Belgian population exposed to furan: from analytical developments to risk assessment

anglais. Since the acrylamide incident in 2002, food authorities such as EFSA, FDA, FAO and Belgian FFSA paid more attention to the food borne contaminants such as furan, glycidyl esters or nitrosamines. As a consequence, authorities support scientific initiatives to gather information about these toxicants. The thesis was conducted in this framework and was specifically dedicated to the furan issue. The fundamental concept behind this work on furan was to include analytical developments, to determine its occurrence in Belgian food and to carry out a risk assessment of the Belgian population. The first section was dedicated to the development of a high sensitive analytical method able to report sub-parts-per-billion (ppb) levels in foodstuffs with the aim to limit the number of unreported results below of the limit of quantification (LOQ). A HS-SPME-GC-MS method has been developed and optimized using the experimental design approach. The developed method has been validated to fulfill the requirements of the European Commission decision regarding the validation of analytical method (2002/657/EC). The second section was dedicated to the achievement of a contamination survey of the foodstuffs available on the Belgian market with a restricted number of samples (n=496). A specific sampling plan was designed to cover every food matrices with regard to the more consumed and/or contaminated items. The analytical method developed in the first section was applied and 78% of results were reported above LOQ. We concluded to a ubiquitous contamination of our food chain with specially high levels in coffee, roasted and long-time cooking foodstuffs. The third section was dedicated to the assessment of the risk linked to the furan ingestion by the Belgian population. A methodology involving the estimation of the furan daily intake (by both deterministic and probabilistic approach) and the calculation of the Margin of Exposure (MoE) was applied to 3 sub-populations namely Adults, Children and Toddlers. The adults and children assessments highlighted that almost none have a “High concern risk level” (MoE < 100), that the risk for health tends to be low (median MoE for adults 5486; median MoE for children 5079), and that the risk for children is slightly higher than for adults. For infants, the assessment showed a higher risk (median MoE 817) compared to children and adults. However, this finding has to be tempered by the current limited knowledge of the furan toxicity for toddlers. In addition, the size of the datasets available for this work was low and limited to ready-to-eat baby foods, which are known to be more contaminated than home-made baby food. It gives however the first benchmark for Belgian infants exposed to furan. Thus, developing consumption survey for infants that are harmonized at European level, and basic research on furan toxicity for toddlers are necessary.

français. Depuis 2002 et le scandale médiatique lié à la présence d’acrylamide dans l’alimentation, l’attention des agences sanitaires telles que l’EFSA, la FDA, la FAO et l’AFSCA s’est focalisée sur les contaminants se formant lors de la préparation des denrées alimentaires tels le furane, les esters glycidiques ou les nitrosamines. En conséquence, ces autorités ont encouragé les recherches scientifiques visant à recueillir des informations à propos de ces composés. Cette thèse s’inscrit dans ce mouvement et est dédiée au cas du furane. Le but de cette thèse est de développer une méthode d’analyse capable de déterminer le niveau de contamination des denrées alimentaires présentes sur le marché belge et finalement d’utiliser ces données pour réaliser une évaluation du risque pour la population belge. La première partie est dédiée au développement d’une méthode d’analyse capable de mesurer des niveaux inférieurs à la part par milliard, et ce dans le but de limiter le nombre de résultats inférieurs aux limites de quantification (LOQ). Une méthode par HS-SPME-GC-MS a été développée à cette fin et optimisée, via la théorie des plans d’expérience. Par la suite, cette méthode a été validée en respectant les recommandations de la décision européenne 2002/657/EC concernant la validation des méthodes d’analyse. La seconde partie est dédiée à l’évaluation du niveau de contamination des denrées alimentaires présentes sur le marché belge, avec comme limitation un faible nombre d’échantillons (n=496). Un plan d’échantillonnage couvrant toute la chaine alimentaire et tenant compte des fréquences de consommation et des niveaux de contamination a été construit. La méthode d’analyse développée dans la partie précédente a été utilisée pour mesurer les niveaux et nous avons obtenus 78% de résultats supérieurs à la LOQ. Cet évaluation a aussi montré que presque toute la chaine alimentaire est contaminée, et que les aliments rôtis ou ayant de longs temps de cuissons sont les plus contaminés. La troisième partie est dédiée à l’évaluation du risque lié à l’ingestion du furane par la population belge. Une méthode impliquant l’estimation de la dose ingérée quotidiennement (aussi bien par une approche déterministe que probabiliste) ainsi que le calcul de la Marge d’Exposition (MoE) a été appliqué à 3 sous-populations, soit les adultes, les enfants et les nourrissons. Les évaluations réalisées pour les adultes et les enfants montrent que presque personne ne fait partie du groupe à haut risque (MoE < 100), que le risque pour la santé est faible pour la majorité de la population (médiane de la MoE des adultes : 5486 et des enfants : 5079), et que le risque pour les enfants est très légèrement plus élevé que pour les adultes. En ce qui concerne les nourrissons, l’évaluation montre que le risque est beaucoup plus élevé (médiane de la MoE : 817). Néanmoins, ce résultat doit être nuancé car la toxicité du furane pour les nourrissons est mal connue, la taille des jeux de données est faible, et seul des aliments pour bébés prêts à la consommation, qui sont connus pour être plus contaminés que les aliments préparés à la maison, ont été pris en compte. Il donne cependant une première référence pour l’exposition des nourrissons belges au furane. Dès lors, la réalisation d’enquêtes de consommation, harmonisées au niveau européen, chez les nourrissons et la recherche fondamentale sur la toxicité furane pour les nourrissons sont nécessaires.

FURA