MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
BRNO 2010
TÁŇA NIKODEMOVÁ
Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin
Problematika vzniku, výskytu a toxicity procesních kontaminantů v potravinách Bakalářská práce
Vedoucí práce: MVDr. Olga Cwiková
Vypracovala: Táňa Nikodemová Brno 2010
PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Problematika vzniku, výskytu a toxicity procesních kontaminantů v potravinách vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně.
dne………………………………………. podpis …………...……………………….
PODĚKOVÁNÍ Chtěla bych poděkovat paní MVDr. Olze Cwikové za odborný dohled, poskytnutí cenných rad, materiálů, informací, ale také připomínek, které mi umožnily zrealizovat bakalářskou práci na téma Problematika vzniku, výskytu a toxicity procesních kontaminantů v potravinách. Ráda bych také poděkovala rodině za podporu při studiu.
ABSTRAKT
Potraviny jsou nedílnou součástí našeho života. Jakost potravin ovlivňuje řada faktorů a kontaminantů. Velká pozornost se věnuje novým, tzv. procesním kontaminantům. Jsou to látky, které se v potravinách vyskytují až v průběhu jejich zpracování, především se jedná o tepelné zpracování, kdy dochází k mnoha různým reakcím. Soubor těchto reakcí se obecně označuje jako Maillardova reakce. Důsledkem je pak vznik tmavých pigmentů neboli melanoidinů. Z tohoto důvodu je také tato reakce nazývána jako reakce neenzymového hnědnutí. Faktory ovlivňující Maillardovu reakci jsou teplota, doba reakce, pH, aktivita vody, druh a dostupnost reaktantů. Látky vznikající tímto způsobem jsou např. akrylamid a furan. Sloučenina označována jako 3MCPD je také řazena mezi procesní kontaminanty, vzniká ale reakcí označovanou jako kyselá hydrolýza. U všech těchto tří látek byl popsán jejich mechanismus vzniku, výskyt v potravinách, monitoring, toxicita, případně i možnosti eliminace v potravinách.
Klíčová slova: Maillardova reakce, akrylamid, mechanismus vzniku, 3-MCPD, eliminace obsahu, toxicita, furan.
ABSTRACT
Food is an integral part of our lives. Food quality is affected by many factors and contaminants. Much attention is devoted to new, so called process contaminants. These are substances which occur in food during processing, this is mainly a thermal process in which there are many different reactions. Set of these reactions is generally known as Maillard reaction. The result is the formation of dark pigments alias melanoids. For this reason the reaction is also called as the reaction of non-enyzmatic browning. Factors influencing the Maillard reaction are temperature, reaction time, pH, water activity, type and availability of reactants. Substances created in this way are for example acrylamide and furan. Compound called 3-MCPD is also ranked amongst the process contaminants, but it is created during reaction called acid hydrolysis. For all three substances was described the mechanism of their formation, occurrence in food, monitoring, toxicity, eventually the possibility of their elimination from the food.
Keywords: Maillard reaction, acrylamide, mechanism of creation, 3-MPCD, elimination of content, toxicity, furan.
1
ÚVOD................................................................................................................... 8
2
CÍL PRÁCE .......................................................................................................... 9
3
LITERÁRNÍ PŘEHLED .................................................................................... 10 3.1
Procesní kontaminanty.................................................................................. 10
3.1.1
Maillardova reakce .............................................................................. 11
3.1.2
Faktory ovlivňující průběh reakce ....................................................... 13
3.2
Akrylamid (AA)............................................................................................ 14
3.2.1
Výskyt akrylamidu v potravinách........................................................ 15
3.2.2
Mechanismus vzniku akrylamidu v potravinách ................................. 16
3.2.3
Monitorování akrylamidu v potravinách ............................................. 18
3.2.4
Expozice akrylamidem z potravin v ČR a SR ..................................... 21
3.2.5
Toxicita akrylamidu ............................................................................. 25
3.2.6
Eliminace obsahu akrylamidu v potravinách....................................... 30
3.3
Chlorpropanoly (3-MCPD)........................................................................... 37
3.3.1
Technologie výroby ............................................................................. 38
3.3.2
Toxicita 3-MCPD ................................................................................ 39
3.3.3
Monitorování 3-MCPD v potravinách ................................................. 39
3.3.4
Eliminace obsahu 3-MCPD v potravinách .......................................... 39
3.4
Furan ............................................................................................................. 40
3.4.1
Tvorba furanu ...................................................................................... 42
3.4.2
Substituované furany ........................................................................... 43
3.4.3
Výskyt furanu v potravinách................................................................ 43
3.4.4
Toxicita furanu..................................................................................... 44
4
ZÁVĚR ............................................................................................................... 46
5
PŘEHLED POUŽITÉ LITERATURY............................................................... 48
6
PŘÍLOHY ........................................................................................................... 52 6.1
Seznam zkratek ............................................................................................. 52
6.2
Seznam obrázků............................................................................................ 52
6.3
Seznam tabulek ............................................................................................. 53
1
ÚVOD Jednou z nejzákladnějších potřeb člověka je příjem potravy a tekutin. Složení a
zastoupení jednotlivých látek v potravinách zásadně ovlivňuje kvalitu života. Potraviny jsou po mnoha staletí kontaminovány řadou mikroorganismů. Lidé s jejich přítomností byli obeznámeni a zkoušeli a nalézali jednotlivá opatření, jak jejich výskyt minimalizovat.
Avšak
s vývojem
civilizace
a
rozvojem
techniky
docházelo
ke kontaminaci potravin nejen mikroorganismy, ale i anorganickými a organickými látkami. Došlo tedy k rozdělení kontaminantů do několika skupin. Enviromentálními kontaminanty rozumíme látky, které kontaminovaly potraviny důsledkem znečištění životního prostředí. Zahrnují např. těžké kovy (kadmium, olovo, rtuť), rezidua pesticidů a další. Potraviny jsou kontaminovány i látkami migrujícími z obalu (ftaláty, tereftaláty, deriváty kyseliny adipové). Nejaktuálnější studie se zabývají kontaminanty, které se do potravin nedostaly něčí vinou, ale které vznikají při zpracování potravin. Takto vznikající sloučeniny se označují jako procesní kontaminanty. Vznikají zejména při tepelné úpravě, kde dochází k mnoha chemickým reakcím, nicméně mezi nejvýznamnější řadíme Maillardovu reakci. Touto reakcí se zabýval francouzský chemik Louis-Camille Maillard, který jako první popsal tvorbu hnědých pigmentů při zahřívání glycinu s glukosou. Tématem výzkumů je nejen popsat jejich vznik, určit toxikologické vlastnosti jednotlivých látek, ale předmětem studií je také navrhnout možná opatření pro jejich eliminaci při zpracování potravin.
8
2
CÍL PRÁCE Cílem předložené bakalářské práce bylo popsat problematiku vzniku a výskytu
procesních kontaminantů v potravinách, shromáždit informace o jejich obsahu v jednotlivých druzích potravinářských výrobků a zaměřit se na toxicitu těchto kontaminujících látek, jejich vliv na lidský organismus a možnosti jejich eliminace v potravinách. V této bakalářské práci je předmětem zájmu především akrylamid, vznikající v průběhu Maillardovy reakce. V menší míře je popsán i bílkovinný hydrolyzát 3chlorpropan-1,2-diol a furan.
9
3 3.1
LITERÁRNÍ PŘEHLED Procesní kontaminanty Většina potravinářských technologií má dlouholetou tradici, a proto při zavádění
nových technologií zpracování potravin jsou technologové postaveni před úkol optimalizovat tyto technologie tak, aby bylo dosaženo požadované kvality produktu. Mezi tradiční technologie řadíme pražení (výroba kakaa, pražené kávy, ořechů,), vaření, smažení, pečení, sušení, karamelizace. Relativně nové technologie jsou extruze, mikrovlný ohřev, infračervený ohřev. Při využití tradičních procesů se výrazně uplatňuje Maillardova reakce. Ta má vliv nejen na barvu a vůni zpracovávaného výrobku, ale dochází také ve větší míře k tvorbě škodlivých sloučenin. Právě z tohoto důvodu vznikají nové studie, které mají za úkol vyvinout nové postupy zpracování potravin, jak minimalizovat vznik těchto negativně působících sloučenin a zároveň dosáhnout požadované senzorické jakosti (Velíšek, 2002). Bezpečnost potravin je neustále ohrožována přítomností kontaminantů (D´Mello, 2003). Kontaminanty mohou být děleny do několika skupin. Ať už jsou to mikrobiologické
kontaminanty,
enviromentální
(důsledek
znečištění
životního
prostředí), tak i skupinou kontaminantů označující se jako procesní kontaminanty. Ty vznikají v průběhu technologického zpracování potravin (Kocourek, 2007). Procesní kontaminanty se vyznačují společnými charakteristickými vlastnostmi: nejsou záměrně přidávány do potravin, kontaminace může nastat na jednom nebo více stupních při technologickém zpracování potravin a mohou u lidí způsobit závažná onemocnění (Watson, 2000). V poslední době jsou v potravinách intenzivně studovány zejména obsahy, příčiny a mechanismy vzniku a možnosti eliminace (motivace) látek jako jsou: akrylamid, 3-chlorpropan-1,2-diol (3-MCPD), furan a dalších (Kocourek, 2007). V průběhu Maillardovy reakce vzniká v tepelně zpracovaných potravinách s vysokým obsahem škrobu řada biologicky aktivních sloučenin. Některé z nich jako je akrylamid či furan jsou klasifikována jako potenciální lidské karcinogeny. Během výroby kyselých bílkovinných hydrolyzátů získávaných z různých bílkovinných surovin hydrolýzou kyselinou chlorovodíkovou vznikají chlorované propanoly, ty jsou
10
zkoumány jako potencionální karcinogeny a mutageny s negativními účinky na lidské zdraví (Velíšek, 2002).
3.1.1 Maillardova reakce Mezi nejvýznamnější a zároveň nejrozšířenější chemické reakce probíhající během skladování a zpracování potravin patří reakce redukujících sacharidů s aminokyselinami (Ciesarová, 2005). V průběhu těchto reakcí vzniká řada velmi reaktivních karbonylových sloučenin, které reagují vzájemně a také s přítomnými aminosloučeninami. Soubor reakcí se obecně označuje jako Maillardova reakce. Průvodním jevem těchto reakcí je vznik hnědých pigmentů, melanoidinů, a proto se tyto reakce nazývají reakce neenzymového hnědnutí. Zároveň dochází ke vzniku důležitých žádoucích senzoricky aktivních sloučenin, které dodávají produktům charakteristické zbarvení, chuť a vůni, ale i k tvorbě některých toxických sloučenin
s mutagenními
a
karcinogenními
vlastnostmi
(Ciesarová,
2005).
K neenzymovému hnědnutí potravin dochází i jinými reakcemi, např. karamelizací cukrů či reakcí bílkovin s oxidovanými lipidy. Proto je správnější Maillardovu reakci považovat za zvláštní případ neenzymového hnědnutí. Dosud se podařilo charakterizovat jen malou část sloučenin vznikajících v těchto reakcích. Jedná se převážně o nízkomolekulární sloučeniny, které jsou relativně stálé, u kterých nedochází k dalším reakcím během izolace a identifikace. Znalost struktury právě těchto sloučenin je důležitá, neboť tyto látky hrají významnou úlohu při tvorbě vonných a chuťových látek, vysokomolekulárních barevných pigmentů. Při studiu Maillardovy reakce byla pozornost potravinářských chemiků věnována zejména: •
vzniku hnědého zbarvení, které může být jak žádoucím reakcí (např. barva chlebové kůrky, pražené kávy a smažené cibule), tak i negativním fenoménem (např. při výrobě sušených potravin, zvláště mléka, ale i ovoce a zeleniny)
•
vzniku
aromatických
látek
a také
aromatických
látek
s nežádoucími
organoleptickými vlastnostmi •
výživovým a fyziologickým aspektům reakcí (snížení nutriční hodnoty potravin především v důsledku reakce cukrů a dalších karbonylových sloučenin s lysinem, esenciální a často limitující aminokyselinou)
•
toxicitě některých produktů, především mutagenních a karcinogenních látek
11
•
antioxidačním vlastnostem reakčních produktů (převážně reduktory a hnědé melanoidiny). Mezi nejvýznamnější sacharidy podílející se v potravinách na Maillardově
reakci patří z monosacharidů zejména glukosa, fruktosa, z disacharidů především laktosa (u mléka a mléčných výrobků) a maltosa (u cereálních výrobků, např. sladu). Sacharidy a také neredukující cukry (např. sacharosa) se mohou účastnit Maillardovy reakce po hydrolýze na monosacharidy. Reakčními partnery redukujících sacharidů jsou především bílkoviny a volné aminokyseliny. Bílkoviny reagují s redukujícími sacharidy především prostřednictvím ε-aminoskupiny vázaného lysinu. V malé míře se toho účastní také α-aminoskupiny Nkoncových aminokyselin a další funkční skupiny aminokyselin. U některých potravin (např.sýrů) se kromě bílkovin a aminokyselin významně podílejí na Maillardově reakci rovněž biogenní aminy. Vedle sacharidů, jejich degradačních produktů a degradačních produktů aminokyselin (aminy, amoniak, aldehydy aj.), se do reakcí zapojují také karbonylové sloučeniny již přítomné v potravinách jako primární látky (např. aldehydy a ketony vyskytující se v silicích, askorbová kyselina) a karbonylové sloučeniny vznikající v potravinách z jiných prekurzorů než sacharidů (např. aldehydy vzniklé oxidací tuků) (Velíšek, 2002). Některé z těchto reakčních produktů obsahující tři uhlíkové jednotky (např. akrolein, propanal, propannitril, propanamid, metylglyoxal) mohou být prekurzory akrylamidu (Ciesarová, 2005). Tím se celý komplex reakcí stává ještě složitějším. Vzhledem ke složitosti Maillardovy reakce jsou často pro její studium voleny jednodušší systémy než jsou potraviny, např. modelové systémy obsahující pouze jeden redukující cukr a jednu aminokyselinu. Výzkumy ukázaly, že i v tak jednoduchém reakčním systému, jakým je glukosa a glycin, vzniká mnoho desítek reakčních produktů. Proto nebyly ani v jednoduchých systémech mechanismy Maillardovy reakce úplně objasněny. Schéma reakcí, při kterých vzniká akrylamid je uvedeno na obr. 1 (Velíšek, 2002).
12
Rozeznávají se tři fáze reakce: •
počáteční fáze zahrnuje tvorbu glykosylaminu následovanou
Amadoriho
přesmykem (reakce A a B) •
střední fáze zahrnuje dehydratace a fragmentace sacharidů a Steckerovu degradaci aminokyselin (reakce C, D a E)
•
závěrečnou fází jsou reakce meziproduktů vedoucí k tvorbě heterocyklických sloučenin
(zpravidla
se
jedná
o důležité
vonné
a
chuťové
látky)
a
vysokomolekulárních pigmentů melanoidinů, které jsou nositely hnědého zbarvení (reakce F a G; Velíšek, 2002).
Obr. 1 Schématické znázornění Maillardovy reakce (Velíšek, 2002)
3.1.2
Faktory ovlivňující průběh reakce
Praktické využití Maillardovy reakce během zpracování potravin vyžaduje kontrolu jejího průběhu tak, aby byly potlačeny nežádoucí projevy reakcí a naopak zvýrazněny projevy žádoucí. Hlavními faktory ovlivňujícími průběh Maillardovy reakce, kterých lze využít ke kontrole průběhu těchto reakcí během zpracování potravin jsou:
13
•
teplota
•
doba reakce
•
pH prostředí
•
aktivita vody
•
druh reaktantů
•
dostupnost reaktantů. Vzhledem ke složitosti Maillardovy reakce není optimalizace jejího průběhu
snadným úkolem. Optimalizaci ztěžuje i ta skutečnost, že jednotlivé faktory, jako je teplota, aktivita vody, pH prostředí aj., nepůsobí odděleně, nýbrž se navzájem ovlivňují. Tím je studium vlivu jednotlivých faktorů na průběh reakce značně ztíženo a tato vzájemná závislost jednotlivých faktorů je často příčinou protichůdných a rozporných výsledků získaných při různých experimentech. Teplota (jako hlavní parametr) ovlivňuje nejen rychlost Maillardovy reakce, ale často i reakční mechanismy vedoucí k finálním produktům. Typickým příkladem je tvorba aromatických látek. Ze stejných reakčních směsí lze za různých teplot získat produkty zcela odlišného aroma. Vyšší teploty obecně vedou k rozsáhlejší fragmentaci reaktantů a pestřejší směsi produktů (Velíšek, 2002).
3.2 Akrylamid (AA) Jedná se o látku dlouhou dobu používanou v průmyslu, vyskytující se na seznamu toxických sloučenin ohrožující lidské zdraví. Akrylamid se používá pro výrobu barviv, při stavbě základů přehradních nádrží, tunelů a kanalizace; v kopolymerech
pro
výrobu
kontaktních
čoček.
Akrylamid
je
chemickým
meziproduktem při výrobě polyakrylamidu. Tento polymer se využívá jako flokulant při vodárenské úpravě pitné vody, činidlo upravující půdu, zahušťovadlo, při výrobě papíru a úpravě odpadních vod. Volný akrylamid byl objeven ve větším množství v potravinách obsahujících škrob teprve před několika lety. Odborná veřejnost začala o něj jevit značný zájem. Počátky výzkumu akrylamidu spadají do doby pracovní nehody při výstavbě tunelu v Hallandsas (Švédsko) v roce 1997. Vědci z Ústavu pro chemii životního prostředí na Univerzitě ve Stockholmu zjistili akrylamid v krevním barvivu hemoglobinu. Tato látka byla nalezena v krvi jak u dělníků pracujících v tunelu, tak i u lidí z kontrolní skupiny, která v tunelu nepracovala. Výsledky pokusů krmených krys 14
potravinami připravovanými pečením vedly poté k úvaze, že se akrylamid možná vytváří při přípravě potravin (Zrůst, 2004). Po zhodnocení všech dostupných dat došli vědci k názoru, že tyto nové poznatky představují vážný problém a je nutné zahájit systematický výzkum, který by zodpověděl všechny otázky týkající se výskytu akrylamidu v potravinách (Dunovská et al., 2003). V roce 2002 vydala Světová zdravotnická organizace (WHO - World Health Organisation) předběžné hodnocení potenciálních zdravotních důsledků vyplývajících z dietární expozice akrylamidem. Výzkumné instituce pokračují ve studiích, které jsou často zapojeny do projektů na mezinárodní úrovni. Jedná se například o projekt „HEATOX“ (nebezpečné sloučeniny vznikající při záhřevu potravin, jejich identifikace, charakterizace a odstranění), který je zaštítěn Evropskou komisí a jehož výstupem je mimo jiné i celá řada doporučení přímo aplikovatelných v technologické praxi. Velmi užitečným dokumentem pro provozovatele potravinářských podniků a pro vývoj řady potravinářských technologií je tzv. „Acrylamide Toolbox“ vydaný CIAA (Evropská konfederace výrobců potravin a nápojů - Confederation of the EU Food and Drink Industries). Ačkoliv Evropská Komise nestanovila pro akrylamid žádné limitní hodnoty, vydala dokument Doporučení Komise č. 2007/331/ES o monitoringu hladin akrylamidu v potravinách (Kocourek, 2007). 3.2.1
Výskyt akrylamidu v potravinách
Akrylamid se v žádné formě nepřidává do potravin, a tedy jeho přítomnost v potravinách má jiný původ. Jednak se může jednat o kontaminaci z vnějšího prostředí, o kontakt s obalovými materiály nebo, což se ukázalo jako nejpravděpodobnější, vznik akrylamidu při tepelné úpravě potravin. Stopové množství akrylamidu v potravinách je možné
zjistit
po
použití
akrylamidových
polymerů
anebo
kopolymérů
při
technologickém zpracování potravin anebo jako důsledek jejich použití v obalech na potraviny. Pro akrylamidové polymery přicházející do styku s potravinami je povolený obsah volného akrylamidu nejvýše 0,2 %. Pro použití polyakrylamidu na úpravu pitné vody je v něm obsah volného akrylamidu povolený na 0,05 % (USA), v EU je limit zbytkového monomeru v polyakrylamidu stanovený na 0,1 % (Ciesarová, 2005). Obsah zbytkového akrylamidu je limitovaný v aditivních látkách, ve vodě na oplachování ovoce a zeleniny, v papírových obalech na potraviny i v modifikovaném škrobě. Dle
15
vyhlášky č. 376/2000 Sb. je akrylamid sledován jako nežádoucí kontaminant pitné vody s limitem 0,1 µg·l-1. Stejný limit platí i v EU (Dunovská et al., 2003). Existuje mnoho důvodů použití vody při zpracování potravin. Používá se k čištění surových materiálů, čištění strojů a zařízení, slouží i jako médium pro přenos tepla při pasterizaci, při sterilaci párou, a nebo pro chlazení (Shapton D. A., Shapton N. F., 1998). Je však nepravděpodobné, že by kontakt potraviny s materiály, resp. s vodou nebo půdou obsahující polyakrylamid, byl příčinou vysokých koncentrací akrylamidu (až do 12 000 µg·kg-1) zjištěných zejména v tepelně zpracovaných produktech. Jedná se o potraviny upravované při teplotách vyšších než 120 °C, a to pečením, smažením, grilováním nebo mikrovlnným ohřevem, a to zejména ty, které obsahují zároveň proteiny a sacharidy (bramborové a cereální produkty, káva). Monitorováním potravin obsahujících akrylamid se věnuje mnoho světových laboratoří a databáze těchto potravin je průběžně aktualizovaná na internetových stránkách WHO/FAO – JIFSAN (Joint Institute for Food Safety and Applied Nutrition), EFSA (European Food Safety Autority), FDA (Food and Drug Administration), FSA (Food Standard Agency), JEFCA (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives), IRMM (Institute for Reference Materials and Measurements) aj. zaměřených na akrylamid (Ciesarová, 2005). 3.2.2
Mechanismus vzniku akrylamidu v potravinách
Díky své jednoduché struktuře může akrylamid v potravinách vznikat různými mechanismy, které zahrnují reakce sacharidů, proteinů a aminokyselin, lipidů a pravděpodobně i dalších minoritních složek potravin. Předpokládá se, že akrylamid v potravinách pravděpodobně vzniká během tepelné úpravy tepelnou degradací triglyceridů, při které vzniká akrylová kyselina, která reakcí s amoniakem pocházejícím ze sloučenin obsahujících dusík, poskytuje akrylamid. Druhou možností je přímá reakce asparaginu s glukózou za vysoké teploty (Dunovská et al., 2003). Nynější studie poukázaly na několik možných cest vzniku akrylamidu. Ačkoliv může vzniknou akrylamid ze samotného asparaginu tepelně indukovanou dekarboxylací s následnou deaminací (Zyzak et al., 2003), pro efektivní přeměnu asparaginu na akrylamid je nutná přítomnost redukujících sacharidů, protože samotný asparagin upřednostňuje cyklizaci a tvorbu imidu (Yaylayan et al., 2003). Mechanismus vzniku akrylamidu z asparaginu v přítomnosti sacharidů má více alternativ. A to oxidační
16
dekarboxylaci známou jako Streckerova degradace, za vzniku Streckerova aldehydu, který po dalších redukčních a dehydratačních krocích může konvertovat na akrylamid (Monttram et al., 2002). Další možností je vznik asparagin-N-glykosidu nebo Schiffova báze jako přímý prekurzor akrylamidu (Stadler et al., 2002). Pravděpodobný mechanismus vzniku akrylamidu znázorňuje obr. 2 (Kocourek, 2007). Množství vzniklého akryalmidu je závislé na množství asparaginu a dostupnosti a typu redukujících sacharidů. Pro vznik akrylamidu je také důležitý určitý teplotní režim. Tvorba AA začíná při teplotě nad 100 °C, s rostoucí teplotou v rozmezí 120 až 210 °C se zvyšuje, ale zároveň stoupá i rychlost jeho degradace (Friedman, 2003). Většina akryalmidu se nahromadí v konečných fázích pečení, grilování nebo smažení, kdy se snižuje vlhkost potraviny a zvyšuje se povrchová teplota (Bartáčková at al., 2009). Výjimkou je káva. Obsah akrylamidu v kávě závisí na druhu, šarži, podmínkách pražení, v případě rozpustné kávy i na podmínkách extrakce a sušení (Bagdonaite, Murkovic, 2004). Rozsah teplot pražení je 220 až 250 °C, doba a rychlost pražení podstatně ovlivňují senzorické vlastnosti kávy, které jsou charakteristické pro jednotlivé kávové produkty. Při porovnaní dvou druhů zelené kávy (Robusta a Arabica) je všeobecně vyšší obsah akrylamidu v kávě typu Robusta, což souvisí s mírně vyšší koncentrací volného asparaginu v tomto typu kávy. Akrylamid v kávě vzniká na začátku procesu pražení kávových zrn (Ciesarová, 2005). Na rozdíl od jiných tepelně zpracovaných potravin, při kterých s vyšší teplotou i dobou tepelného působení stoupá i obsah akrylamidu, silněji pražené kávy mají nižší obsah akrylamidu (cca 5 µg·l-1 výluhu) než středně nebo slabě pražené, zde byl obsah akrylamidu cca 10 µg·l-1 výluhu (Yaylayan, Stadler, 2005). Souvisí to s eliminačními reakcemi, které převládají v pozdějších fázích pražení kávy. Tvorba akrylamidu se často koncentruje v povrchové vrstvě, protože pouze v této oblasti bývá dosahována teplota vyšší než 100 °C a lokální vlhkost klesá díky odpařování (Bartáčková et al., 2009).
17
Obr.2 Pravděpodobný mechanismus vzniku akrylamidu (Kocourek, 2007) 3.2.3
Monitorování akrylamidu v potravinách
Studie zabývající se zjištěním koncentrace nového procesního kontaminantu začaly krátce po jeho objevení v potravinách. Již v roce 2005 byly zpracovány nově získané výsledky a byly zveřejněny v souhrnné zprávě 64. zasedání FAO/WHO. Tyto naměřené hodnoty byly analyzovány od roku 2002 do 2004, poskytlo je 24 zemí. Z celkového počtu zaslaných analytických výsledků bylo 67,6 % z Evropy, 21,9 % ze Severní Ameriky, z Asie 8,9 % a 1,6 % z Pacifiku. Latinská Amerika a Afrika žádné data nepředložila (Anonym, 2005). Přehled potravin s nejčastějším výskytem akrylamidu, je uveden v tabulce 1.
18
Tab. 1 Potraviny s nejčastějším výskytem akrylamidu a jeho množství (µg·kg-1) v nich (Ciesarová, 2005) Obsah AA (µg·kg-1) Potraviny
Počet vzorků Max
Cereálie a cereální produkty Cereálie a těstoviny (surové, vařené) Cereálie a těstoviny (opékané, smažené, grilované) Chléb a rohlíky Pečivo a keksy Snídaňové cereálie Pizza Ryby a mořské produkty Maso a vnitřnosti Mléko a mléčné výrobky Ořechy a olejoviny Hlíznaté rostliny (hlízoviny) Bramborové pyré, kaše, vařené brambory Pečené brambory Bramborové lupínky Bramborové hranolky Bramborové krokety (mražené) Káva (výluh), hotová Káva (mletá, instantní, nebo pražená, ne výluh) Kakaové extrakty Bezkofeinová káva Kávoviny Kakaové produkty Zelený čaj (připravovaný pražením) Cukrovinky a med Zelenina Zelenina surová, vařená nebo konzervovaná Zelenina tepelně zpracovaná (opékaná, pečená, smažená, grilovaná) Ovoce čerstvé Ovoce sušené, smažené, tepelně zpracované Alkoholické nápoje (pivo, víno, gin) Chuťové přísady a omáčky Sušené mléko pro dětskou výživu Dětská výživa (konzervovaná, zavařená) Dětská výživa (sušená) Dětská výživa (piškoty, suchary atd.) Sušené potraviny
19
3304 113 200 1294 1270 369 58 52 138 62 81 2068 33 22 874 1097 42 93 205 20 26 73 23 29 58 84 45 39
7834 47 820 3436 7834 1346 763 233 313 36 1925 5312 69 1270 4080 5312 750 116 1291 4948 5399 7300 909 660 112 202 25 202
11 37 66 19 82 96 24 32 13
10 770 46 1168 15 121 73 1217 1184
Doporučení
Komise
2007/331/ES
o monitorování
obsahu
akrylamidu
v potravinách ze dne 3.5.2007 požaduje, aby členské státy prováděly v letech 2007, 2008 a 2009 monitorování obsahu akrylamidu ve vybraných potravinách a výsledky zaslaly vždy do 1.6. za příslušný rok Evropskému úřadu pro bezpečnost potravin (Kvasničková, 2009). Členské státy měly odebrat vzorky celkem asi u 200 potravin v následujících kategoriích: •
bramborové hranolky (french fries)
•
bramborové lupínky (potato crisps)
•
bramborové výrobky pro domácí přípravu pokrmů
•
chléb
•
snídaňové cereálie
•
biskvity
•
pražená káva
•
kojenecká výživa ve skle (jarred baby foods)
•
potraviny pro děti na bázi zpracovaných cereálií
•
ostatní výrobky.
Výsledky o obsahu akrylamidu v potravinách zaslalo celkem 21 členských států a Norsko. V roce 2007 bylo nahlášeno 2 715 výsledků o odebraných potravinách. Minimální počet se týkal potravin pro děti na bázi zpracovaných cereálií (76), maximální ostatních výrobků (854). Průměrný obsah akrylamidu se pohyboval pro kojeneckou výživu ve skle od 44 µg·kg-1 do 628 µg·kg-1. Nejvyšší hodnota pro bramborové lupínky byla 1 690 µg·kg-1 a nejvyšší maximum pro ostatní výrobky bylo 4 700 µg·kg-1. Výsledky za rok 2007 byly porovnány s výsledky získanými Evropskou komisí (Společným výzkumným střediskem, jeho Institutem pro referenční materiály a měření), a to v letech 2003–2006. Pro potraviny odebrané v letech 2003–2006 bylo k dispozici 9311 výsledků, přičemž pouze pro devět výsledků uváděných pro kategorii kojenecká výživa ve skle nebylo porovnání. Průměrný obsah akrylamidu se pohyboval od 55 µg·kg-1 pro potraviny určené dětem na bázi zpracovaných cereálií. Pro bramborové lupínky až do 678 µg·kg-1. Existovaly určité statisticky významné rozdíly mezi dvěma situacemi při vzorkování. U výrobkové kategorie biskvity, snídaňové
20
cereálie, smažené hranolky a bramborové výrobky pro přípravu pokrmů v domácnosti byl vyšší obsah akrylamidu v roce 2007 ve srovnání s obdobím 2003– 2006, zatímco kategorie káva, chléb, bramborové lupínky a ostatní výrobky vykazovaly nižší obsah. U kategorie potraviny pro děti na bázi cereálií nebyl žádný statisticky významný rozdíl v obsahu akrylamidu. Potravinářský průmysl vytvořil dobrovolný nástroj (tzv. “toolbox”) pro informování výrobců i spotřebitelů o možnostech snižování akrylamidu ve výrobcích. Vyhodnocení údajů naznačuje, že expozice akrylamidu má tendenci se snižovat. Tento trend však není jednotný pro všechny skupiny potravin, a proto není zřejmé, zda se prostřednictvím “toolboxu” pro akrylamid dosáhlo požadovaného účinku. Zdá se však, že se obsah akrylamidu během sledovaného období snížil zejména v bramborových lupíncích a chlebu, a to z průměru 678 na 628 µg·kg-1. Ke snížení u chleba mohlo dojít proto, že výrobci změnili postup výroby křupavého chleba. Snížení obsahu akrylamidu u kávy ze 427 na 253 µg·kg-1 může být dáno počátečním nadhodnocením, neboť dosud neexistují žádná vhodná opatření, která by vedla ke snížení obsahu akryalmidu v kávě (Kvasničková, 2009). 3.2.4
Expozice akrylamidem z potravin v ČR a SR
Česká a Slovenská republika se také zapojila do výzkumu obsahu akrylamidu v potravinách. Byly vytvořeny studie, které se zabývají průzkumem spotřeby vybraných potravin s předpokládaným zvýšeným obsahem akrylamidu u jednotlivých skupin spotřebitelů a distribuce příjmu akrylamidu během dne. Pro stanovení průměrného denního příjmu akrylamidu byla použita metoda standardizovaného rozhovoru prostřednictvím dotazníku, přičemž byla použita částečně otevřená forma otázek, kdy odpovědi jsou předem dány, ale dotazovaný má možnost se ke své odpovědi ještě vyjádřit. Tato forma otázek tak umožňovala získat konkrétní fakta o frekvenci konzumace vybraných potravin. Všechny výsledky z vyplněných dotazníků byly zpracovány do elektronické formy pro jednodušší manipulaci a zpracování. Dotazník byl zaměřen především na běžně konzumované potravinářské výrobky, u nichž se předpokládá výskyt akrylamidu. Seznam zvolených potravin je uveden v tabulce 2 a zároveň jsou zde u každého potravinářského výrobku uvedeny hodnoty obsahu akrylamidu a na základě dat i průměrný denní příjem akrylamidu z nich (Marková et al., 2010).
21
Tab. 2 Přehled dotazovaných potravin, obsah akrylamidu (µg·kg-1) a jeho denní příjem (µg/den) z nich (Marková et al., 2010) Obsah AA (µg·kg-1)
Příjem AA (µg/den)
Min
Max
Min
Max
5 5 18 5 30
162 916 50 278 3200
0,439 0,022 1,187 0,060 0,302
10,89 3,353 28,567 2,122 32,189
Zdroj hodnot obsahu AA* A, B A A, C A, D, E B
5
1407
0,054
15,123
A
532
692
1,058
1,378
D F
5
4108
0,034
28,133
A
30
3200
0,075
8,007
B
5 5 5 5
896 32 1582 698
0,038 0,009 0,018 0,024
6,862 0,057 5,680 3,315
71 5 16
101 24 2561
1,233 0,018 0,656
1,754 0,085 104,985
A A A, E A, E A A, D A D, E
5 5 175 50
70 1346 3025 70
0,026 0,058 1,103 0,048
0,364 10,923 19,067 0,068
Potraviny
Chléb konzumní Extrudovaný chléb Pečivo Sladké pečivo Topinka, pečený toast Smažené brambor. hranolky Pečené brambory Smažené bramborové placky Smažené bramborové chipsy Solené opékané suchary (chlebové) Slané snacky Kukuřičné křupky Perník plněný Perníčky s polevou Medovník zdobený Oplatky plněné Piškoty Sladké sušenky neplněné Müsli tyčinky Snídaňové cereálie Káva Kávoviny Kakao Horká čokoláda Čokoláda Nutela
23
0,369
401
0,087
1203 32 17 17
1,571 0,061 0,497 0,053
A A, B, D A B A D D D
* Zdroje hodnot obsahu akrylamidu: A–Databáze údajů ŠVPS (2005–2008), B– FAO/WHO (2002), C–Claus et al. (2005), D–FDA (2006), E–Schneeweiss (2005), F– Ciesarová et al. (2008)
22
Průzkum byl uskutečněn na náhodné nereprezentativní skupině spotřebitelů. Celkově bylo osloveno 285 lidí s rozdílným vzděláním, zaměstnáním a z také různých okresů České a Slovenské republiky. Celkový počet dotazovaných byl tvořen 69 muži a 216 ženami. Z ČR bylo 41 dotazovaných osob a ze SR 237. Zbylých sedm dotazovaných bylo jiné národnosti.
Pro zjednodušení a zpřehlednění získaných výsledků byly potraviny rozděleny do 5 základních skupin: 1. Potraviny cereální : chléb konzumní a extrudovaný, pečivo, toasty. 2. Jídla z brambor: hranolky, pečené brambory, placky. 3. Slané snacky: bramborové chipsy, slané tyčinky, suchary, kukuřičné křupky. 4. Sladkosti: perníky, medovník, oplatky, sušenky, piškoty, müsli tyčinky, snídaňové cereálie, čokoláda, nutela. 5. Nápoje: káva, kávoviny, kakao, horká čokoláda.
Při porovnání zatížení lidského organismu akrylamidem je patrný rozdíl v podílu jednotlivých potravin na celkovém denním příjmu akrylamidu u mužů a žen (obr. 3 a 4). U mužů jsou hlavními zdroji akrylamidu potraviny cereální (31,38 %), u žen jsou dominantním zdrojem akrylamidu v každodenní stravě především sladkosti (49,47 %). Muži 28,93%
31,38% 25,30%
8,03%
6,36%
Nápoje
Sladkosti
Slané snacky
Potraviny z brambor
Potraviny cereální
Obr. 3 Podíl jednotlivých potravin v denním příjmu akrylamidu u mužů (Marková et al., 2010)
23
Ženy 49,47% 25,05% 11,44%
8,52%
Nápoje
Sladkosti
Slané snacky
5,53% Potraviny z brambor
Potraviny cereální
Obr. 4 Podíl jednotlivých potravin v denním příjmu akrylamidu u žen (Marková et al., 2010) Velice zajímavé je i zastoupení potravin v denním příjmu akrylamidu s rostoucím věkem dotazovaných (obr. 5). S přibývajícím věkem se mění především zastoupení sladkostí, kdy s rostoucím věkem dochází ke snížení jejich podílu v každodenní stravě. Naproti tomu dochází k nárůstu konzumace cereálních potravin a nápojů, tedy hlavně kávy (představuje téměř 90 % skupiny nápoje), která je významným zdrojem akrylamidu (Marková et al., 2010). Příjem akrylamidu v závislosti na věku a druhu potravin 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% do 20 let Nápoje
21-30 let Sladkosti
Slané snacky
31-40 let
41-50 let
Potraviny z brambor
50 a více let Potraviny cereální
Obr. 5 Změny v zastoupení potravin v denním příjmu akrylamidu v závislosti na zvyšujícím se věku (Marková et al., 2010)
24
Výrazné, ale očekávané, rozdíly v podílu potravin na denním příjmu akrylamidu jsou také v hlavních denních jídlech. Podle očekávání jsou hlavními zdroji akrylamidu při snídani cereální potraviny (44,86 %), sladkosti (34,00 %) a také nápoje (20,32 %). Během oběda velmi výrazně převládají potraviny z brambor (77,99 %), což také není nijak zvlášť překvapující vzhledem k tomu, že bramborové produkty jsou v současnosti nejrozšířenějšími přílohami. Při večeři dominují opět potraviny cereální (48,61 %) a v menší míře potraviny z brambor (27,29 %). Významnou měrou se na denním příjmu akrylamidu podílejí také sladkosti (52,08 %) a o něco méně i různé slané snacky (23,41 %). Ty jsou konzumovány ve značné míře především mimo hlavní jídla. Při srovnání podílu potravin na denním příjmu akrylamidu u dotazovaných původem z České a Slovenské republiky jsou také patrné rozdíly i když v menší míře. Nejvýraznější rozdíl je v podílu konzumace sladkostí, kdy dotazovaní slovenského původu konzumují až o 13 % více sladkostí než dotazovaní české národnosti, v jejichž případě je naproti tomu zvýšená konzumace slaných snacků, a to asi o 6 % (Marková et al., 2010). 3.2.5
Toxicita akrylamidu
Vědci prokázali nejen pravděpodobný vznik akrylamidu, ale i schopnost vazby akrylamidu v lidských buňkách na DNA, které jsou základem dědičné informace. To jen prohloubilo obavy z rakovinotvorného účinku akrylamidu (Zrůst, 2004). Podle prvních údajů WHO byl odhad průměrného denního příjmu akrylamidu z potravin 0,3-0,8 µg/kg tělesné hmotnosti. Ve zprávě výboru JECFA z února 2005 se uvádí, že po zpracování údajů ze 17 zemí, které poskytly výsledky svých pozorování, se průměrný denní příjem akrylamidu v celé populaci odhaduje na 1 µg/kg tělesné hmotnosti a pro vysoko zatíženou skupinu asi 4 µg/kg tělesné hmotnosti. Tato skupina zahrnuje i děti a mládež, což souvisí jednak s jejich nízkou tělesnou hmotností, jednak se stravovacími návyky mládeže. V tomto případě je však třeba brát v úvahu, že v návaznosti na možné karcinogenní důsledky je doba expozice poměrně krátká (Ciesarová, 2005). Pod pojmem karcinogeny se rozumějí všechny sloučeniny, které mohou způsobit maligní zvrhnutí normálních tělních buněk na buňky nádorové. Karcinom často vzniká teprve v organismu metabolickou přeměnou přivedeného prekarcinogenu. Výzkum karcinogenů je značně znesnadněn velmi rozdílnou citlivostí různých orgánů a tkání vůči rakovinotvorným látkám. Využití dat z pokusů na zvířatech u člověka je v této
25
oblasti experimentální medicíny mnohem obtížnější než v jiných sekcích výzkumů (Lüllmann et al, 2004). Karcinogenní účinky akrylamidu se testovaly ve dvou experimentech na potkanech. Experiment poukázal na zvýšení výskytu nádoru v různých tkáních (viz tabulka 3). Informace o celkovém počtu zvířat, které onemocněly nádorem nebyl k dispozici ze žádné z prováděných studií (Anonym, 2005). Expozice akrylamidem zvyšuje počet nádorů v různých orgánech myší a potkanů vystavených této látce v pitné vodě, a to v množství 2 mg/kg tělesné hmotnosti/den. Postiženými orgány mohou být např. mléčná žláza, děloha, játra, nadledviny, plíce a kůže. Z hlediska stanovení karcinogenní povahy pro člověka existují odlišné závěry různých institucí, v závislosti na použitém matematickém modelu – při exponované dávce 1 µg/kg tělesné hmotnosti/den po dobu celého života lze očekávat pravděpodobnost zvýšení počtu nádorových onemocnění na: •
4,5/1000 osob (dle EPA)
•
0,7/1000 osob (dle WHO)
•
10/1000 osob (dle Granath, Stockholm University)
Tab. 3 Množství potkanů s nalezeným nádorem po expozici akrylamidem po dobu dvou let v orální dávce v pitné vodě (Anonym, 2005) Typ nádoru
Pohlaví Dávka akrylamidu (mg/kg tělesné hmotnosti/den) 0 0,01 0,1 0,5 2,0 M 1/60 0/58 2/59 1/59 7/59
nádor štítné žlázy M 3/60 0/60 7/60 tkáň obalů varlat M 3/60 7/59 7/60 nádor nadledvin F 10/60 11/60 9/60 nádor prsu * F 1/60 2/59 1/60 nádor CNS F 1/58 0/59 1/59 nádor štítné žlázy F 0/60 3/60 2/60 nádor ústní dutiny F 1/60 2/60 1/60 nádor dělohy F 25/59 30/60 32/60 nádor hypofýzy * CNS = centrální nervový systém; M = samci; F = samice
26
11/60
10/60
5/60
10/60
19/58 1/60 1/58
23/61 9/61 5/60
1/60
7/60
0/59
5/60
27/60
32/60
Karcinogenní látky se rozdělují do jednotlivých kategorií. Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC - International Agency for Research on Cancor) stanovila pět těchto kategorií. Akrylamid byl na základě provedených studií zařazen do skupiny 2A jako pravděpodobný lidský karcinogen (Dunovská et al., 2003). •
Skupina 1 – prokázaný karcinogen pro člověka.
•
Skupina 2A – pravděpodobně karcinogenní pro člověka.
•
Skupina 2B – podezřelý karcinogen pro člověka.
•
Skupina 3 – neklasifikovaný.
•
Skupina 4 – pravděpodobně není karcinogenní pro člověka. Četné studie prováděné na velkém počtu živočišných druhů ukázaly, že nervový
systém je hlavním místem toxického působení akrylamidu. Dostatečné a opakované vystavení organismu akrylamidu způsobuje degenerativní změny periferních nervů, které pramení z akumulace poškození v postižených místech (tabulka 4). Nerakovinné efekty u zvířat opakovaně vystavených akrylamidu orální cestou (Anonym, 2005). Pojmy vyskytující se v tabulce 4: M = samci; F = samice; ND = nestanoveno; LOAEL = lowest-observed-adverse-effect level = nejnižší dávka, při které byl sledován škodlivý účinek; NOAEL = no-observed-adverse-effect level = dávka při, které nebyl sledován škodlivý účinek. Například – stejný stupeň neurotoxicity byl pozorován u myší, které dostávaly dávku 50 mg/kg tělesné váhy po dobu 11 dnů jako u myší, které dostávaly pitnou vodu obsahující akrylamid v dávce 21 mg/kg tělesné váhy po dobu 40 dnů. Pokračující dávkování akrylamidu prokázalo degeneraci nervových zakončení v mozkových oblastech kritických pro učení, paměť a ostatní kognitivní funkce (např. mozkovou kúru, talamus a hippotalamus) a tyto leze mohou předcházet morfologickým změnám nervu. U krys vystavených akrylamidu v pitné vodě po 90 dnů byl NOAEL
(nejnižší dávka, při které byl sledován škodlivý účinek) pro morfologické změny v nervech měřený pomocí elektronového mikroskopu 0,2 mg/kg tělesné váhy/den (Anonym, 2005). Vědcům se však doposud prostřednictvím mnoha studií nepodařilo prokázat existenci vzájemného vztahu mezi akrylamidem v potravinách a výskytem rakoviny u lidí (Ciesarová, 2005).
27
Tab. 4 Nerakovinné efekty u zvířat opakovaně vystavených akrylamidu orální cestou (Anonym, 2005) Druh zvířete
Podmínky expozice (mg/kg/den) 0; 0,05; 0,2; 1; 5; 20; 90 dnů v pitné vodě
NOAEL (mg/kg/den)
Účinky LOAEL (mg/kg/den)
0,2 1 5 5 5
1 5 20 20 20
Potkan F344
0; 0,01; 0,1; 0,5; nebo 2,0 2 roky v pitné vodě
0,5 2 0,5 0,5 2
2 ND 2 2 ND
Potkan F344
0; 0,1; 0,5; 2,0 (M) 0; 1,0; 3,0 (F) 2 roky v pitné vodě
Potkan F344
Potkan F344
Myš
0,5 M 1,0 F 2,0 M 3,0 F 0,5 M 1,0 F 0,5 2,0 M 3,0 F 0; 0,5; 2,0; 5,0 2,0 2 generace 2,0 v pitné vodě ND 0,5
2,0 M 3,0 F ND ND 2,0 M 3,0 F 2,0 ND ND 5,0 5,0 M 0,5 M 2,0 M
0; 0,8; 3,1; 7,5 3,1 2 generace 7,5 v pitné vodě 3,1 7,5 3,1F
7,5 ND 7,5 ND 7,5 F
0; 5; 10; 15; 20 Potkan v období SD (Sprague- březosti 6-10 dnů Dawley) sondou
10 10 ND 10
15 15 5 15
28
Morfologické změny nervů Degenerativní změny nervů Sešikmení chodidel zadních končetin Pokles tělesné hmotnosti(820 %) Atrofie varlat a kosterního svalstva Degenerativní změny nervů Sešikmení chodidel zadních končetin Pokles tělesné hmotnosti (<5 %, pouze samci) Časná mortalita po 24 týdnech Degenerativní změny nervů Sešikmení chodidel zadních končetin Pokles tělesné hmotnosti (8-9 %) Časná mortalita po 60 týdnech
Degenerativní změny nervů Sešikmení chodidel zadních končetin Pokles tělesné hmotnosti (pouze samci 4-6 %) Degenerativní změny nervů Mírné nedostatky síly stisku Sešikmení chodidel zadních končetin Pokles tělesné hmotnosti (8 %) Pokles tělesné hmotnosti u matek Sešikmení chodidel zadních končetin Pokles tělesné hmotnosti u potomků Zvýšení pohybové aktivity Snížení úlekové reakce u potomků
V jiných experimentech, zabývajících se reprodukcí, vykazovali při orálních dávkách akrylamidu větších než 7 mg/kg tělesné váhy/den hlodavci samčího pohlaví menší plodnost, dominantní smrtelné efekty a nepříznivý vliv na počet a morfologii spermií. U samic hlodavců, při dávkách 2,5 mg/kg tělesné váhy/den a výše, nevykazoval žádný nepříznivý účinek na plodnost nebo reprodukci, kromě malého snížení tělesné hmotnosti u mláďat. Ve studii vývojové toxicity vykazoval akrylamid fetotoxický účinek pro myši pouze v maternotoxické orální dávce 45 mg/kg tělesné váhy/den a nebyl teratogenní pro myši nebo krysy. Ve studii vývojové neurotoxicity, při které byl akrylamid dávkován orálně od 6. dne březosti až po 10. den laktace, byl NOAEL vývojové neurotoxicity 10 mg/kg tělesné váhy/den. Celkový NOAEL pro reprodukční a vývojové účinky byl 2 mg/kg tělesné váhy/den (Anonym, 2005). Také vědci ze švédského Karolinska institutu ve Stockholmu zkoumali toxicitu akrylamidu. Zde byl výzkum zaměřen již na lidi. V rámci nejnovějšího výzkumu sledovali celkem více než 45 000 mužů po dobu delší než 9 let a neprokázali existenci žádného vztahu mezi přísunem akrylamidu potravinami a rizikem onemocnění na rakovinu střevního traktu. Dále pak tým nizozemských vědců z univerzity v Maastrichtu pod vedením Janneke Hogervorst v rámci analytické studie šetřil, zda příjem akrylamidu při dietě má souvislost s rizikem vzniku rakoviny plic. Do studie bylo zapojeno 58 279 mužů a 62 573 žen. Příjem akrylamidu byl stanovován na základě konzumace potravin, který vědci zjišťovali prostřednictvím dotazníku, ve kterém účastníci uváděli podrobnosti o svých stravovacích zvyklostech. Po uplynutí více než 13 let byla u 1 600 mužů a 295 žen diagnostikována rakovina plic. Když vědci rozdělili participanty do pěti skupin na základě příjmu akrylamidu, nebyl prokázán statisticky významný rozdíl ve výskytu rakoviny plic mezi skupinami mužů, které konzumovaly nejvyšší a nejnižší množství potravin obsahujících akrylamid. Naopak překvapivě vědci prokázali, že ženy, které konzumovaly pokrmy bohaté na akrylamid byly statisticky významně méně postiženy výskytem rakoviny plic v porovnání se ženami, které konzumovaly potraviny v nízkým obsahem akrylamidu. Tato zjištění předpokládají, že akrylamid je spojený u lidí s karcinogenezí jinak než prostřednictvím genotoxicity (vlastnost látek, které jsou typem specifických karcinogenů, schopných aktivity zvané genetická mutace a podporujících vznik tumorů). Vědci vyslovili hypotézu, že akrylamid může ovlivňovat hormonální
29
rovnováhu, čímž by bylo možné vysvětlit, jak může souviset s redukcí rakoviny plic, ale zvyšovat riziko výskytu endometriálních a ovariálních tumorů (Nehasilová, 2009). 3.2.6
Eliminace obsahu akrylamidu v potravinách
V návaznosti na zjištění akrylamidu v potravinách se potravinářský průmysl a další zúčastněné strany, včetně legislativních orgánů rozhodly zjistit, jak akrylamid v potravinách vzniká, a určit metody, kterých lze využít ke snížení obsahu AA v potravinách. „Soubor nástrojů“ vypracovaný Konfederací výrobců potravin a nápojů EU (CIAA) obsahuje podrobnosti o stávajících metodách, které vedou ke snižování obsahu akrylamidu v potravinách. Umožňuje uživatelům zhodnotit a určit, jaká opatření k eliminaci zvolit. Jak již bylo řečeno, (kap. 3.1.1), asparagin, glukosa a fruktosa jsou tedy považované za hlavní prekurzory tvorby akrylamidu, přičemž asparagin se svojí amidovou skupinou tvoří základ molekuly akrylamidu. Z doposud poznaného mechanismu vzniku akrylamidu v tepelně upravovaných potravinách je možné uvažovat o způsobech eliminace vzniku akrylamidu v potravinách buď cestou snižování obsahu asparaginu, nebo redukcí obsahu sacharidů, zásahem do mechanismu eliminací prekurzorů, nebo úpravou technologického procesu zpracování potravin. Výběr způsobu je podmíněný mnoha faktory (zachování senzorických a kvalitativních vlastností výrobku, mikrobiologická bezpečnost, technologická náročnost zpracování aj.). V cereálních produktech je limitujícím krokem dostupnost asparaginu, v bramborových produktech zase dostupnost redukujících sacharidů (Ciesarová, 2005). Výsledný obsah akrylamidu je možné ovlivňovat na jednotlivých úrovních technologického zpracování cereálních výrobků. Klíčovými faktory jsou agronomické zpracování surovin, úprava receptury, podmínky při zpracování výrobků nebo finální úprava výrobků (Kukurová et al, 2010). Bylo prokázano, že pro výsledný obsah akrylamidu je nevyhnutelné snížit vstupní koncentraci aminokyseliny asparaginu. Obsah asparaginu v mouce závisí na použité odrůdě, ale i klimaticko-půdních podmínkách pěstování. V současnosti probíhají výzkumy zaměřené na šlechtění odrůd se sníženým obsahem této aminokyseliny (Ciesarová et al., 2008). Eliminace akrylamidu je také možná přídavkem jiných aminokyselin jako je např. glycin, případně jednomocných a dvojmocných kationů anorganických solí (převážně sodných a vápenatých), u kterých mechanismus účinku spočívá jednak
30
v zabránění tvorby Schiffovy báze jako meziproduktu Maillardových reakcí (Gökmen, Senyuva, 2007). Další možností snížení obsahu akrylamidu je aplikace enzymu asparaginása. Účinkem enzymu dojde k přeměně hlavního prekurzoru akrylamidu (aminokyselina asparagin), na kyselinu asparaginovou, ze které se už v době tepelného zpracování potravin akrylamid netvoří. Nespornou výhodou enzymatické eliminace je to, že neovlivňuje výsledné organoleptické vlastnosti hotového výrobku. Aktivita enzymu je závislá na pH prostředí (optimum účinků má v neutrální oblasti), obsahu vody v těstě a teploty inkubace. Obecně platí, že se zvyšující se teplotou aktivita narůstá, ale při 70 °C se už enzym degraduje (Hendriksen et al., 2009). Následující metody eliminace obsahu akrylamidu byly použity v některých druzích výrobků (tabulka 5-9). Nicméně s ohledem na obrovské množství nejrůznějších receptur, přísad a postupů používaných v tradiční výrobě (sušenek, keksech, chlebu, pečivu, snídaňových cereáliích, smažených výrobcích z brambor a hranolcích), neexistuje jednoduchý způsob omezení vzniku akrylamidu. Například kynutý křupavý chléb obsahuje výrazně méně akrylamid než křupavý chléb nekynutý, ale každý z nich má své charakteristické vlastnosti (Anonym, 2009).
31
Tab. 5 Metody eliminace obsahu akrylamidu v sušenkách, keksech a křupavém chlebu (Anonym, 2009) Výrobní
Metody eliminace
Poznámky
Pokud se používají kypřící látky, například v tvrdých sladkých sušenkách, pomůže někdy nahrazení NH4HCO3. Mezi jeho alternativy patří K2CO3 s vinanem draselným nebo difosforečnan sodný s NaHCO3.
Může to mít vliv na zmenšení množství těsta, chuť nebo strukturu. Jsou-li použity jako alternativa sodné soli, dejte si pozor, aby hotový výrobek neobsahoval příliš mnoho sodíku. Použití asparaginázy nemá vliv na kvalitu, avšak účinnost se může u různých výrobků lišit a je třeba ji ověřit případ od případu. Pečlivě sledujte vliv na barvu a chuť hotového výrobku.
fáze
Receptura
Asparagináza je určena k vyzkoušení pro určité výrobky, např. perník, křupavý chléb (knäckebrot) a sušenky s vysokým obsahem tuku a cukru.
Zpracování: podmínky při pečení
Používá-li se fruktóza ve výrobcích jako je perník, měla by být nahrazena glukózou. Měly by se používat pouze glukózové sirupy s nízkým obsahem fruktózy. Celozrnné výrobky jsou sice s ohledem na svou nutriční hodnotu a chuť vhodné, ale při menším množství celozrnné mouky se tvoří méně AA. Delší pečení při nižších teplotách, ale na stejný konečný obsah vlhkosti, bylo pro omezení AA v některých výrobcích účinné.
32
Významným snížením celozrnného obsahu poklesne nutriční kvalita výrobku. Výrobek bude mít světlejší, méně „propečenou“ barvu. Pozor na nedopečení.
Tab. 6 Metody eliminace obsahu akrylamidu v pečivu (Anonym, 2009) Výrobní
Metody eliminace
Poznámky
Je-li to možné, raději volit mouky vyrobené z obilovin s nízkým obsahem asparaginu, aby se tak minimalizoval vznik AA během pečení. Celozrnné výrobky jsou pro svou nutriční hodnotu vhodné, ale celozrnná mouka oproti jiným obsahuje velké množství asparaginu. Omezit celozrnný obsah v receptuře. Nepřidávat do receptury redukující cukry. Přidáním vápenatých solí (uhličitan a síran vápenatý) dojde k omezení vzniku AA.
Není vždy možno provést, neboť vlastnosti chleba závisí na použité obilovině. Snížení obsahu celozrnné mouky ve výrobku není řešení, jelikož konzumace celozrnných výrobků je zdraví prospěšná. U mnohých výrobku je již nyní snížené množství redukujících cukrů. Větší množství vápenatých solí může ovlivnit vlastnosti a kvalitu výrobku. Pečivo bude světlejší. Může to mít vliv na přijatelnost ze strany spotřebitelů.
fáze
Receptura
Zpracování:
Upravit dobu a teplotu pečení tak, aby se zabránilo přílišnému zhnědnutí kůrky.
podmínky při pečení
Prodloužit dobu kynutí, může to omezit vznik AA.
33
Může to mít vliv na typické vlastnosti výrobku. A je možné zvýšení jiných kontaminujících látek.
Tab. 7 Metody eliminace obsahu akrylamidu ve snídaňových cereáliích (Anonym, 2009) Výrobní
Metody eliminace
Poznámky
Omezit použití redukujících cukrů ve fázi tepelné přípravy za vyššího tlaku u cereálií v dávkovém procesu.
Nadbytek redukujících cukrů v tomto stádiu způsobuje, že cereálie jsou příliš tmavé. V některých zemích se objevilo několik druhů müsli, ve kterém byly zapečené kousky s obsahem NH4HCO3. Jemně opražené mandle dobře vypadají, ale nemají tak výraznou chuť.
fáze
Receptura
Zvážení možnosti příměsí do cereálií. Jsou-li v nich zapečené kousky podobající se sušenkám, je vhodné si prostudovat eliminaci AA pro sušenky. Silně opražené mandle obsahují více AA než mandle jemně pražené.
Zpracování: podmínky při pečení
Pečení/opékání při nižších teplotách, ale na stejný konečný obsah vlhkosti, pomáhá u některých výrobků účinně snížit obsah AA. Nastavit opékání tak, aby byla barva jednotná, tmavší kusy pravděpodobně obsahují nejvíce AA.
34
Výrobek musí být ale dopečený, jinak by to vedlo ke zvětrávání při skladování. Nicméně je ale snaha o docílení stejnoměrného zbarveni produktu.
Tab. 8 Metody eliminace obsahu akrylamidu ve smažených výrobcích z brambor (Anonym, 2009) Výrobní fáze
Metody eliminace
Poznámky
Agronomická: obsah cukrů v bramborách
Výběr odrůdy s optimálním množstvím redukujících cukrů. Rozhodnutí pro danou odrůdu by mělo vycházet z posouzení barvy smaženého vzorku nebo z možnosti kontrolovat obsah AA prostřednictvím jiných nástrojů.
Agronomická: skladování a přeprava brambor
Skladování při vyšší teplotě než 6 ºC, po celou dobu hlídat skladovací teploty. Nenechávat brambory přes noc venku v mrazu.
Zpracování: předúprava, blanšírování
Omýt bramborové plátky v teplé/horké vodě, aby se odstranily přebytečné cukry.
Zpracování: regulace smažení
Přizpůsobit dobu, teplotu smažení a nastavení nádoby na smažení tak, aby vznikl křehký výrobek zlatavé barvy.
Otestovat příchozí dodávky brambor na obsah cukrů nebo je zkusit hned osmažit (zda se docílí zlatavé barvy).Nepoužívat brambory, které ztmavnou. Zkusit osmažit brambory, které byly skladovány dlouhou dobu při nízkých teplotách. Odležet 14 dní v teplém místě, pokud po smažení je barva tmavá. Blanšírování má negativní dopad na kvalitu hotového výrobku, proto se o tom uvažuje, jako o možnosti poslední volby. Delší smažení při nízkých teplotách zvyšuje obsah tuku ve výrobku. Po rychlém smažení – rychlé zchlazení.
Konečná úprava
Na třídicí lince odstranit tmavé lupínky.
35
Tab. 9 Metody eliminace obsahu akrylamidu ve smažených hranolcích (Anonym, 2009) Výrobní fáze
Metody eliminace
Poznámky
Agronomická: obsah cukrů v bramborách
odrůdy s optimálním Výběr množstvím redukujících cukrů. Rozhodnutí pro danou odrůdu by mělo vycházet z posouzení barvy smaženého vzorku nebo z možnosti kontrolovat obsah AA prostřednictvím jiných nástrojů.
Agronomická: skladování a přeprava brambor
Skladování při vyšší teplotě než 6 ºC, po celou dobu hlídat skladovací teploty. Nenechávat brambory přes noc venku v mrazu.
Zpracování: předúprava, blanšírování
Blanšírovat hranolky ve vodě, aby se snížil obsah cukrů před tepelnou úpravou.
Otestovat příchozí dodávky brambor na obsah cukrů nebo je zkusit hned osmažit (zda se docílí zlatavé barvy).Nepoužívat brambory, které ztmavnou. Zkusit osmažit brambory, které byly skladovány dlouhou dobu při nízkých teplotách. Odležet 14 dní v teplém místě, pokud po smažení je barva tmavá. Přidání difosforečnanu sodného během poslední fáze blanšírování sníží obsah AA.
Zpracování: přesmažení, tloušťka hranolků Konečná úprava
Přesmažit hranolky. Krájet silnější hranolky.
Na třídicí lince odstranit tmavé lupínky.
36
V přesmažených hranolkách je AA málo nebo v nich není vůbec. Smažením při nižších teplotách do stejné barvy se zvyšuje množství tuku v hotovém výrobku.
3.3 Chlorpropanoly (3-MCPD) Od poloviny 20. století prakticky po celém světě výrazně roste spotřeba různých potravinových přísad. Účelem jejich použití je vždy zvýšení senzorické, nutriční nebo užitné (funkční) jakosti potravin rostlinného nebo živočišného původu a pokrmů z nich připravených. Velmi významné místo mezi používanými přísadami zaujímají kořenící přípravky, jejichž základem jsou hydrolyzáty rostlinných bílkovin. V potravinářském průmyslu se používají zejména pro zlepšení chuti a aroma polévek, omáček, salátů, masových a zeleninových pokrmů a hotových pokrmů. Snad veškeré potraviny a potravinářské suroviny, které slouží k výživě člověka, obsahují některé látky představující určité zdravotní riziko. Technologie kyselé hydrolýzy může vést ke vzniku toxických tzv. chlorhydrinů glycerolu (MCPD a DCP) (Pánek, 2007). Tyto chlorované látky byly objeveny v potravinách již v roce 1978 a od té doby jsou podrobně zkoumány jako potenciální karcinogeny a mutageny s negativními účinky na lidské zdraví. Chlorované propanoly vznikají během výroby kyselých bílkovinných hydrolyzátů získávaných z různých bílkovinných surovin hydrolýzou kyselinou chlorovodíkovou. Původní surovina obsahuje určitý podíl tuků, které se částečně rozloží na glycerol. Ten pak spolu se zbylými tuky reaguje s kyselinou chlorovodíkovou za vzniku malého množství chlorpropanolů. V dalších potravinářských produktech může být jejich zdrojem i kuchyňská sůl nebo epichlorhydrinové pryskyřice, které jsou součástí některých ionexů pro úpravu vody nebo složkou obalových materiálů (Kocourek, 2007). Dalšími surovinami pro výrobu kyselých hydrolyzátů mohou být odtučněný sójový šrot, pšeničný lepek a kukuřičná mouka. Všechny suroviny obsahují minimálně 50 % bílkovinného podílu, dále balastní látky (celulosa atd.), menší množství využitelných sacharidů (hlavně škrobu) a zbytkový tuk. Bílkovinný podíl pšeničného lepku a sójového šrotu obsahuje proteinové frakce, které mohou vyvolávat alergické reakce a v případě frakcí lepku i celiakii (Pánek, 2007). Při kyselé hydrolýze vzniká nejčastěji 3-MCPD. 2-MCPD je zastoupen přibližně desetkrát méně a ostatní chlorpropanoly jsou minoritní. Chlorpropanoly se v potravinách vyskytují nejen volné, ale i ve formě esterů s vyššími mastnými kyselinami (Stadler et al., 2007). Enantiomery opticky aktivních chlorpropanolů vykazují rozdílné biologické účinky, a proto je znalost jejich obsahu ve výrobcích určených k lidské výživě velice žádoucí. Objasnění stereochemie reakcí může pomoci
37
v odhalení mechanismu vzniku a dekontaminace chlorpropanolů v nejrůznějších potravinách a potravinářských přísadách. Za nejvýznamnějším zdroj dietární expozice člověka chlorpropanolům byly považovány kyselé hydrolyzáty bílkovin (v anglické literatuře uváděny termínem „hydrolysed vegetable proteins“, HVP), které se široce používají v potravinářském průmyslu jako složky kořenících přípravků a sójových omáček či jako koření a přísady při výrobě pikantních potravinářských a dehydratovaných výrobků. Kyselé hydrolyzáty bílkovin jsou obvykle získávány z různých na bílkoviny bohatých rostlinných materiálů, např. z olejnatých semen či z pšeničného lepku hydrolýzou kyselinou chlorovodíkovou (Kocourek, 2007). 3.3.1
Technologie výroby
Pro kyselou hydrolýzu se požívají běžné rostlinné suroviny, jako jsou odtučněna olejnatá semena (sója a semena podzemnice olejné) a proteiny z kukuřičného škrobu, pšenice, rýže a droždí. Tyto ingredience jsou hydrolyzovány poměrně koncentrovaným roztokem kyseliny chlorovodíkové (asi 20%) za zvýšeného tlaku (Pánek, 2007), při teplotě 70–135 ºC, po dobu až 8 hodin. Byly ovšem i hlášeny doby mezi 20-35 hodinami při tlaku většinou vyšším než atmosférický tlak. Po ochlazení je hydrolyzát neutralizován. A to buď uhličitanem sodným, nebo hydroxidem sodným na pH 5-9 při teplotě mezi 90–100 ºC po dobu 90–180 minut. Poté je do směsi přidána kyselina chlorovodíková pro upravení pH na 4,8-5,2. Hydrolyzát je pak filtrován. Odstraní se tak nerozpustné frakce karbohydrátu, neboli technologický odpad humin (Anonym, 2008). Huminy obsahují nehydrolyzovatelný podíl původních surovin (hlavně celulosu, případně lignin a další látky), barevné, ve vodě nerozpustné melanoidiny (vznikající opět jako produkt reakcí neenzymového hnědnutí), chlorid sodný a případně i nezreagované bílkoviny, které se vysrážely při neutralizaci. Odpadní huminy mohou být následně dále zpracovány a použity jako hnojivo nebo krmivo (Pánek, 2007). Pro dosažení požadované specifikace se používá aktivní uhlí. Odstraní se tak nežádoucí barevné pigmenty ze směsi. Po další filtraci může být hydrolyzát obohacen o další dochucovací složky. Produkt se vyrábí buď jako tekutina (s 30-50 % sušiny, což odpovídá 2-3 % celkového dusíku), nebo v pevném stavu (97-98 % sušiny). Pevný hydrolyzát vzniká vakuovým sušením, rozprašovacím sušením nebo odpařováním kapalného podílu (Anonym, 2008).
38
3.3.2
Toxicita 3-MCPD
Genotoxicita a karcinogenita in vitro již byla prokázána, avšak zatím není žádný důkaz o genotoxické aktivitě in vivo. Toxikologické efekty jsou různé i u jednotlivých enantiomerů. Tak např. (S)-enantiomer 3-MCPD způsobuje ve vyšších dávkách neplodnost u samců krys, naproti tomu jeho (R)-isomer má škodlivé účinky na ledviny (Anonym, 2010). 3.3.3
Monitorování 3-MCPD v potravinách
V současné době jsou produkty s obsahem chlorpropanolů přísně monitorovány kontrolními orgány. Vědecký výbor pro potraviny (SCF) Evropské komise posoudil toxikologická data pro 3-MCPD a tehdejší údaje o výskytu v potravinách a v květnu 2001 stanovil maximální tolerovatelný denní příjem (TDI) na 2 µg/kg tělesné hmotnosti, to je 14 µg pro osobu o hmotnosti 70 kg (Anonym, 2010). V rámci EU musí produkty obsahující 3-MCPD vyhovět legislativnímu požadavku na maximální povolený limit 20 µg·kg-1 pro 3-MCPD v kyselých bílkovinných hydrolyzátech a sójové omáčce obsahující 40 % sušiny. Tyto požadavky jsou uvedeny v Nařízení Komise č. 2006/1881/ES. V posledních letech byl ale 3-MCPD objeven i v mnoha dalších druzích potravin jako jsou sušenky, pekařské výrobky, masné a rybí produkty, polévky, uzeniny, karbanátky, koblihy a v některých tradičních přísadách jako jsou např. speciální tmavé slady, upravené škroby a extrakty masa. Jde především o potraviny s vyšším obsahem tuků, chloridu sodného, nízkou aktivitou vody a vystavené působení vyšších teplot. Dále se zjistilo, že domácí příprava pokrmů má rovněž za následek zvýšené hodnoty 3MCPD, např. v topinkách a smažených sýrech (Kocourek, 2007). 3.3.4
Eliminace obsahu 3-MCPD v potravinách
Následující informace jsou pouze obecným doporučením, které výrobci mohou použít při výrobě. K minimalizaci koncentrace 3-MPCD ve finálním produktu mohou být použity tři zásady. První z nich zahrnuje pečlivou kontrolu kyselé hydrolýzy, druhou zásadou je použití následné neutralizace k eliminaci vzniku 3-MPCD, a třetí využívá kyselinu sírovou jako náhražku za kyselinu chlorovodíkovou. Tyto metody mohou snížit hladinu 3-MPCD v kyselých hydrolyzátech.
39
Vzhledem k první strategii, teplota a doba ohřevu musí být kontrolovány současně. Obvykle se hydrolytická reakce provádí zpočátku při teplotách 60–95 ºC po dobu 150 minut. Poté je teplota reakce postupně zvyšovaná až na teploty 103-110 ºC. Jakmile je dosaženo maximální teploty, měla by se udržovat po 2–35 hodin a výsledný hydrolyzát pak chladit přes 3 hodiny. Následuje neutralizace a filtrace. Důsledná kontrola prokázala snížení množství 3-MPCD v hydrolyzátu pod 10 mg·kg-1. 3-MPCD vytvořený během kyselé hydrolýzy může být odstraněn sekundární alkalickou hydrolýzou. Tato alkalická hydrolýza je jen rozšířením neutralizačního procesu, způsobuje rozklad přítomných chlorpropanolů v hydrolyzátu. Hydrolyzované bílkoviny jsou pak zpracovány zásadami jako je hydroxid draselný, hydroxid sodný, hydroxid amonný nebo uhličitan sodný, přičemž se zvýší pH na 8-13. Následuje zahřátí na teplotu 110–140 ºC po dobu 5 minut. Obecně platí, že alkalické zpracování při vyšším pH a teplotě bude trvat kratší dobu. Po zchlazení by pH výsledného hydrolyzátu mělo být zásadité, ideálně pH nad 8 při 25 ºC. Pokud je pH nižší, výroba pravděpodobně nebyla efektivní a mělo by být provedeno kontrolní měření. Po alkalickém zpracování je pH hydrolyzovaného proteinu upraveno na 4,8-5,5 za použití vhodné kyseliny (např. chlorovodíkové) při teplotě 10–50 ºC. Zde již může proběhnout filtrace, kde se odstraní nerozpustný zbytek a je získán finální produkt. Použití alkalické hydrolýzy prokázalo obsah 3-MCPD v konečném produktu v množství pod 1 mg·kg-1. Bílkovinný hydrolyzát je možné také vyrobit za pomocí kyseliny sírové. Eliminuje se tím přítomnost chlorových iontů, které vedou ke vzniku 3-MPCD. Sójový šrot a kyselina sírová jsou míchány po dobu osmi hodin při tlaku 68 947,57 Pa. Výsledný hydrolyzát je následně neutralizován, filtrován. Vzniká konečný produkt, který je čištěn. Snížené organoleptické vlastnosti kyselého hydrolyzátu vyrobeného pomocí kyseliny sírové, jsou vylepšeny přidáním příchutí (např. glutamát sodný, karamel, kyselina mléčná aj. ; Anonym, 2008).
3.4 Furan Furan je velmi těkavá, čirá kapalina, která má heterocyklickou strukturu s aromatickým charakterem (obr. 6; Kocourek, 2007). Je již velmi dlouho znám jako surovina nebo významný meziprodukt syntézy a přípravy řady lineárních polymerů používaných k výrobě strukturních laminátů odolných k teplotě a dále se používá k výrobě kopolymerů používaných do prostředků určených do myček nádobí jako
40
náhrada za detergenty obsahující fosfor a dusík (Kvasničková, 2005a). První zmínky o výskytu furanu v potravinách se objevily až na konci 70. let, kdy furan byl jako produkt Maillardovy reakce detekován v kávě, karamelu, chlebu, vařeném mase a březovém sirupu. Ve všech případech se jednalo o tepelně opracované produkty (Kocourek, 2007).
Obr. 6 Struktura furanu
V květnu 2004 Úřad pro potraviny a léky v USA (FDA - Food and Drug Administration) publikoval rozsáhlou studii týkající se výskytu furanu v potravinách, která se stala zlomovou, neboť prokázala přítomnost této látky v celé řadě potravin nejrůznějšího druhu a původu. Na přítomnost furanu byly testovány především tepelně opracované potraviny (celkem 334 různých výrobků), z nichž většinu tvořila dětská a kojenecká výživa, byly ale analyzovány také potraviny jako konzervovaná zelenina, ovoce, ryby, maso, omáčky na těstoviny, nutriční nápoje, ovocné zavařeniny, pivo a káva. Furan byl detekován v mnoha potravinách včetně výše zmiňované dětské a kojenecké výživy, nejvyšší množství furanu byla v rámci produktů dětské a kojenecké výživy detekována ve fazolích, dýních a sladkých bramborách balených v konzervách či sklenicích (Kocourek, 2007). Souhrnné výsledky obsahu furanu v potravinách uvádí tabulka 10 (Kvasničková, 2005a). Panel expertů pro kontaminanty (označení skupiny vědců) Evropského úřadu pro potraviny (EFSA) došel k názoru, že podle údajů, které jsou dosud k dispozici (nález furanu v potravinách až 125 µg·kg-1, podle FDA), jde z hlediska bezpečnosti potravin o závažný problém (Kvasničková, 2005b). Velmi podobné výsledky byly publikované také ve studiích ze švýcarského federálního úřadu veřejného zdraví - Swiss Federal Office of Public Health (Reinhard et al., 2004). Furan byl podle IARC (International Agency for Research on Cancer ) zařazen do skupiny 2B, jako podezřelý karcinogen pro člověka (Kvasničková, 2005a).
41
Tab.10 Obsah furanu v potravinách (µg·kg-1), průměrná spotřeba furanu (g/den) s uvedením počtu analyzovaných vzorků (Kvasničková, 2005a) Kategorie potravin
Obsah furanu Počet -1 (µg·kg ) analyzovaných vzorků min max
Průměrná spotřeba furanu (g/den)
3 146 45 791 Káva 112 273 234 Potraviny pro děti - 1 ovesná kaše, šťávy pro kojence a malé děti 2 13 19 870 Kojenecká výživa 61 35 372 Zelenina (konzervovaná 3 v plechu nebo ve skle) 5 7 6 47 Ryby 1 6 18 69 Ovocné šťávy 2 30 13 176 Chléb 4 39 11 217 Masné výrobky < 0,5 1 336 Mléko/výrobky 5 195 12 258 Pivo 73 125 4 1 Med 3 125 84 Ostatní* *) např. polévky, vývary, omáčky, tomato a chilli omáčka, sójová omáčka 3.4.1
Tvorba furanu
Literatura popisuje několik možných principů tvorby furanu. Hlavní cestou jeho tvorby je tepelná degradace, kde dochází k Maillardově reakci. Při této reakci se redukují cukry, většinou v přítomnosti aminokyselin (Yaylayan, 2006). Primárním zdrojem furanu v potravinách je tepelná degradace sacharidů jako je glukóza, laktóza a fruktoza. Furan může být také vytvořen oxidací poly-nenasycených mastných kyselin (PUFA) při zvýšených teplotách, přičemž přidání běžně dostupných antioxidantů (jako např. tokoferol acetát) snížil tvorbu furanu až o 70 % (Becalski, Seman, 2005). Furan byl zjištěn i při sterilaci teplem. Vedle toho byl zjištěn vznik furanu po ionizačním ozáření roztoků jednoduchých cukrů a kyseliny askorbové. Při vytváření furanu hraje významnou úlohu hodnota pH a přítomnost monosacharidů (Suková, 2008). Nově byl zjištěn výskyt furanu v potravinách konzervovaných v plechu a ve skle. To může být důsledkem toho, že se těkavé složky furanu zachycují v potravinářském obalu (Kvasničková, 2005a). Je prokázáno, že při domácí přípravě je v dětské výživě furanu několikanásobně méně. Tento jev je možné vysvětlit tím, že při domácím zpracování jsou potraviny
42
umístěny v otevřené nádobě, čili vznikající furan může během procesu unikat spolu s vodní párou. Oproti tomu, průmyslová výroba tepelně opracovává potraviny již zabalené v dobře uzavřených sklenicích či konzervách, což únik furanu z potraviny znemožňuje (Kocourek, 2007). Objevuje se tak problematika toho, zda nedochází k inhalaci v domácím prostředí nebo v prostředí stravovacích zařízení, kde se potraviny tepelně připravují (Kvasničková, 2005a). 3.4.2
Substituované furany
Furany jsou hlavní skupinou sloučenin tvořících se během Maillardových reakcí a jejich přítomnost v potravinách je dobře známa (Maga, Katz 1979). Chemická sloučenina furan, je odlišná od skupiny dioxinových furanových sloučenin (polychlorované dibenzofurany). Přestože je furan součástí polychlorovaných dibenzofuranových struktur, oboje jsou velmi rozdílné sloučeniny s různými účinky (Vranová, Ciesarová, 2009). 3.4.3
Výskyt furanu v potravinách
Údaje o výskytu furanu v potravinách jsou shrnuty v tabulce 10, a to do 11 kategorií potravin a jsou vyjádřeny jako průměrná spotřeba (g/den). To se netýká potravin pro děti, jelikož počet vzorků v jednotlivých kategoriích nebyl dostatečně vysoký, aby bylo vhodné stanovovat tuto hodnotu. Bylo provedeno 273 analýz výrobků (potraviny pro děti), a ty ukázaly, že se koncentrace furanu pohybuje od nedektovatelné (11 vzorků) až po 112 µg·kg-1. Při uváděném denním příjmu 234 g konzervovaných potravin je výsledná expozice furanu v rozmezí od 0,03-3,5 µg·kg-1 tělesné hmotnosti/den, za předpokladu hmotnosti 6-ti měsíčního dítěte 7,5 kg (Kvasničková, 2005a). Výzkumníci z Agricultural Research Service – výzkumného pracoviště amerického ministerstva zemědělství (USDA) zkoumali, v jaké míře je furan vytvářen při ozařování čerstvě utrženého ovoce a zeleniny (19 druhů: ananas, hrozny, jablka, banány, jahody, melouny, zelené papriky a další druhy), ve kterých jsou výše uvedené složky obsaženy. Bylo zjištěno, že při ozáření gama paprsky 5 kGy při 4 ºC se malé množství karcinogenního furanu vytváří v ananasu nebo hroznech. U citrusů a dalších druhů ovoce a zeleniny bylo vzniklé množství nedetekovatelné, pod 1 ng·g-1 (Suková, 2008).
43
Jiné výzkumy zabývající se obsahem furanu v syrové kávě nezjistily téměř žádný furan, avšak v pražených kávových zrnech byla zjištěna hodnota 4,66 mg·kg-1. Nižší obsah byl zjištěn v mleté kávě, a sice 1,92 mg·kg-1. Mezi kofeinovou a bezkofeinovou mletou kávou není ohledně furanů prakticky žádný rozdíl. V rozpustné kávě je obsah furanů podstatně nižší, a to 0,91 mg·kg-1. Furan byl zjištěn i v kávovinách v množství 1,23 mg·kg-1. Nápoje vyrobené z rozpustné kávy obsahují furan průměrně 11 µg·l-1, v nápojích z kávovaru 21 µg·l-1, v espressu 44 µg·l-1. V případě nápojů z čerstvě mleté kávy závisí obsah furanu také na způsobu přípravy. Nejnižší obsah je zjišťován z obvyklých domácích kávovarů, 18 µg·l-1. V kávě připravené pouhým zalitím vroucí vodou je obsah 20 µg·l-1. Nejvyšší obsah je zjišťován v kávě připravené ve zcela automatických zařízeních z mleté kávy a to až 88 µg·l-1 (Kvasničková, 2005b). Výzkumní pracovníci zaměřují svou pozornost i na posouzení jednotlivých hladin
výskytu
furanu
v obdobných
výrobcích
různých
obchodních
značek
(Kvasničková, 2005c). 3.4.4
Toxicita furanu
Výsledky pokusů na zvířatech naznačují, že se furan ze stravy rychle a účinně absorbuje ze střev. Po inhalaci se furan snadno absorbuje v plicích (asi 90 %) a množství zachyceného furanu závisí na koncentraci v inhalovaném ovzduší. Vzhledem k nízké polaritě furanu, snadno prochází biologickými membránami a dostává se do různých orgánů těla (Kvasničková, 2005a). Furan se rychle metabolizuje pomocí enzymů. Hlavní metabolit nalezený po orálním příjmu u krys byl oxid uhličitý, který je pravděpodobně výsledkem oxidačního metabolismu, který zahrnuje otevření furanového kruhu. Jako klíčový reaktivní a cytotoxický metabolit furanu byl identifikován cis-2-buten-1,4-diol (Burka et al., 1991). Množství furanu, které se dostává do tkání, je omezené vysokou schopností jater eliminovat furan z krevního řečiště (Kvasničková, 2005a). Údaje o toxicitě nejsou ještě dostačující. Chybí údaje o toxických účincích furanu na reprodukci a vývoj. Rovněž chybí údaje ze studií na lidech. Furan se považuje za cytotoxický a po orálním příjmu u krys se toxicita furanu projevuje primárně na játrech. Chybí však údaje o akutní toxicitě furanu. Podle NRC (National Research Council, USA) jsou páry furanu narkotické. Furan je zřetelně karcinogenní pro krysy a myši, přičemž účinek se s dávkou furanu zvyšuje.
44
U krys byla nalezena mononukleární leukémie u obou pohlaví. Byl zjištěn i výskyt karcinomu jater a to již v nejnižší testované dávce 2 mg·kg-1 tělesné hmotnosti (Vranová, Ciesarová, 2009). Na základě dostupných údajů se zdá, že existuje relativně malý rozdíl mezi humánní expozicí a dávkami, které u experimentálních zvířat vedly ke karcinogenním účinkům. Aby se riziko z furanu mohlo spolehlivě vyhodnotit, je zapotřebí více údajů o toxicitě i expozici (Kvasničková, 2005a).
45
4
ZÁVĚR Pro každou potravinu existují určité parametry, které vypovídají o její kvalitě.
Jde především o složení a zastoupení jednotlivých látek. Negativní vliv na jakost potravin však mohou mít kontaminanty. Může se jednat o kontaminanty mikrobiální, enviromentální nebo procesní. Takto jsou označovány látky nacházející se v potravinách, které vznikly až v samotném průběhu zpracování. Těmto kontaminantům se v současné době věnuje velká pozornost, protože představují potenciální hrozbu pro konzumenty. Při zpracování této bakalářské práce byly použity obecné informace týkající se mechanismu vzniku procesních kontaminantů. Mezi nejvýznamnější a nejrozšířenější reakci probíhající při skladování a zpracovaní potravin se řadí Maillardova reakce. Průvodním jevem je vznik hnědých pigmentů, melanoidinů, a proto se tyto reakce nazývají reakce neenzymového hnědnutí. Zároveň dochází ke vzniku důležitých žádoucích senzoricky aktivních sloučenin, které dodávají produktům charakteristické zbarvení, chuť a vůni, ale i k tvorbě některých toxických sloučenin s mutagenními a karcinogenními vlastnostmi. Tímto mechanismem může vznikat např. akrylamid nebo furan. V práci byl charakterizován i kontaminant, zkráceně nazýván 3-MCPD. Ten však vzniká jiným způsobem než akrylamid a furan. Akrylamid byl popsán podrobněji, a to v závislosti na závažnosti a aktuálnosti tématu. Mezi kontaminanty je zařazen teprve krátce, s čímž souvisí i neúplnost legislativních dat. V současné době probíhá celá řada studií, které jsou zaměřené na obsah této látky v potravinách a také na její toxicitu. Množství vzniklého akrylamidu je závislé na množství asparaginu a dostupnosti a typu redukujících sacharidů. Pro vznik akrylamidu je také důležitý určitý teplotní režim. Tvorba začíná při teplotě nad 100°C, s rostoucí teplotou v rozmezí 120 až 210 °C se zvyšuje, ale zároveň stoupá i rychlost jeho degradace. Většina akryalmidu se nahromadí v konečných fázích pečení, grilování nebo smažení. Kategorie potravin, u kterých byly analyzovány vzorky na množství akrylamidu, byly bramborové hranolky, bramborové lupínky, bramborové výrobky pro domácí přípravu pokrmů, chléb, snídaňové cereálie, biskvity, pražená káva, kojenecká výživa ve skle, potraviny pro děti na bázi zpracovaných cereálií a ostatní výrobky. Limit byl stanoven pouze pro obsah akrylamidu ve vodě a to 0,1 µg·l-1.
46
Akrylamid byl na základě provedených studií zařazen do skupiny 2A jako pravděpodobný lidský karcinogen. Existuje již „soubor nástrojů“, který obsahuje podrobné informace a rady pro výrobce potravin, jakým způsobem je možné eliminovat množství akrylamidu. 3-MCPD je zkoumán již delší dobu. Je to látka, která vzniká kyselou hydrolýzou rostlinných bílkovin. Tento kontaminant se nachází především v kyselých bílkovinných hydrolyzátech a sójové omáčce. V posledních letech byl ale 3-MCPD objeven i v mnoha dalších druzích potravin jako jsou sušenky, pekařské výrobky, masné a rybí produkty, polévky, uzeniny, karbanátky, koblihy a v některých tradičních přísadách jako jsou např. speciální tmavé slady, upravené škroby a extrakty masa. Jde především o potraviny s vyšším obsahem tuků, chloridu sodného, nízkou aktivitou vody a vystavené působení vyšších teplot. Pro 3-MCPD byl stanoven maximální povolený limit 20 µg·kg-1 v kyselých bílkovinných hydrolyzátech a sójové omáčce obsahující 40 % sušiny. Vědecký výbor pro potraviny (SCF) Evropské komise posoudil toxikologická data pro 3-MCPD a stanovil maximální tolerovatelný denní příjem (TDI) na 2 µg/kg tělesné hmotnosti. Poslední část práce je zaměřena na furan, který vzniká důsledkem tepelné degradace, při níž se redukují cukry, většinou v přítomnosti aminokyselin. Furan může být také vytvořen oxidací poly-nenasycených mastných kyselin (PUFA) při zvýšených teplotách. Podle nynějších studií byl zjištěn i při použití sterilace potravin teplem. Nachází se zejména v dětské a kojenecké výživě, konzervované zelenině, ovoci, rybách, mase, omáčkách na těstoviny, nutričních nápojích, ovocných zavařeninách, pivě a kávě. Údaje o toxicitě nejsou ještě dostačující, avšak na základě dostupných údajů lze usoudit, že existuje relativně malý rozdíl mezi humánní expozicí a dávkami, které u experimentálních zvířat vedly ke karcinogenním účinkům. I když problematika těchto kontaminantů v potravinách je relativně nová, odpověď na otázku ohrožení lidského zdraví konzumací potravin, které je obsahují, si vyžaduje komplexní přístup odborníků na potraviny, analytiků a toxikologů. V nynější době ještě nejsou stanoveny veškeré legislativní limity, ale již existují první návrhy. V diplomové práci chci pokračovat v problematice procesních kontaminantů, především sledovat výskyt a množství akrylamidu v jednotlivých potravinách.
47
5
PŘEHLED POUŽITÉ LITERATURY
ANONYM, (2001):, SCF, Opinion of the Scientific Committee on Food on 3monochloro-propane-1,2-diol (3-MCPD), EC Health & Consumer Protection – DG, Brussels 2001. Dostupné také z WWW: http://ec.europa.eu/food/fs/sc/scf/out91_en.pdf; staženo 12.01.2010) ANONYM, (2005):, JEFCA, Point FAO/WHO expert committee on food additives, Acrylamide, Sixty-fourth meeting, Rome, 8-17 February. Dostupné také z WWW: ftp://ftp.fao.org/es/esn/jecfa/jecfa64_summary.pdf ANONYM, (2008):, CODEX ALIMENTARIUS, Code of practice for the reduction of 3-monochloropropane-1,2-diol (3-MCPD) during the production ofacid-hydrolysed vegetable proteins (acid-HVPs) and products that contain acid-HVPs, CAC/RCP 642008 1-1969, rev. 4-20031 ANONYM, (2009): The CIAA, 2009. Acrylamide „Toolbox“. Confederation of the food and drink industries of the EU [online]., rev. 12, 2009, s. 1-41. Dostupné z: http://www.ciaa.be/documents/brochures/ac_toolbox_20090216.pdf. BAGDONAITE, K., MURKOVIC, M. (2004): Factors affecting the formation of acrylamide in coffee. Czech J. Food Sci. 22, 22-24, BARTÁČKOVÁ, V., JIRSA, O., BUCHER, P., KLEM, K., VÁŇOVÁ, M., MARTINEK, P., HAJŠLOVÁ, J. (2009): Akumulace akrylamidu v praženém zrnu různých druhů obilovin.. Acta fytotechnica et zootechnica., Mimořádné číslo, s. 30-36. Dostupný také z WWW: www.fem.uniag.sk/acta/download.php?id=541 BECALSKI, A., SEMAN, S. (2005): Furan precursors in food: A model study and development of a simple headspace method for determination of furan. Journal of AOAC International, 88: 102–106. BURKA L.T., WASHBURN K.D., IRWIN R.D. (1991): Disposition of [14C]-furan in the male F344 rat. Journal of Toxicology and Environmental Health, 34: 245–257. CIESAROVÁ, Z. (2005): Minimalizácia obsahu akrylamidu v potravinách. Chem. Listy, 99, 483–491, ISSN: 0009-2770 CIESAROVÁ, Z. , KUKUROVÁ, K., BEDNÁRIKOVÁ, A., HOZLÁR, P., RUCKSCHLOSS, Ľ., (2008): Asparagine content as a pertinent of acrylamide formation in cereal wholegrains and flours, In COST 927 Action Management Committee Meeting Working Groups Meeting, Smolenice, Slovakia, October 2-4, 2008, s. P-04. 48
D'MELLO, F. J. P. (2003): Food safety : contaminants and toxins. Oxford: CABI Publishing, 452 s. ISBN 0-85199-607-8. DUNOVSKÁ, L., HAJŠLOVÁ, J., POUSTKA, J., ČAJKA, T., (2003): Akrylamid v potravinách (Acrylamide in food). Sborník sdělení XXXIV. Symposium o nových směrech výroby a hodnocení potravin (Proceedings of the 34th Symposium on new trends in food production and analysis), Skalský Dvůr, Czech Republic, May 26–28, p. 331–334,
2003.
Dostupné
z WWW:
Proceedings_SK_2003_2.pdf>. ISBN 80-902671-6-5. FRIEDMAN, M. (2003): Chemistry, biochemistry, and safety of acrylamide. A review. J. Agric. Food Chem., 51, 16, 4504 - 4526. GÖKMEN V., SENYUVA H.Z., (2007): Acrylamide formation is prevented by divalent cations during the Maillard reaction, In Food Chem., roč. 103, č. 1, s. 196–203. HENDRIKSEN, H.V., KORNBRUST, B.A., ØSTERGAARD, P.R., STRINGER, M.A., (2009): Evaluating the potential for enzymatic acrylamide mitigation in a range of food products using an asparaginase from Aspergillus oryzae, In J. Agric. Food Chem., roč. 57, č. 10, s. 4168-4176. KOCOUREK, V., (2007): Kontaminanty, pro které limity nebyly stanoveny anebo existují jen v omezeném rozsahu. In Přehled aktuálních problémů v oblasti chemické bezpečnosti potravin. [s.l.] : [s.n.], prosinec 2007 [cit. 2010-01-30]. Dostupné z WWW:
. KUKUROVÁ, K., MARKOVÁ, L., CIESAROVÁ, Z., BEDNÁRIKOVÁ, A., (2010): Nástroje znižovania akrylamidu v cereálnych výrobkoch. Potravinárstvo. 2010, 4, 2, s. 317-321.
Dostupný
také
z WWW:
mc_februar_2010/pdf/3/Kukurova.pdf>., ISSN 1337-0960 KVASNIČKOVÁ, A. (2005a): Furan v potravinách. Informační centrum bezpečnosti potravin
[online].
28.5.2005
[cit.
2010-02-01].
Dostupné
z WWW:
. KVASNIČKOVÁ, A. (2005b): Furan v kávě. Informační centrum bezpečnosti potravin [online].
2.7.2005
[cit.
2009-10-15].
.
49
Dostupné
z WWW:
KVASNIČKOVÁ, A. (2005c): Zpráva EFSA o furanu v potravinách. Informační centrum bezpečnosti potravin [online]. 22.1.2005 [cit. 2009-10-27]. Dostupné z WWW: http://www.bezpecnostpotravin.cz/%5CIndex.aspx?ch=552&typ=1&val=79088&ids=0 KVASNIČKOVÁ, A. (2009): Monitorování akrylamidu v potravinách. Informační centrum bezpečnosti potravin [online]. 14.5.2009 [cit. 2010-03-02]. Dostupné z WWW: LÜLLMANN, H. -- MOHR, K. -- WEHLING, M. (2004): Farmakologie a toxikologie. 2. vyd. Praha: Grada Publishing, 725 s. ISBN 80-247-0836-1. MAGA J., A., KATZ, I. (1979): Furan in foods. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 1549-7852, Vol. 11, 4, s. 355 – 400 MARKOVÁ, L., KUKUROVÁ, K., CIESAROVÁ, Z., ŠIMKO, P., (2010): Expozice akrylamdiem z potravin v SR a ČR. Potravinárstvo. 4, 2, s. 322-329. Dostupný
také
z WWW:
mc_februar_2010/pdf/3/Markova.pdf>. MOTTRAM, D. S., WEDZICHA, B. L., DODSON, A. T., (2002): Acrylamide is formel in the Maillard reaction, Nature 419, 448 - 449. (2002). NEHASILOVÁ, D. (2009): Souvislost mezi rakovinou plic a příjmem akrylamidu. Informační centrum bezpečnosti potravin [online]. 5.5.2009 [cit. 2009-11-29]. Dostupné z WWW: . PÁNEK, J., RAA, T.G., KOUŘIMSKÁ, L., MOLÍN, R., POTŮČEK, T. (2007): Hydrolyzed vegetable proteins - quality and safety (Gidrolizaty belkov - kačestvo i bezopasnost). Proceedings 8th International Forum "XXI Century Food Ingredients", Moscow, 4.-7.12.2007, str. 77 – 81 REINHARD, H., SAGER, F., ZIMMERMANN, H., ZOLLER, O. (2004): Furan in foods
on
the
Swiss
market
–
Metod
and
results.
Mitteilungen
aus
Lebensmitteluntersuchung und Hygiene, 95, s. 532–535. SHAPTON, D., A., SHAPTON, N., F., (1998): Principles and Practices for the Safe Processing of Foods. 1. vyd. Cambridge: Woodhead Publishing, 13 s. ISBN 1-85573362-5. STADLER, R. H., BLANK, I., VARGA, N., ROBERT, F., HAU, J., GUY, P. A., ROBERT, M. C., RIEDIKER, S. (2002): Nature 419, 449 - 453
50
SUKOVÁ, I. (2009): Monitoring furanu v ČR. Informační centrum bezpečnosti potravin
[online].
15.7.2009
[cit.
2010-01-12].
Dostupné
z WWW:
. VRANOVÁ, J., CIESAROVÁ, Z., (2009): Furan in food – a review. Czech J. Food Sci., 27, s. 1–10. VELÍŠEK, J., (2002): Chemie potravin. Vyd. 2. Tábor : OSSIS, 277-303 s. ISBN 8086659-00-3. WATSON, D. H. (2000): Food Chemical Safety : Contaminants. Volume 1. 1. vyd. Cambridge: Woodhead Publishing, 13 s. ISBN 0-8493-1210-8. YAYLAYAN, V., A. (2006): Precursors, formation and determination of furan in food. Journal für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, 1, 5–9. YAYLAYAN, V., A., STADLER, R. H. (2005): Acrylamide Formation in food: A mechanistic perspective. Journal of AOAC Int.
88, 268-275
YAYLAYAN, V., A., WNOROWSKI, A., PEREZ LOCAS, C. (2003): Why asparagine needs carbohydrates to generate acrylamide. J. Agric. Food Chem., 51, 6, 1753-1757. ZRŮST, J. (2004): Nežádoucí, škodlivé, cizorodé látky : Akrylamid. In Faktory ovlivňující obsah nutričně významných a škodlivých látek v hlízách a výrobcích z brambor.
[s.l.] :
[s.n.],
s.
56-67.
Dostupné
z WWW:
. ZYZAK, D. V., SANDERS, R. A., STOJANOVIC, M., TALLMADGE, M., EBERHART, B. L., EWALD, D. K., GRUBER, D. C., MORSCH, T. R., STROTHERS, M. A., RIZZI, G. P., VILLIGRAN, M. D. (2003): Acrylamide formation mechanism in heated foods. J. Agric. Food Chem. 51, 16, 4782 – 4787.
51
6
PŘÍLOHY
6.1 Seznam zkratek CCFAC Codex Committee on Food Additives and Contaminants CIAA Confederation of the EU Food and Drink Industries EFSA European Food Safety Authority FAO/WHO UN Food and Agriculture Organisation / World Health Organisation FDA Food and Drug Administration FSA Food Standard Agency IARC International Agency for Research of Cancor IRMM Institute for Reference Materials and Measurements JECFA Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives JIFSAN US Joint Institute for Food Safety and Applied Nutrition NFA Swedish National Food Administration NRC National Research Council
6.2 Seznam obrázků Obr. 1 Schématické znázornění Maillardovy reakce Obr. 2 Pravděpodobný mechanismus vzniku akrylamidu Obr. 3 Podíl jednotlivých potravin v denním příjmu akrylamidu u mužů Obr. 4 Podíl jednotlivých potravin v denním příjmu akrylamidu u žen Obr. 5 Změny v zastoupení potravin v denním příjmu akrylamidu v závislosti na zvyšujícím se věku Obr. 6 Struktura furanu
52
6.3 Seznam tabulek Tab. 1 Potraviny s nejčastějším výskytem akrylamidu a jeho množství v nich Tab. 2 Přehled dotazovaných potravin, obsah akrylamidu a jeho denní příjem z nich Tab. 3 Množství potkanů s nalezeným nádorem po expozici akrylamidem po dobu dvou let v orální dávce v pitné vodě Tab. 4 Nerakovinné efekty u zvířat opakovaně vystavených akrylamidu orální cestou Tab. 5 Metody eliminace obsahu akrylamidu v sušenkách, keksech a křupavém chlebu Tab. 6 Metody eliminace obsahu akrylamidu v pečivu Tab. 7 Metody eliminace obsahu akrylamidu ve snídaňových cereáliích Tab. 8 Metody eliminace obsahu akrylamidu ve smažených výrobcích z brambor. Tab. 9 Metody eliminace obsahu akrylamidu ve smažených hranolcích. Tab. 10 Obsah furanu v potravinách
53
