Study of Formation and Elimination of Acrylamide in Food Matrix during Heat Treatment.

摘要

Akrylamid (AA), pravděpodobný lidský karcinogen, vzniká jako nežádoucí kontaminant reakcí redukujících sacharidů s asparaginem v potravinách rostlinného původu při jejich tepelném opracování nad 120 °C. AA je nejčastěji stanovován metodami GC/MS a LC/MS MS po předchozí izolaci z matrixu v široké škále potravin. Zatížení spotřebitelů AA z potravin je podle našich zjištění vyšší u mladých lidí (1,8 – 3,8 g/kg bw/den), což odpovídá odhadům JECFA FAO/WHO z roku 2006. V zájmu ochrany zdraví vedla hodnocení zdravotních rizik k doporučení snížit tvorbu AA již v procesu zpracování potravin uplatněním dostupných opatření vyplývajících z poznání mechanizmu jeho tvorby. Hlavním cílem disertační práce bylo rozšíření znalostní databáze o možnosti eliminace AA ve vybraných druzích tepelně zpracovaných potravin. Studium bylo zaměřeno na cereální potraviny, které se významně podílí na expozici AA, zvláště pak na chléb a sladké sušenky. Veškerý obsah AA v chlebu se nachází v kůrce, která představuje 5 15 % celého chleba. Chleby připravené v domácí pekárně z chlebových směsí obsahují v kůrce přibližně 30 – 75 µg/kg, kdežto chleby z obchodní sítě 2 až 10x více, v závislosti od složení a podmínek přípravy a pečení chlebů. Pro udržení kvality chlebů z domácí pekárny po celou dobu trvanlivosti směsi byla navržena optimalizace chlebových směsí zvýšením obsahu droždí, což při dostatečně vysoké aktivitě kvasnic pozitivně působí také na redukci AA. Monitoring obsahu AA v sortimentu pečivářských výrobků ukázal vyšší obsah AA v diabetických sušenkách, které obsahují namísto sacharózy fruktózu. U tří z nich dokonce překračoval směrnou hodnotu (500 µg/kg) pro komoditu „sušenky“ o více než 1,5násobek. Pro minimální zásah do technologie jejich výroby byla navržena eliminace AA aplikací enzymu asparagináza, kdy koncentrace enzymu a vhodný způsob jeho použití v průmyslových podmínkách byl předem testován na modelových systémech. Optimalizací podmínek aplikace enzymu bylo dosaženo snížení obsahu AA v diabetických sušenkách o více jak 40 % aniž by došlo k ovlivnění organoleptických vlastností finálních výrobků. Součástí práce bylo i studium vlivu antioxidantů na vznik AA, kdy byl obsah AA v perníkách účinně snižován použitím fenyklu, anýzu, hřebíčku, vanilky či bílého pepře (o 9 – 21 %). Naopak koriandr a skořice jeho obsah výrazně zvyšovali (o 18 – 54 %). Jelikož mezi DPPH• radikál zhášející aktivitou extraktů koření a obsahem AA nebyla pozorována korelace, konečný obsah AA byl patrně ovlivněn chemickým složením koření a reaktivností jednotlivých složek v matrici. V práci zkoumané metody se jeví jako vhodné způsoby eliminace AA ve vybraných potravinách, ale jejich konkrétní použití je nutné optimalizovat s ohledem na složení potravin, jejich zpracování a použitou technologii. Odhad dopadu aplikace navržených způsobů eliminace AA na celkovou expozici ukázal, že zatížení organismu AA u studentů středních škol z České a Slovenské republiky lze snížit v průměru o 10 %. Tento pokles je krokem vpřed pro snížení možného rizika vzniku rakovinného onemocnění konzumací potravin s vysokým obsahem AA. Zároveň je významnou informací pro výrobce potravinářských produktů v uplatňování dostupných a ověřených metod eliminace AA, které by hodnoty zatížení lidského organizmu AA z potravin pomohly ještě více snížit.