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.

Cytotoxic and genotoxic potential of Ginkgo biloba L, in industrialized and without-additive forms / Potencial citotóxico e genotóxico de Ginkgo biloba L, nas formas industrializada e não aditivada

The toxic potential at the cellular level of industrialized Ginkgo biloba L. leaves was evaluated in meristematic cells of Allium cepa at concentrations of 0.1; 0.2 and 0.4 mg/ml. The industrialized products, from four pharmaceutical laboratories, were identified as A, B, C and D. Cell-level toxicity of dehydrated ginkgo leaf tea was also evaluated at concentrations of 0.15; 0.30 and 0.60 mg/ml. Dehydrated products were purchased from herbalists certified by ANVISA. The roots were exposed to teas and processed products for 24 and 48 hours. The results were submitted to the Chi-square test at 5%. However, industrialized ginkgo products at all concentrations caused antiproliferative effect. Also, the products purchased in pharmacies did not induce significant changes to root meristems. Therefore, industrialized ginkgo promoted cytotoxicity, however, they were not genotoxic to the bioassay used.

Avaliou-se, em células meristemáticas de raízes de Allium cepa, o potencial tóxico em nível celular de folhas de Ginkgo biloba L. industrializadas, nas concentrações 0,1; 0,2 e 0,4 mg/mL. Os produtos industrializados, oriundos de quatro laboratórios farmacêuticos, foram identificados como A, B, C e D. Também avaliou-se a toxicidade em nível celular de chás de folhas de ginkgo desidratadas, nas concentrações 0,15; 0,30 e 0,60 mg/mL. Os produtos desidratados foram adquiridos em ervanários certificados pela ANVISA. As raízes ficaram expostas aos chás e produtos industrializados por 24 e 48 horas. Os resultados obtidos foram submetidos ao teste Qui-quadrado, a 5%. No entanto, os produtos de ginkgo industrializados, em todas as concentrações, causaram efeito antiproliferativo. Ainda, os produto adquiridos em farmácias não induziram alterações em número significativo aos meristemas de raízes. Portanto, os ginkgos industrializados promoveram citotoxicidade, porém, não foram genotóxicos frente ao bioensaio utilizado.

Antiproliferative and genotoxic effects of nature identical and artificial synthetic food additives of aroma and flavor / Efeito antiproliferativo e genotóxico de aditivos alimentares de aroma e sabor sintéticos, dos tipos idêntico ao natural e artificial

Abstract This study aimed to analyze the antiproliferative and genotoxic potential of synthetic food flavorings, nature identical passion fruit and artificial vanilla. This assessment used 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. Roots were fixed in Carnoy’s solution, hydrolyzed in hydrochloric acid, stained with acetic orcein and analyzed with optical microscope at 400× magnification, 5,000 cells for each treatment. For data analysis, it was used Chi-square test at 5%. Doses of 0.2 mL at ET 48 h; 0.4 and 0.6 mL at ET 24 and 48 h of passion fruit flavor, and the three doses of the vanilla flavor at ET 24 and 48 h significantly reduced the cell division rate in the meristems of roots, proving to be cytotoxic. Doses of 0.2; 0.4 and 0.6 mL of the passion fruit additive, and the three doses of vanilla tested, in the two exposure times, induced mitotic spindle changes and micronuclei formation in the cells of the test organism used, proving to be genotoxic. Therefore, under the studied conditions, flavoring solutions of vanilla and passion fruit, marketed nationally and internationally, significantly altered the functioning of the cell cycle in root meristem cells of A. cepa.

Resumo Neste trabalho teve-se por objetivo analisar o potencial antiproliferativo e genotóxico de aromatizantes alimentares sintéticos, idêntico ao natural de Maracujá, e artificial de Baunilha. Esta avaliação foi realizada por meio das células meristemáticas de raízes de Allium cepa L., nos tempos de exposição de 24 e 48 horas e nas doses de 0,2; 0,4 e 0,6 ml. As raízes foram fixadas em solução de Carnoy, hidrolisadas em ácido clorídrico e coradas com orceína acética. Analisou-se, em microscópio óptico em aumento de 400×, 5.000 células por grupo tratamento, e utilizou-se o teste estatístico Qui-quadrado a 5% para análise dos dados. Verificou-se que as doses de 0,2 ml, no TE 48 h; 0,4 e 0,6 ml, nos TE 24 e 48 h, do aromatizante de Maracujá, e as três doses analisadas, nos TE 24 e 48 h, do aditivo de Baunilha reduziram significativamente o índice de divisão celular dos meristemas de raízes, mostrando-se citotóxicas. As doses 0,2; 0,4 e 0,6 ml do aditivo de Maracujá, e a de 0,6 ml do aromatizante de Baunilha, nos dois tempos de exposição considerados, induziram alterações de fuso mitótico e micronúcleos as células do organismo de prova utilizado, mostrando-se genotóxicas. Portanto, nas condições analisadas, as soluções aromatizantes de Baunilha e Maracujá, comercializadas nacional e internacionalmente, alteraram significativamente o funcionamento do ciclo celular das células meristemáticas de raízes de A. cepa.

Alterações celulares induzidas pelo estresse térmico em embriões bovinos / Cellular alterations induced by heat stress in bovine embryos

Condições ambientais adversas, tais como altas temperaturas e umidade relativa, causam aumento da temperatura cor- poral interna (hipertermia) de vacas lactantes, que resultam em estresse térmico e diminuição dos índices de gestação. A susceptibilidade embrionária à temperatura elevada já foi bem caracterizada tanto em experimentos in vivo quanto in vitro. A exposição de embriões bovinos em estágios de zigoto e duas células à temperatura elevada diminui o desenvol- vimento embrionário até o estágio de blastocisto. No entanto, o embrião torna-se mais resistente aos efeitos deletérios da temperatura elevada à medida que progride no desenvolvimento. A redução na competência de desenvolvimento embrionária causada pelo estresse térmico deve-se, em parte, às inúmeras alterações citoplasmáticas e nucleares in- duzidas pela temperatura elevada. No citoplasma embrionário, o choque térmico aumenta o número de mitocôndrias edemaciadas, desorganiza os microtúbulos e os filamentos de actina. No compartimento nuclear, a temperatura elevada induz a fragmentação de DNA característica de apoptose. Essa forma de morte celular é um fenômeno regulado ao lon- go do desenvolvimento embrionário pré-implantacional, visto que altas temperaturas não ativam a cascata de apoptose em embriões de duas ou quatro células. A apoptose embrionária induzida pelo choque térmico em embriões > 16 célu- las pode ser considerada um mecanismo de controle de qualidade para remoção dos blastômeros danificados, já que o bloqueio da apoptose nestes embriões aumenta ainda mais a susceptibilidade ao choque térmico. Além disso, o estresse térmico também pode afetar o estado redox do embrião, levando a um consequente estresse oxidativo.

Adverse environmental conditions such as high temperature and humidity increase internal body temperature (hyperthermia) of lactating dairy cows resulting in heat stress and decreased pregnancy rates. Embryonic suscepti-bility to elevated temperature has been well characterized both in vivo and in vitro. Exposure of zygote and two cells stage bovine embryos to elevated temperature decreases embryonic development to the blastocyst stage. However, the bovine embryo becomes more resistant to the deleterious effects of heat stress as it proceeds in its development. The heat-induced reduction in embryonic developmental competence is due, at least in part, to the numerous cytoplasmic and nuclear changes induced by high temperature. In the embryo cytoplasm heat shock increases the number of swollen mitochondria, disrupts microtubules and microfilaments. In the nuclear compartment, elevate temperature induces DNA fragmentation characteristic of apoptosis. This form of cell death is a phenomenon regulated throughout the preimplantation embryonic development, since high temperatures do not trigger apoptosis in embryos of two or four cells. Heat-induced apoptosis in embryos > 16 cells can be seen as a quality control mechanism for removing damaged blastomeres, since block apoptosis in these embryos increase its susceptibility to heat shock. Furthermore, heat stress can also affect the redox status of the embryo inducing a consequent oxidative stress.