Akrylamid w pożywieniu

Przeprowadzone badania epidemiologiczne wykazały, że średnie spożycie akrylamidu u osób dorosłych wynosi 0,5 mg/kg masy ciała na dobę. U dzieci jest ono wyższe- około 0,6 mg/kg. Produkty zawierające znaczne ilości akrylamidu cieszą się popularnością wśród konsumentów, a ich spożycie jest bardzo wysokie. Komitet ekspertów ds. Dodatków do Żywności (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, JECFA) podaje, że największy udział w spożyciu akrylamidu mają następujące produkty: czipsy ziemniaczane (16–30%), chrupki ziemniaczane (6–46%), kawa (13–39%), ciasta, ciastka i herbatniki (10–20%), chleb i inne pieczywo (10–30%). Zgodnie z przepisami Unii Europejskiej dopuszczalne stężenie akrylamidu w wodzie pitnej wynosi 0,1 μg/dm3, według Agencji Ochrony Środowiska (Environmental Protection Agency, EPA) w USA jest to aż 0,5 μg/dm3. Akrylamid jest wchłaniany do organizmu głównie przez przewód pokarmowy, układ oddechowy, a także skórę. Można zaobserwować go w moczu, a także mleku i łożysku kobiety ciężarnej, co wskazuje na ryzyko przedostania się tego związku do organizmu dziecka w łonie matki.

Reakcje Maillarda występują podczas obróbki termicznej żywności i nadają im smak oraz kolor. Zachodzą w wysokiej temparaturze, a największa ilość akrylamidu powstaje w żywności właśnie pod wpływem procesów z użyciem wysokiej temperatury- powyżej 120 stopni Celsjusza (smażenie ziemniaków, prażenie ziaren kakao i kawy, wypiek chleba i ciast, obróbka termiczna zboża, pieczenie mięsa). W produktach surowych, ogrzewanych lub gotowanych w temperaturze nieznacznie powyżej 100ºC akrylamid nie powstaje.

Wraz z podwyższeniem temperatury tempo syntezy akrylamidu wzrasta. Maksimum to temperatura około 170°C. W przypadku przetworów ziemniaczanych tempo syntezy znacząco wzrasta w temperaturze powyżej 175°C, a w produktach zbożowych- 180°C. Synteza zachodzi powierzchniowo i przy niskiej zawartości wody- 10–20%. Optymalne pH tworzenia się akrylamidu to 7–8, obniżenie do 4 w układach asparagina-glukoza powoduje redukcję zawartości akryalmidu o 99%. W pH 4 następuje blokowanie powstawania zasady Schiffa, ta zaś jest niezbędna do wytworzenia akrylamidu. Związek powstaje szczególnie efektywnie w żywności bogatej w węglowodany i duże ilości aminokwasu asparaginy. Stężenie wolnej asparaginy w różnych zbożach waha się w szerokim zakresie. Badania wykonane w 2004 roku wykazały, że asparagina bierze udział w reakcji tworzenia akrylamidu.

Do powstawania akrylamidu niezbędny jest azot amidowy wolny, bądź pochodzący z łańcuchów peptydowych. Podczas reakcji glukozy z asparaginą, grupa α-aminowa wolnej asparaginy reaguje z grupą karbonylową cukru tworząc zasadę Schiffa. Ta pod wpływem wysokiej temperatury ulega dekarboksylacji, w której powstają dwa produkty reagujące na dwa sposoby. Pierwszym jest hydroliza z wytworzeniem 3-aminopropionoamidu przekształcanym dalej do akrylamidu (poprzez eliminację cząsteczki amoniaku). Drugi sposób to bezpośredni rozkład produktu dekarboksylacji zasady Schiffa z wydzieleniem określonej iminy i akrylamidu. Mechanizm tworzenia się akrylamidu z tłuszczów to przemiana kolejno:

acyloglicerole → akroleina → kwas akrylowy + NH3 → akrylan amonu → akrylamid

Wpływ na tworzenie się akrylamidu w żywności mogą mieć czynniki:

•agronomiczne- obecność węglowodanów, asparaginy

•recepturalne- zawartość wodorowęglanu amonowego, glicyny, soli wapnia, pH, rozcieńczanie, obróbka technologiczna

•procesowe- fermentacja, kontrola temperatury i wilgotności, obróbka wstępna-mycie, blanszowanie, dodatek asparaginazy

•obróbki końcowej- docelowa barwa, tekstura, właściwości smakowo-zapachowe

•przechowywanie produktu – czas przydatności do spożycia, przygotowanie do spożycia przez konsumenta

Zdj. http://czytajsklad.com/1627-2/