NAGIOS: RODERIC FUNCIONANDO

Exposure assessment of mycotoxins in food and biological samples through high resolution mass spectrometry-based strategies

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Exposure assessment of mycotoxins in food and biological samples through high resolution mass spectrometry-based strategies

dc.contributor.advisor	Mañes Vinuesa, Jordi
dc.contributor.advisor	Ritieni, Alberto
dc.contributor.author	Narváez Simón, Alfonso
dc.contributor.other	Departament de Medicina Preventiva i Salut Pública, Ciències de l'Alimentació, Toxicologia i Medicina Legal	es_ES
dc.date.accessioned	2022-05-27T06:37:14Z
dc.date.available	2022-05-28T04:45:06Z
dc.date.issued	2022	es_ES
dc.date.submitted	19-05-2022	es_ES
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/10550/82989
dc.description.abstract	Mycotoxins are toxic secondary metabolites produced by several fungi genera that are frequently found in food products. If ingested, mycotoxins can display a broad range of adverse effect. In order to reduce the health impact due to the dietary intake of mycotoxins, the Commission Regulation No 1881/2006, released by the European Commission, sets maximum limits (MLs) for certain mycotoxins in several food products. As a complementary tool, the Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM Panel) have proposed tolerable daily intake values (TDIs) that establish the maximum quantity of a certain mycotoxin that can be daily ingested over a lifetime without an appreciable health risk. Traditionally, the exposure to mycotoxins have been estimated through the combination of consumption surveys and contamination data after analyzing food matrices, but current approaches are evolving towards more accurate and individualized strategies. Human biomonitoring represents an alternative tool that can provide reliable results through the direct measurement of mycotoxins and/or their metabolites in biological samples. Therefore, the present doctoral thesis focused on the development of analytical methodologies based on liquid chromatography coupled to either quadrupole-time of flight or quadrupole-Orbitrap high resolution mass spectrometry for the simultaneous determination of multiple mycotoxins in food and biological matrices for later exposure assessment. Out of the 85 food samples analyzed, 60 tested positive for at least one mycotoxin (70%) but at low concentration levels (< 50 ppb). Co-occurrence of mycotoxins was detected in 42 food samples, meaning the 70% of the total positive samples. The most common co-occurrence events included zearalenone alongside its derived forms and combinations of enniatins. Exposure assessment based on consumption and contamination data highlighted that daily intake of alternariol, alternariol monomethyl ether and zearalenone and its derived forms might not represent a health concern by themselves, but their contribution to the total exposure should be taken into consideration specially with susceptible cohorts like children. Human biomonitoring consisted in the analysis of two different matrices: urine and hair as a novel matrix. Analysis of human urine revealed the presence of either citrinin or its metabolite dihydrocitrinone in 142 out of 300 samples (47%), whereas T-2 and HT-2 were detected in 63 (21%) and 90 (30%) samples, respectively. Exposure assessment based on the measurement of urinary citrinin biomarker revealed an exposure accounting for 8% to 40% of the tolerable daily intake, being children (< 18 years old) the most exposed population group. Although no correlation between the measured levels and the dietary intake can be established for T-2 yet, a high prevalence of the T-2 hydroxylated metabolites, especially 3-hydroxy-T-2 toxin, occurring in 299 out of 300 samples (99.7%) was observed. Regarding hair samples, frequent contamination was observed with 43 out of 100 samples testing positive for at least one mycotoxin, being enniatins and aflatoxin B1 the most prevalent compounds. Concentration values ranged from 2.7 to 106 ng/g and corresponded to a cumulative exposure over five months according to the length of the samples. Retrospective non-targeted screening in hair samples revealed the presence of 128 mycotoxins, including some relevant compounds such as patulin (85%). Therefore, the here-developed and validated methodology resulted to be useful for a broad range of mycotoxins and revealed hair as a potential biological matrix for monitoring their accumulation.	en_US
dc.description.abstract	Las micotoxinas son metabolitos secundarios tóxicos producidos por varios géneros de hongos y que se encuentran frecuentemente en productos alimenticios. La ingestión de micotoxinas puede provocar la aparición de un amplio abanico de efectos perjudiciales para la salud. Con el objetivo de reducir el impacto sanitario debido a la ingesta de productos contaminados por micotoxinas, la Comisión Europea estableció la Regulación No 1881/2006, donde se fijan límites máximos para ciertas micotoxinas en varias tipologías de productos alimenticios. Como herramienta complementaria, el Panel de Contaminantes en la Cadena Alimentaria (CONTAM Panel) han propuesto valores de ingesta diaria tolerable, que establecen la cantidad máxima de una micotoxina que puede ser ingerida diariamente sin que entrañe un riesgo apreciable para la salud. Tradicionalmente, la exposición a micotoxinas se ha estimado a través de la combinación de encuestas de consumo y datos de contaminación tras analizar matrices alimentarias, pero los enfoques actuales están evolucionando hacia estrategias más precisas e individualizadas. La biomonitorización en humanos representa una herramienta alternativa que puede proporcionar resultados fiables a través de la medida directa de una micotoxina y/o sus metabolitos contenidos en una muestra biológica. Así pues, la presente Tesis Doctoral se ha enfocado en el desarrollo y optimización de metodologías analíticas basadas en cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas de alta resolución con analizadores cuadrupolo-tiempo de vuelo y cuadrupolo-Orbitrap para la determinación simultánea de múltiples micotoxinas contenidas en matrices alimentarias y biológicas para, finalmente, realizar una evaluación de la exposición. De las 85 muestras alimentarias analizadas, 60 mostraron contaminación por al menos una micotoxina (70%), aunque a bajos niveles de concentración (< 50 ppb). Además, en 42 muestras (70% del total de muestras positivas) se detectó la presencia simultánea de varias micotoxinas, debido mayoritariamente a la combinación de zearalenona junto a sus formas derivadas o a la combinación de eniatinas. La evaluación de la exposición basada en datos de contaminación y consumo puso de manifiesto que la ingesta de alternariol, alternariol monometil éter y zearalenona junto a sus derivados no suponen un riesgo debido al consumo de las matrices analizadas, pero su contribución a la exposición total debe ser tomada en consideración especialmente en grupos de población susceptibles como niños. La biomonitorización humana consistió en el análisis de dos matrices distintas: orina y pelo, esta última escasamente estudiada. Tras el análisis de orina humana, se detectó la presencia de, por un lado, citrinina o su metabolito dihidrocitrinona en 142 de 300 muestras (42%), mientras que las toxinas T-2 y HT-2 se detectaron en 63 (21%) y 90 (30%) muestras, respectivamente. La evaluación de la exposición a través del biomarcador de citrinina en orina reveló una exposición equivalente al 8-40% del valor de ingesta diario tolerable, siendo niños (< 18 años) el grupo de población más expuesto. Por otro lado, aunque actualmente no es posible realizar una correlación entre los niveles urinarios de T-2 y su ingesta, se detectó un alto número de muestras con metabolitos hidroxilados de T-2, especialmente 3-hidroxi-T-2, que fue identificado en 299 de las 300 muestras analizadas. La contaminación fue frecuente también en pelo, con al menos una micotoxina en 43 de las 100 muestras analizadas y siendo eniatinas y aflatoxina B1 los compuestos mayoritarios. Los valores de concentración oscilaron entre 2.7 y 106 ng/g, que se corresponden con una exposición acumulada durante 5 meses de acuerdo con la longitud de las muestras recogidas. El estudio retrospectivo no dirigido identificó la presencia tentativa de 128 micotoxinas, entre las que se encuentran algunas relevantes como patulina (85%). Así pues, la presente metodología desarrollada y validada en pelo resultó ser útil para un amplio abanico de micotoxinas y refuerza el posible de uso de esta matriz para monitorizar la acumulación de estos contaminantes.	es_ES
dc.format.extent	319 p.	es_ES
dc.language.iso	en	es_ES
dc.subject	mycotoxins	es_ES
dc.subject	high resolution mass spectrometry	es_ES
dc.subject	exposure assessment	es_ES
dc.subject	human biomonitoring	es_ES
dc.title	Exposure assessment of mycotoxins in food and biological samples through high resolution mass spectrometry-based strategies	es_ES
dc.type	doctoral thesis	es_ES
dc.subject.unesco	UNESCO::CIENCIAS MÉDICAS	es_ES
dc.embargo.terms	0 days	es_ES