Antiproliferative, genotoxic and mutagenic potential of synthetic chocolate food flavoring / Potencial antiproliferativo, genotóxico e mutagênico do aroma de chocolate sintético para alimentos

Flavoring additives are of great technological importance for the food industry. However, there is little information regarding the toxicological properties of these micro-ingredients, especially at the cellular level. The present study used meristematic root cells of Allium cepa L. to evaluate the toxicity of a liquid, aroma and flavor synthetic chocolate additive, manufactured and widely marketed throughout Brazil and exported to other countries in South America. The flavoring concentrations evaluated were 100.00; 50.00; 25.00; 1.00; 0.50 and 0.25 µL/L, where the highest concentration established was one-hundred times lower than that commercially suggested for use. The concentration 100 µL/L substantially reduced cell division of meristems within 24- and 48-hours exposure. Concentrations from 100.00 to 0.50 µL/L resulted in a significant number of prophases to the detriment of the other phases of cell division, indicating an aneugenic activity, and induced a significant number of cellular changes, with emphasis on micronuclei, nuclear buds and chromosomal breaks. Under the established analysis conditions, with the exception of concentration 0.25 µL/L, the flavoring of chocolate caused cytotoxicity, genotoxicity and mutagenicity to root meristems.

Os aditivos aromatizantes têm grande importância tecnológica para a indústria de alimentos. Contudo, poucas são as informações quanto as propriedades toxicológicas desses microingredientes, especialmente, em nível celular. No presente estudo avaliou-se, sobre as células meristemáticas de raízes de Allium cepa L., a toxicidade de um aditivo sintético líquido de aroma e sabor de chocolate, fabricado e amplamente comercializado em todo Brasil, e exportado para outros países da América do Sul. As concentrações de aromatizante avaliadas foram 100,00; 50,00; 25,00; 1,00; 0,50 e 0,25 µL/L, onde a maior concentração estabelecida foi cem vezes menor que a sugerida comercialmente para uso. Com base na interpretação dos resultados, a concentração 100 µL/L reduziu substancialmente a divisão celular dos meristemas nas 24 e 48 horas de exposição. As concentrações 100,00 a 0,50 µL/L demonstraram número significativo de prófases em detrimento as outras fases da divisão celular, indicando ação aneugênica, e induziram número significativo de alterações celulares, com ênfase a micronúcleos, broto nucleares e quebras cromossômicas. Nas condições de análises estabelecidas, com exceção a concentração 0,25 µL/L, o aromatizante de chocolate causou citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade aos meristemas radiculares.

Antiproliferative, genotoxic and mutagenic potential of synthetic chocolate food flavoring

Abstract Flavoring additives are of great technological importance for the food industry. However, there is little information regarding the toxicological properties of these micro-ingredients, especially at the cellular level. The present study used meristematic root cells of Allium cepa L. to evaluate the toxicity of a liquid, aroma and flavor synthetic chocolate additive, manufactured and widely marketed throughout Brazil and exported to other countries in South America. The flavoring concentrations evaluated were 100.00; 50.00; 25.00; 1.00; 0.50 and 0.25 µL/L, where the highest concentration established was one-hundred times lower than that commercially suggested for use. The concentration 100 µL/L substantially reduced cell division of meristems within 24- and 48-hours exposure. Concentrations from 100.00 to 0.50 µL/L resulted in a significant number of prophases to the detriment of the other phases of cell division, indicating an aneugenic activity, and induced a significant number of cellular changes, with emphasis on micronuclei, nuclear buds and chromosomal breaks. Under the established analysis conditions, with the exception of concentration 0.25 µL/L, the flavoring of chocolate caused cytotoxicity, genotoxicity and mutagenicity to root meristems.

Resumo Os aditivos aromatizantes têm grande importância tecnológica para a indústria de alimentos. Contudo, poucas são as informações quanto as propriedades toxicológicas desses microingredientes, especialmente, em nível celular. No presente estudo avaliou-se, sobre as células meristemáticas de raízes de Allium cepa L., a toxicidade de um aditivo sintético líquido de aroma e sabor de chocolate, fabricado e amplamente comercializado em todo Brasil, e exportado para outros países da América do Sul. As concentrações de aromatizante avaliadas foram 100,00; 50,00; 25,00; 1,00; 0,50 e 0,25 µL/L, onde a maior concentração estabelecida foi cem vezes menor que a sugerida comercialmente para uso. Com base na interpretação dos resultados, a concentração 100 µL/L reduziu substancialmente a divisão celular dos meristemas nas 24 e 48 horas de exposição. As concentrações 100,00 a 0,50 µL/L demonstraram número significativo de prófases em detrimento as outras fases da divisão celular, indicando ação aneugênica, e induziram número significativo de alterações celulares, com ênfase a micronúcleos, broto nucleares e quebras cromossômicas. Nas condições de análises estabelecidas, com exceção a concentração 0,25 µL/L, o aromatizante de chocolate causou citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade aos meristemas radiculares.

Antiproliferative, genotoxic and mutagenic potential of synthetic chocolate food flavoring / Potencial antiproliferativo, genotóxico e mutagênico do aroma de chocolate sintético para alimentos

Flavoring additives are of great technological importance for the food industry. However, there is little information regarding the toxicological properties of these micro-ingredients, especially at the cellular level. The present study used meristematic root cells of Allium cepa L. to evaluate the toxicity of a liquid, aroma and flavor synthetic chocolate additive, manufactured and widely marketed throughout Brazil and exported to other countries in South America. The flavoring concentrations evaluated were 100.00; 50.00; 25.00; 1.00; 0.50 and 0.25 µL/L, where the highest concentration established was one-hundred times lower than that commercially suggested for use. The concentration 100 µL/L substantially reduced cell division of meristems within 24- and 48-hours exposure. Concentrations from 100.00 to 0.50 µL/L resulted in a significant number of prophases to the detriment of the other phases of cell division, indicating an aneugenic activity, and induced a significant number of cellular changes, with emphasis on micronuclei, nuclear buds and chromosomal breaks. Under the established analysis conditions, with the exception of concentration 0.25 µL/L, the flavoring of chocolate caused cytotoxicity, genotoxicity and mutagenicity to root meristems.

Os aditivos aromatizantes têm grande importância tecnológica para a indústria de alimentos. Contudo, poucas são as informações quanto as propriedades toxicológicas desses microingredientes, especialmente, em nível celular. No presente estudo avaliou-se, sobre as células meristemáticas de raízes de Allium cepa L., a toxicidade de um aditivo sintético líquido de aroma e sabor de chocolate, fabricado e amplamente comercializado em todo Brasil, e exportado para outros países da América do Sul. As concentrações de aromatizante avaliadas foram 100,00; 50,00; 25,00; 1,00; 0,50 e 0,25 µL/L, onde a maior concentração estabelecida foi cem vezes menor que a sugerida comercialmente para uso. Com base na interpretação dos resultados, a concentração 100 µL/L reduziu substancialmente a divisão celular dos meristemas nas 24 e 48 horas de exposição. As concentrações 100,00 a 0,50 µL/L demonstraram número significativo de prófases em detrimento as outras fases da divisão celular, indicando ação aneugênica, e induziram número significativo de alterações celulares, com ênfase a micronúcleos, broto nucleares e quebras cromossômicas. Nas condições de análises estabelecidas, com exceção a concentração 0,25 µL/L, o aromatizante de chocolate causou citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade aos meristemas radiculares.

Toxic, cytotoxic and genotoxic potential of synthetics food flavorings / Potencial tóxico, citotóxico y genotóxico de saborizantes sintéticos de alimentos

Food flavorings in general are few studied for the toxicological aspect. This condition justifies toxicity, cytotoxicity and genotoxicity assessments of the substances. In the present study, the toxicity of banana, cherry and hazelnut flavorings was evaluated in meristematic cells of roots of Allium cepa, in pure form (as marketed) and in the concentrations of 12.5; 25 and 50%, after 24 and 48 hours of exposure. Toxic potential of these food additives was also evaluated against Artemia salina nauplii at concentrations of 0.78; 1.56; 3.12; 6.25; 12.5; 25 and 50%, after 24 hours of exposure. The three additives, in all treatments and times of analysis considered, caused significant inhibition of cell division in A. cepa, however did not cause cellular alterations to the evaluated meristems. These food flavorings also caused significant mortality to micro crustaceans with LC50<100 μg/mL. From this, under the conditions of mentioned analyzes, cherry, banana and hazelnut flavorings induced significant toxicity and cytotoxicity to the bioassays used.

En general, los aspectos toxicológicos de los saborizantes de los alimentos son poco estudiados. Esta condición justifica las evaluaciones de toxicidad, citotoxicidad y genotoxicidad de estas sustancias. En el presente estudio, se evaluó la toxicidad de los aromas de plátano, cereza y avellana en células meristemáticas de raíces de Allium cepa, en forma pura (según comercializa) y en concentraciones de 12.5; 25 y 50%, después de 24 y 48 horas de exposición. El potencial tóxico de estos aditivos alimentarios también se evaluó frente a nauplios de Artemia salina a concentraciones de 0,78; 1,56; 3.12; 6.25; 12.5; 25 y 50%, después de 24 horas de exposición. Los tres aditivos, en todos los tratamientos y tiempos de análisis considerados, causaron inhibición significativa de la división celular en A. cepa, sin embargo, no causaron alteraciones celulares a los meristemos evaluados. Estos saborizantes alimentarios también causaron una mortalidad significativa a microcrustáceos con LC50 <100 μg/ mL. A partir de esto, bajo las condiciones de los análisis descriptos, los aromatizantes de cereza, plátano y avellana indujeron toxicidad significativa y citotoxicidad para los bioensayos utilizados.

Toxicity of synthetic flavorings, nature identical and artificial, to hematopoietic tissue cells of rodents / Toxicidade de aromatizantes alimentares sintéticos idênticos aos naturais e artificiais a células de tecido hematopoiético de roedores

Abstract The goal of this study was to analyze cytotoxicity, genotoxicity and mutagenicity to bone marrow cells of mice of nature identical synthetic flavorings, passion fruit and strawberry, and artificial synthetic flavorings, vanilla, chocolate, tutti-frutti and cookie, at doses 0.5; 1.0; 2.0; 5.0 and 10.0 mL/kg. The additives were given to the animals by gavage in a single daily application for seven days. Data were subjected to analysis of variance (ANOVA) followed by post Tukey's post hoc test, p <0.05. Animals treated with 2.0; 5.0 and 10.0 mL/Kg of flavorings chocolate, strawberry and cookie, and 5.0 and 10.0 mL/Kg of flavorings vanilla and passion fruit died on the fifth and sixth day of the experiment, respectively. The doses 0.5 and 1.0 mL/Kg of the six additives significantly reduced erythropoiesis in the examined tissue. Also, treatments 0.5 and 1.0 mL/Kg of chocolate, and 1.0 mL/Kg of strawberry and biscuit induced the formation of micronuclei in the bone marrow erythrocytes, at a significant frequency. Therefore, under the study conditions, the six microingredients analyzed were cytotoxic and genotoxic, and additives strawberry, chocolate and cookie were also mutagenic in at least one of the evaluated doses.

Resumo Os aromatizantes são essenciais para a indústria na confecção de alimentos industrializados. Porém, pouco se sabe sobre o potencial tóxico desses microingredientes alimentares. Dessa forma, objetivou-se neste trabalho analisar, em células de medula óssea de camundongos, a citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade de aromatizantes alimentares sintéticos idênticos ao natural, de maracujá e morango, e artificiais, de baunilha, chocolate, tutti-frutti e biscoito, nas doses 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 e 10,0 mL/Kg. Os aditivos foram administrados aos animais via gavagem em aplicação diária única durante sete dias. Os dados obtidos foram submetidos ao procedimento estatístico ANOVA com pós teste de Tukey, com p < 0.05. Os animais tratados com 2,0; 5,0 e 10,0 mL/Kg dos aromatizantes de chocolate, morango e biscoito, e 5,0 e 10,0 mL/Kg dos aromatizantes de baunilha e maracujá vieram a óbito no quinto e sexto dia de experimento, respectivamente. As doses 0,5 e 1,0 mL/Kg dos seis aditivos reduziram significativamente a eritropoiese do tecido analisado. Ainda, os tratamentos 0,5 e 1,0 mL/kg de chocolate, e 1,0 mL/Kg de morango e biscoito induziram a formação de micronúcleos aos eritrócitos de medula em frequência significante. Portanto, nas condições de estudo estabelecidas, os seis microingredientes analisados foram citotóxico e genotóxicos, e os aditivos de morango, chocolate e biscoito também foram mutagênicos em pelo menos uma das doses avaliadas.

Toxicity of synthetic flavorings, nature identical and artificial, to hematopoietic tissue cells of rodents

Abstract The goal of this study was to analyze cytotoxicity, genotoxicity and mutagenicity to bone marrow cells of mice of nature identical synthetic flavorings, passion fruit and strawberry, and artificial synthetic flavorings, vanilla, chocolate, tutti-frutti and cookie, at doses 0.5; 1.0; 2.0; 5.0 and 10.0 mL/kg. The additives were given to the animals by gavage in a single daily application for seven days. Data were subjected to analysis of variance (ANOVA) followed by post Tukeys post hoc test, p 0.05. Animals treated with 2.0; 5.0 and 10.0 mL/Kg of flavorings chocolate, strawberry and cookie, and 5.0 and 10.0 mL/Kg of flavorings vanilla and passion fruit died on the fifth and sixth day of the experiment, respectively. The doses 0.5 and 1.0 mL/Kg of the six additives significantly reduced erythropoiesis in the examined tissue. Also, treatments 0.5 and 1.0 mL/Kg of chocolate, and 1.0 mL/Kg of strawberry and biscuit induced the formation of micronuclei in the bone marrow erythrocytes, at a significant frequency. Therefore, under the study conditions, the six microingredients analyzed were cytotoxic and genotoxic, and additives strawberry, chocolate and cookie were also mutagenic in at least one of the evaluated doses.

Resumo Os aromatizantes são essenciais para a indústria na confecção de alimentos industrializados. Porém, pouco se sabe sobre o potencial tóxico desses microingredientes alimentares. Dessa forma, objetivou-se neste trabalho analisar, em células de medula óssea de camundongos, a citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade de aromatizantes alimentares sintéticos idênticos ao natural, de maracujá e morango, e artificiais, de baunilha, chocolate, tutti-frutti e biscoito, nas doses 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 e 10,0 mL/Kg. Os aditivos foram administrados aos animais via gavagem em aplicação diária única durante sete dias. Os dados obtidos foram submetidos ao procedimento estatístico ANOVA com pós teste de Tukey, com p 0.05. Os animais tratados com 2,0; 5,0 e 10,0 mL/Kg dos aromatizantes de chocolate, morango e biscoito, e 5,0 e 10,0 mL/Kg dos aromatizantes de baunilha e maracujá vieram a óbito no quinto e sexto dia de experimento, respectivamente. As doses 0,5 e 1,0 mL/Kg dos seis aditivos reduziram significativamente a eritropoiese do tecido analisado. Ainda, os tratamentos 0,5 e 1,0 mL/kg de chocolate, e 1,0 mL/Kg de morango e biscoito induziram a formação de micronúcleos aos eritrócitos de medula em frequência significante. Portanto, nas condições de estudo estabelecidas, os seis microingredientes analisados foram citotóxico e genotóxicos, e os aditivos de morango, chocolate e biscoito também foram mutagênicos em pelo menos uma das doses avaliadas.

Toxicity in food flavorings at the cellular level associated with each other at different doses / Toxicidade em nível celular de aromatizantes alimentares associados entre si em diferentes doses

This study aimed to examine the cytotoxicity and genotoxicity of synthetic flavorings, nature identical, Chocolate, Strawberry and Condensed Milk. This evaluation was performed in root meristem cells of Allium cepa L., in exposure times of 24 and 48 hours and using doses of 0.2; 0.4 and 0.6 mL, in combination, in which one of the three doses of a flavoring was combined with a different dose of one of the two other flavor additives studied. Roots were fixed in Carnoy's solution, hydrolyzed in hydrochloric acid, stained with acetic orcein and then analyzed, under light microscopy, 5,000 cells for each treatment. For data analysis, it was used Chi-square test at 5%. All the treatments with combinations between the flavorings Chocolate/Strawberry and Strawberry/Condensed Milk reduced, in both exposure times considered, cell division of A. cepa roots, proving to be cytotoxic. In turn, the treatments with the association of Chocolate/Condensed Milk did not change significantly the mitotic index of the cells analyzed. The Strawberry flavoring was the most cytotoxic among the additives tested. None of the evaluated associations was genotoxic under the study conditions.

Objetivou-se nesta pesquisa avaliar a citoxicidade e genotoxicidade de aromatizantes alimentares sintéticos de chocolate, morango e leite condensado. Esta avaliação ocorreu por meio das células meristemáticas de raízes de A. cepa L., nos tempos de exposição de 24 e 48h e nas doses de 0,2; 0,4 e 0,6 mL, em associação, em que para uma das três doses de um dos aromatizantes associou-se uma dose diferente de um dos outros dois aditivos de aroma em estudo. Em seguida, as raízes foram fixadas em solução de Carnoy, hidrolisadas em ácido clorídrico e coradas com orceína acética. Analisaram-se, em microscópio óptico, 5.000 células para cada grupo tratamento, e utilizou-se o teste estatístico Qui-quadrado a 5% para análise dos dados. A partir dos resultados, verificou-se que todos os tratamentos decorrentes das associações entre chocolate/morango e morango/leite condensado reduziram, nos dois tempos de exposição considerados, a divisão celular das raízes A. cepa, mostrando-se citotóxicos. Já os tratamentos provenientes da associação chocolate/leite condensado não alteraram de forma significativa os índices mitóticos das células do tecido em análise. Foi possível inferir que o aditivo de morango foi o mais citotóxico dos aditivos em estudo. Nenhuma das associações avaliadas foi genotóxica nestas condições de estudo.

Toxicity in food flavorings at the cellular level associated with each other at different doses / Toxicidade em nível celular de aromatizantes alimentares associados entre si em diferentes doses

This study aimed to examine the cytotoxicity and genotoxicity of synthetic flavorings, nature identical, Chocolate, Strawberry and Condensed Milk. This evaluation was performed in root meristem cells of Allium cepa L., in exposure times of 24 and 48 hours and using doses of 0.2; 0.4 and 0.6 mL, in combination, in which one of the three doses of a flavoring was combined with a different dose of one of the two other flavor additives studied. Roots were fixed in Carnoys solution, hydrolyzed in hydrochloric acid, stained with acetic orcein and then analyzed, under light microscopy, 5,000 cells for each treatment. For data analysis, it was used Chi-square test at 5%. All the treatments with combinations between the flavorings Chocolate/Strawberry and Strawberry/Condensed Milk reduced, in both exposure times considered, cell division of A. cepa roots, proving to be cytotoxic. In turn, the treatments with the association of Chocolate/Condensed Milk did not change significantly the mitotic index of the cells analyzed. The Strawberry flavoring was the most cytotoxic among the additives tested. None of the evaluated associations was genotoxic under the study conditions.

Objetivou-se nesta pesquisa avaliar a citoxicidade e genotoxicidade de aromatizantes alimentares sintéticos de chocolate, morango e leite condensado. Esta avaliação ocorreu por meio das células meristemáticas de raízes de A. cepa L., nos tempos de exposição de 24 e 48h e nas doses de 0,2; 0,4 e 0,6 mL, em associação, em que para uma das três doses de um dos aromatizantes associou-se uma dose diferente de um dos outros dois aditivos de aroma em estudo. Em seguida, as raízes foram fixadas em solução de Carnoy, hidrolisadas em ácido clorídrico e coradas com orceína acética. Analisaram-se, em microscópio óptico, 5.000 células para cada grupo tratamento, e utilizou-se o teste estatístico Qui-quadrado a 5% para análise dos dados. A partir dos resultados, verificou-se que todos os tratamentos decorrentes das associações entre chocolate/morango e morango/leite condensado reduziram, nos dois tempos de exposição considerados, a divisão celular das raízes A. cepa, mostrando-se citotóxicos. Já os tratamentos provenientes da associação chocolate/leite condensado não alteraram de forma significativa os índices mitóticos das células do tecido em análise. Foi possível inferir que o aditivo de morango foi o mais citotóxico dos aditivos em estudo. Nenhuma das associações avaliadas foi genotóxica nestas condições de estudo.