center 2003 Update Christopher H. Sommers, Ph.D. Lead Scientist - Food Irradiation USDA, ARS, NAA, ERRC, FSIT 600 East Mermaid Lane, Wyndmoor, PA 19038

28. Genotoxicity of 2-dodecylcyclobutanone (2-DCB) • Public Citizen, an anti-technology group cites recent European research to make claims that are not scientifically supported. • In the study, rats were fed extremely high levels of chemicals that are found in trace amounts in irradiated foods. • Public Citizen misrepresents the findings and attempts to use the research to indict the safety of irradiated food, despite the explicit warning of the study's authors not to do so.

29. The European study's author, Dr. Henry Delincee of the Federal Research Center for Nutrition in Karlsruhe, Germany, says: • "Public Citizen uses my research as evidence in their allegations against food irradiation. • However, this obvious case of producing distrust among consumers regarding irradiated food in school lunches puzzles me. • The statements of Public Citizen are excessively alarmist. This case is founded on mere allegations and not on scientific arguments."

30. La Salubridad Toxicológica de comida irradiada • No se encuentra evidencia de actividad mutagénica en: • Prueba de mutagenicidad (Salmonella) • Prueba Reversion Trp (E. coli ) • Ensayo 5-Fluorouracil forward mutation frequency . • No hay evidencia de fractura de hebra DNA (strand break) recombination provocada en el ensayo DEL levadura (yeast). • No hay inducción de daño al DNA o tension (stress) oxidativo inducible genes en el ensayo Pro-Tox. Christopher H. Sommers, Ph.D. Lead Scientist-Food Irradiation Eastern Regional Research Center U. S. Dept. of Agriculture-Agricultural Research Service

31. O Genotoxicity of 2-dodecylcyclobutanone (2-DCB) CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C OH CH2 H3C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 • Produced by irradiation of fat containing foods.1 • 0.1 – 0.2 mg/g of fat in meats. • Produced equivocal results for genotoxicity in the Comet Assay.2, 3 Palmitic Acid CH2 CH2 2-DCB CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 • LeTellier and Nawar. (1972) Lipids. 1: 75-76. • 2. Delincee and Pool-Zobel. (1998) Radiat. Phys. Chem. 52: 39-42. • 3. Delincee et al. (1999) Lebensmittelbestralung 5. Deustche Tagung, Kahlruhe, Behichte der Bundesforcheshungsanstalt • fur Ernarung. BFE-R—99-01. 11- 12 Nov. 1999, pp 262 – 269. C O H3C CH2 CH CH2 CH2 CH2 CH2

32. Genotoxicity Testing of 2-DCB • 2-DCB was tested in three separate genotoxicity assays • a. E. coli Trp. Reverse Mutation Test • b. Salmonella Mutagenicity Test • c. The Yeast DEL Assay

33. E. coli Trp Reverse Mutation Assay • Developed in 1976 by Green and Muriel and is accepted by • International Regulatory Agencies. • Measures reversion of E. coliTrpE65 mutation from auxotrophy to • prototrophy. • Strains WP2 [pKM101] and WP2 uvrA [pkM101] were used. • Tested with and without exogenous metabolic activation. • (5% S9 Fraction) in the MiniscreenTM Assay. • 2-DCB did not induce mutations in the assay (1.0 mg/well).

34. 0.0 mg 2-DCB 0.05 mg 2-DCB 0.1 mg 2-DCB 0.5 mg 2-DCB 1.0 mg 2-DCB 130 mg MMS 2-DCB tested in E.coli WP2 uvrA [pKM101]

35. Salmonella Mutagenicity Test • Developed in 1975 by Bruce Ames and is accepted by • International Regulatory Agencies. • Measures reversion of mutations in Salmonella from auxotrophy to • prototrophy. • Strains TA100 & TA1535 (Detects Point Mutations) • TA98 & TA1537 (Detects Frameshift Mutations) • Tested with and without exogenous metabolic activation. • (5% S9 Fraction) in the MiniscreenTM Assay. • 2-DCB did not induce mutations in the assay (1 mg/well). • Manuscript in review , J. Ag. Food Chem.

36. 2-DCB Tested in the Yeast DEL Assay • Developed by Robert Schiestl (1988).1 • Converted to Industrial Use (1995).2 • Used by pharmaceutical companies as a • screening assay for detection of carcinogens.3 • DNA strand breaks induce recombination 1,2. • Does not produce false positives due to non- • genotoxic cell death.2 • 2-DCB did not induce recombination in this • assay up to 2.5 mg/ml (12.5 mg/ 5 ml). • Schiestl et al. (1988) Carcinogenesis 10: 1445 – 1455. • Sommers et al. (1995) In Vitro Toxicol. 8: 37 – 47. • Pharmalicensing 11 December, 2001.

37. USDA 2-DCB Conclusions • 2-DCB did not induce mutations or genomic rearrangements in three separate genotoxicity assays. • Irradiated foods, which contained 2-DCB, did not • cause tumors (cancer) in rats, mice, dogs, and rabbits in • multigenerational feeding studies.1 • Hundreds of toxicology studies, over a 45 year period, and review of those studies by international regulatory agencies, affirm that irradiated foods do not cause cancer.2 • Thayer et al. (1987) J. Food Prot. 50, 278-288. • WHO (1994) Safety and nutritional adequacy of irradiated food. • Christopher Sommers, Ph.D. International Meeting on Radiation Processing, Sept. 2003

38. Buen Provecho La dosis de irradiacion usada en la prueba en Alemania fue a un nivel que corresponde a un equivalente de una persona consumiendo 800 pollos enteros (en una cena) que fueron irradiadas a 60 kGy (30 veces mas que el normal).

39. Irradiated Meat: To Your Health E. coli outbreaks kill. Irradiated meat doesn't. So belly up to the burger bar at stores that sell it. Editorial Opinion (December 4, 2002) The risks of irradiation are only "unknown" because, after years of study, scientists haven't found any. Weigh that against the known risks of contracting bacterial illnesses.

40. Conclusiones • Irradiacion de alimentos …. …..es efectivo y eficaz …..ha sido seguro y inocoso …..Ya esta tomando su puesto como una herramienta de reducir enfermedades causadas por comidas.