Projekt MŠMT č.: 2B06168

Projekt MŠMT č.: 2B06168 NPV II – Akrylamid Strategie zajištění chemické bezpečnosti tepelně zpracovaných výrobků z brambor a cereálií Doba řešení projektu: 1.7.2006 – 30.6.2011

Výzkumný ústav bramborářský Havlíčkův Brod, s.r.o.

Fritagro Nížkov, s.r.o. Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž, s.r.o.

Řešitelé projektu Řešitel-koordinátor: Prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Řešitel: Ing. Petr Martinek, CSc. Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž, s.r.o. Řešitel: Ing. Jaroslav Čepl, CSc. Výzkumný ústav bramborářský Havlíčkův Brod, s.r.o. Řešitel: Ing. Jan Homola/ Pavel Hrbek Fritagro Nížkov, s.r.o.

NPV II Akrylamid – č. 2B06168

Definice účelu projektu …přispět k identifikaci klíčových faktorů tvorby a nalezení strategie minimalizace obsahu akrylamidu a 3-MCPD v tepelně zpracovaných potravinách na bázi brambor a cereálií… …interdisciplinární spolupráce mezi specialisty v oblasti zemědělských a potravinářských věd a reprezentanty zpracovatelského, resp. potravinářského průmyslu… • optimalizace výběru suroviny • úprava receptury výrobku • modifikace jednotlivých výrobních a technologických parametrů • zohlednění specifických podmínek produkce potravin v ČR (typické odrůdy, typické receptury)


Očekávané přínosy projektu • Validace a následná implementace analytických postupů pro stanovení akrylamidu a 3-MCPD • Vytipování plodin s nízkým obsahem prekurzorů • Vyšetření "rizikových výrobků" z tržní sítě • Získání poznatků o tvorbě akrylamidu a 3-MCPD modelové a technologické experimenty


Dílčí cíle řešení projektu (1(1 - 5) V001

Vyvinout a validovat nové jednoduché analytické metody pro stanovení akrylamidu v různých typech potravinářských matric.

V002

Vyvinout a validovat jednoduchou metodu pro stanovení volného a vázaného 3-MCPD v různých typech potravinářských výrobků.

V003

Dokumentovat typické hladiny akrylamidu ve vybraných potravinářských výrobcích (stav před zavedením inovovaných výrobních technologií).

V004

Identifikovat a kvantifikovat různé formy 3-MCPD (včetně diesterů a monoesterů) během tepelného zpracování brambor a obilovin; charakterizace faktorů ovlivňujících vznik těchto kontaminantů.

V005

Sledovat dynamiku vzniku akrylamidu a 3-MCPD při kulinární přípravě vybraných tradičních pokrmů na bázi brambor a cereálií, posoudit vliv relevantních faktorů na terminální hladiny akrylamidu, 3-MCPD a příslušných vázaných forem. NPV II Akrylamid – č. 2B06168


Optimalizovat pěstitelské technologie a skladovací systémy pro výrobu suroviny určené pro další zpracování na smažené a pečené výrobky z brambor

V007

Navrhnout nové technologické postupy pro výrobu bramborových hranolků a lupínků s nízkým obsahem technologických kontaminantů akrylamidu, 3-MCPD a příslušných vázaných forem těchto kontaminantů, ověřit vliv technologie na jejich hladiny ve výrobcích

V008

Ve firmě Fritagro Nížkov, s.r.o. poloprovozně ověřit vybrané technologie výroby smažených výrobků z brambor včetně výběru vhodné suroviny.

V009

Identifikovat optimální pěstitelské technologie umožňující produkci cereálií vhodných pro výrobu pekárenských výrobků s nízkým obsahem akrylamidu

V010

Charakterizovat parametry nových odrůd pšenice a netradičních druhů obilnin s cílem výběru suroviny pro výrobu pečiva s nízkým obsahem akrylamidu a 3-MCPD (včetně vázaných forem) NPV II Akrylamid – č. 2B06168


Zhodnotit obsahy technologických kontaminantů v pražených obilninách využívaných jako kávoviny a sladovaných obilninách pro výrobu tmavého piva, připravených z různých variant ječmene, pšenice a žita.

V012

Zhodnotit vliv základních mlýnských surovin (pšeničná a žitná mouka standardní technologické kvality) na hladiny kontaminantů v tradičním cereálním výrobku - různé typy žitno-pšeničného chleba

V013

Stanovit vliv základních technologických operací (fáze fermentace a pečení) na hladinu technologických kontaminantů (akrylamidu a 3-MCPD) v tradičním pšeničném pečivu kypřeném droždím.

V014

Charakterizovat vliv recepturních složek na výskyt kontaminantů v cereálních pochutinách kypřených chemicky s použitím uhličitanů (např. perníky)

V015

Komplexně shrnout výstupy projektu, formulovat doporučení pro výrobce a zpracovatele, konzumenty seznámit s inovovanými postupy a možnostmi snížení dietárního příjmu akrylamidu a 3-MCPD. NPV II Akrylamid – č. 2B06168

Akrylamid systematický název: prop-2-enamid vzhled: bezbarvé šupinaté krystaly relativní molekulová hmotnost: 71,08 bod tání: 84,5°C bod varu: 192,6°C (za atmosférického tlaku) rozpustnost ve vodě: 2155 g/l pravděpodobný lidský karcinogen (IARC 1994, třída 2A) reaktivita: snadno polymeruje ( při bodu tání, působením UV záření nebo zahřátím s různými polymerujícími katalyzátory) NPV II Akrylamid – č. 2B06168

Akrylamid – potravinový karcinogen široké použití AA v průmyslu - barviva, těsnící hmoty, výroba poly-AA, kosmetika, úprava pitné a odpadní vody Nežádoucí kontaminant pitné vody (EU limit – 0,1 µg/l) rok 1997 - při stavbě železničního tunelu Hallandsås ve Švédsku byla použita těsnící hmota s obsahem AA průnik AA do vodního toku, úhyn ryb a nemoci skotu protesty veřejnosti – zastavení stavebních prácí toxické efekty u exponovaných dělníků: NEUROLOGICKÉ SYMPTOMY analýza Hb-aduktů (reakční produkty AA s hemoglobinem – marker expozice přímá korelace hladin Hb-aduktů s neurologickými symptomy exponovaných pracovníků Významné hladiny Hb-aduktů nalezeny také v krvi kontrolní neexponované skupiny osob !!!

Zdroj expozice u kontrolní skupiny

KOSMETIKA VODA POTRAVINY ENDOGENNÍ NPV II Akrylamid – č. 2B06168

Akrylamid – vznik v potravinách Mastné kyseliny Glycerol

Asparagová kyselina

Serin

Karnosin

Cystein

β-alanine

Akrolein

Pyrohroznová kyselina

Akrylová kyselina

AKRYLAMID 3-aminopropionamid ASPARAGIN


Akrylamid – vznik v potravinách Maillardova reakce – dominantní cesta vzniku teplota (>120 °C) čas (doba tepelné úpravy) pH aktivita vody (dostupnost vody) ? inhibitory tvorby glukosa

asparagin

akrylamid Stadler R. H., Blank I., Varga N., Robert F., Hau J., Guy A. P., Robert M.-C., Riediker S.: Acrylamide from Maillard reaction products, Nature, 2002, 419, 449-450


Faktory ovlivňující tvorbu akrylamidu v potravinách

Zdroj: www.ciaa.be (Confederation of the Food and Drink Industries in the EU) NPV II Akrylamid – č. 2B06168

Akrylamid – monitoring, legislativa Sledování akrylamidu v potravinách se v rámci EU řídí Doporučením komise o monitorování akrylamidu v potravinách 2007/331/EC ze dne 3.května 2007 2010/307/EC ze dne 2.června 2009 Doporučení Komise ze dne 10.1.2011 o zkoumání množství akrylamidu v potravinách, K(2010) 9681. zavedení tzv. „směrných“ hodnot (určeny pro výzkum) Data: EFSA (European Food Safety Authority)


Chlorpropanoly a jejich estery Chlorpropanoly

sekundární / endogenní kontaminanty procesní / technologické kontaminanty

1978

Velíšek J., Davídek J., Hajšlová J., Kubelka V., Janíček G., Mánková B.: Chlorohydrins in protein hydrolysates. Z. Lebensm. Unters. Forsch., 167, 241-244

Estery chlorpropanolů s mastnými kyselinami 1980

Velíšek J., Davídek J., Kubelka V., Janíček G., Svobodová Z., Šimicová Z.: New chlorinecontaining organic compounds in protein hydrolysates. J. Agric. Food Chem., 28, 1142 – 1144

Toxikologické hodnocení • potenciální karcinogeny • mutagenní, chemosterilační a nefrotoxické účinky • TDI pro 3-chlorpropan-1,2-diol = 2 µg.kg-1 /den • limit pro obsah 3-MCPD v kyselých bílkovinných hydrolyzátech a sójových omáčkách 0,02 mg/kg (Nařízení č. 1881/2006/ES) NPV II Akrylamid – č. 2B06168

Struktura (1) Chlorpropanoly skupina tříuhlíkatých alkoholů a diolů s 1 nebo 2 atomy chloru CH2 OH CH2

3-chlorpropan-1-ol

HO

Cl

HO

Cl

3-chlorpropan-1,2-diol (3-MCPD)

OH

2-chlorpropan-1,3-diol (2-MCPD)

CH2 Cl

CH2 OH CH OH

OH

CH2 Cl

CH2 OH CH Cl CH2 OH

HO Cl


Struktura (2) CH2 Cl Cl

CH OH

Cl

1,3-dichlorpropan-2-ol (1,3-DCP)

OH

CH2 Cl CH2 Cl Cl

CH Cl

OH Cl

CH2 OH

2,3-dichlorpropan-1-ol (2,3-DCP)

chirální sloučeniny: HO

Cl

(2R)-(-)-3-MCPD

HO

OH (2R)-2,3-DCP Cl

(2S)-(+)-3-MCPD

OH

(2S)-2,3-DCP

OH

OH

Cl

Cl

Cl Cl

Velíšek J., Doležal M., Crews C., Dvořák T.: Optical isomers of chloropropanediols: mechanisms of their formation and decomposition in protein hydrolysates. Czech J. Food Sci., 2002, 20, 161-170 NPV II Akrylamid – č. 2B06168

Struktura (3) – estery chlorpropanolů monoestery 3-MCPD s mastnými kyselinami O

O

R

O

Cl

R

O

Cl

OH

OH

(2R)-1-acyl-3-chlorpropan-1,2-diol HO

Cl O

(2S)-1-acyl-3-chlorpropan-1,2-diol HO

Cl O

R

O (2R)-2-acyl-3-chlorpropan-1,2-diol

R O

(2S)-2-acyl-3-chlorpropan-1,2-diol

diestery 3-MCPD s mastnými kyselinami O

O R

O

R

Cl O

Cl O

R

R O

O

(2R)-1,2-diacyl-3-chlorpropan-1,2-diol

7 skupin esterů

O

(2S)-1,2-diacyl-3-chlorpropan-1,2-diol

stovky individuálních sloučenin NPV II Akrylamid – č. 2B06168

Prekurzory chlorpropanolů prekurzory • lipidy (triacylglyceroly, parciální acylglyceroly, fosfolipidy), glycerol, allyl alkohol (česnek) • aditiva odvozená od acylglycerolů • sůl (chlorid sodný, chloridové ionty, chlorovaná voda) faktory • obsah lipidů (glycerolu) • obsah soli • obsah vody (aktivita vody) • podmínky při zpracování (doba, teplota, pH) • látky způsobující rozklad • lipasy NPV II Akrylamid – č. 2B06168

Možnosti snížení obsahu esterů 33-MCPD v potravinách Snížení obsahu esterů 3-MCPD a příbuzných látek v potravinách může být dosaženo:

zajištěním podmínek vedoucích k nižší tvorbě během technologických procesů při zpracování potravinářských surovin

odstraněním esterů 3-MCPD z produktů Z pohledu následných zpracovatelů může být obsah esterů 3-MCPD v produktech snížen vhodným výběrem jednotlivých složek. Snad nejdůležitější z tohoto hlediska se zdá být výběr tuků/olejů nebo přísad na jejich bázi, a to zejména jejich původu (palmový, sójový, řepkový, atd.) a typu (panenský, rafinovaný) olej NPV II Akrylamid – č. 2B06168

300

0 100 106

Extra panenský olivový

panenské rostlinné oleje

3000

Rafinovaný palmový

2100

Olivový z pokrutin

1800

Rafinovaný kokosový

1056

Rafinovaný palmojádrový

1200

Olivový

Rafinovaný ze semen

600

Panenský z pražených semen

63

Panenský z klíčků

50

Panenský z nepražených semen

Panenský olivový

vázaný 3-MCPD [µ g/kg]

E ster y 33 - M C P D v r ostlinných olej ích a tucích

2821

2700

2400

1849

1556

1500

1168

900

337 524

rafinované rostlinné oleje NPV II Akrylamid – č. 2B06168

Rafinovaný palmový olej vysoké koncentrace esterů 3-MCPD 1390-4170 µg/kg vznik v průběhu rafinace oleje, resp. deodorace

PROCES RAFINACE: CRUDE OR DEGUMMED OILS NEUTRALISATION 90°C

Vznik esterů 3-MCPD

BLEACHING <120°C

Free Fatty Acids

LOW PHOSPHORUS OILS (seed oils after aciddegumming and tropical oils)

DEODORISATION 180-240°C

BLEACHING <120°C

DEODORISATION 240-260°C Free Fatty Acids

Chemical refining

Physical refining

Vznik esterů 3-MCPD NPV II Akrylamid – č. 2B06168

Snížení tvorby 3-MCPD a esterů esterů 33-MCPD v průběhu zpracování potravin Redukce obsahu prekursorů v surovinách TAG

DAG

MAG

hlavní složka lipidů v potravinách nejsou přímými prekursory esterů 3-MCPD

přirozené v malých množstvích v méně kvalitních surovinách

CH2 OCOR

CH2 OH

CH O

CH O

CH2 O

C R

CH2 O

C R

acyloxoniové ionty

vyšší obsah volných MK + MAG + DAG

• způsobené buněčnými lipasami • teplo a tlak také urychlují hydrolýzu


Mono-- a diacylglyceroly Mono tvorba MAG a DAG je zvlášť běžná v olivách, plodech palmy olejné nebo semenech světlice barvířské (saflorový olej) surové tuky a oleje DAG (%) panenský olivový 1–3 palmový z čerstvých plodů 1,7–3,8 komerční palmový 4,0–7,5 většina ostatních 0,8–5,8

Processing Fruits: Science and Technology, Second Edn. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2005

MAG jsou přítomny v řádově nižších koncentracích než DAG (méně než 0,2 %) Mono- a diacylglyceroly Obsah závisí na: • zralosti plodů • odrůdě • době a způsobu zacházení od sklizně po zpracování


Mono-- a diacylglyceroly Mono Redukce mono- a diacylglycerolů • vysoká kvalita surovin • snížení jejich tvorby chemickou nebo enzymovou hydrolýzou TAG v technologických procesech • šlechtění nových odrůd olejnin s nižší aktivitou lipas • enzymová esterifikace DAG na TAG Matthäus B. Potential ways of reduction of 3-MCPD esters in vegetable oils/data on mitigation. ILSI Workshop on 3-MCPD esters, Brussels, Belgium, February 5-6., 2009.

Poprvé aplikováno u produkce bílkovinných hydrolyzátů reziduální lipidy

konc. HCl

redukce

DAG + MAG + glycerol

snížení obsahu 3-MCPD


Snížení tvorby 3-MCPD a esterů esterů 33-MCPD v průběhu zpracování potravin Chloridy

přirozený obsah v surovinách dostačuje k tvorbě esterů 3-MCPD v řádu desítek mg/kg Redukce obsahu chloridových iontů • vymývání surového oleje před zpracováním • kontrola chemikálií a materialů v procesu rafinace olejů: voda kyseliny alkálie pomocné prostředky bělící hlinky Yaylayan VA. Molecular mechanism of 3-MCPD ester formation: facts and hypothesis. ILSI Workshop on 3-MCPD esters, Brussels, Belgium, February 5-6, 2009 NPV II Akrylamid – č. 2B06168

Vliv teploty zpracování na tvorbu ester esterů ů 33-MCPD • velmi silný vliv na tvorbu esterů 3-MCPD při deodoraci olejů Vliv deodoračních podmínek na obsah esterů 3-MCPD v řepkovém oleji

Koncentrace Teplota (°C) 180 210 240 270

Čas (min) 20 20 20 20

MAG

DAG

Estery 3-MCPD

(g/100g) <0.1 <0.1 <0.1 <0.1

(g/100g) 2.09 2.16 2.03 1.91

(mg·kg-1) <0,4 0.58±0.11 1.07±0.02 1.94±0.03

Franke, K., Strijowski, U., Fleck, G., Pudel, F. (2009). Influence of chemical refining process and oil type on bound 3-chloro-1,2-propanediol contents in palm oil and rapeseed oil. LWT - Food Science and Technology, 42, 1751-4


Vliv doby zpracování na tvorbu ester esterů ů 33-MCPD • zdá se být méně kritická při deodoraci olejů

Vliv deodoračních podmínek na obsah esterů 3-MCPD v řepkovém oleji Koncentrace Teplota (°C) 240 240 240

Čas (min) 20 40 60

MAG

DAG

Estery 3-MCPD

(g/100g) <0.1 <0.1 <0.1

(g/100g) 2.03 1.87 1.85

(mg·kg-1) 1.07±0.02 1.03±0.01 1.43±0.13

Franke, K., Strijowski, U., Fleck, G., Pudel, F. (2009). Influence of chemical refining process and oil type on bound 3-chloro-1,2-propanediol contents in palm oil and rapeseed oil. LWT - Food Science and Technology, 42, 1751-4


Strategie redukce esterů 33-MCPD nebyla dosud plně objevena a ani nemusí být možná pro všechny potraviny je nutné vždy zvažovat, zda zásah do technologie nezvýší riziko jiných kontaminantů, jako furanu nebo akrylamidu

3-MCPD

zvýšení pH v chlebu redukuje 3-MCPD

ALE také zvyšuje tvorbu akrylamidu 3-MCPD

Vliv pH chlebového těsta na tvorbu akrylamidu a 3-MCPD Sadd, P.A., Hamlet, C.G., Liang L. (2008) J.Agric.Food Chem., 56, 6154-6161.


Výsledky projektu dle dílčích cílů:


V001 – Metodika stanovení akrylamidu homogenizace vzorku odstranění tuku protřepáním s hexanem Přídavek I.S.

extrakce vodou (třepání)

13C 3

převedení AA do MeCN vrstvy (třepání)

Přídavek NaCl a MgSO4

přečištění MeCN vrstvy disperzní SPE

AA

Přídavek Al2O3 a MgSO4

výměna rozpouštědla

LCLC-MS Bartáčková V., Lacina O., Valenzová K., Riddellová K. a Hajšlová J.: Acrylamide Analysis in Various Matrices Employing HPLCMS/MS and UHPLC-TOF MS. 6th ISC ModernAnalytical Chemistry, str. 35-39, Prague, Czech Republic, 23-24 September 2010. ISBN: 978-80-7444-005-2 NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V001 – Výsledky validace metody

Matrice

AA (µg kg-1) / RSD (%) n=6

Zpětná výtěžnost (%) 100 µg kg-1 / 1000 µg kg-1 n=4

HPLC-MS/MS

UHPLC-TOF MS

HPLC-MS/MS

UHPLC-TOF MS

Sušenky

14/4

24/4

105/104

94/94

Čokoláda

101/101

100/99

Dětská výživa

44/5

52/5

101/101

95/95

Snídaňové cereálie

131/5

133/4

100/100

97/97

Bramborové lupínky

759/3

717/2

108/109

91/98

Müsli

53/7

55/3

110/106

97/97

Perník

269/6

251/5

108/102

100/99

Koření paprika

571/7

538/7

-/96

-/93

Koření pepř

527/6

488/5

-/104

-/103

Křehký chléb

188/6

185/1

-/97

-/95

Odhady LOQ jsou pro obě techniky 10 – 30 µg/kg dle typu matrice NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V001 – Výsledky testů způsobilosti (pořadatel FERA, UK) Assigned Reported value value z- score* (µg/kg) (µg/kg)

Vzorek

Rok

PT 3015 – crispbread

2006/2007

1179

1435

1,4

PT 3018 – crispbread

2007/2008

101

114

0,6

PT 3025 – biscuits

2010

322

247

-1,2

PT 3028 – biscuits

2010/2011

1030

969

-0,4

* z- score – hodnocení úspěšnosti v proficiency testu, úspěšná laboratoř: |z| ≤ 2

x = hlášená hodnota koncentrace analytu v testovacím materiálu (reported value) X = vztažná hodnota (assigned value) považovaná za správnou σP = cílová hodnota směrodatné odchylky NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V002 – Metody stanovení 3-MCPD a jeho esterů Volný 3-MCPD

5 g POTRAVINY 3-MCPD-d5

Hexan/Aceton

Vázaný 3-MCPD Interesterifikace

100 mg TUKU + 3-MCPD-d5 dipalmitát

Přečištění

Přečištění

CH3OH/H2SO4

Hexan

Fenylboritá kyselina

Derivatizace

40°C, 16 h Hexan Abundance

6500 6000 5500 5000

Ion 147.00 (146.70 to 147.70): HRA3.D Ion 150.00 (149.70 to 150.70): HRA3.D

(1) 3-MCPD (2) 3-MCPD-d5

GC/MS SIM mód

4500 4000

1

3500 3000 2500

2

2000 1500

Ionty o m/z 91, 147, 196, 150, 201

1000 500 0 10.50 11.00 11.50 12.00 12.50 13.00 13.50 14.00 14.50 15.00 15.50 16.00 16.50 Time-->


V003 – Monitoring hladin akrylamidu (2006 – 2010) Zhodnocení NPV II. – akrylamid monitoringu (2006 – 2010) celkem 526 vzorků z 18 potravinových kategorií

Potravinové kategorie Bramborové lupínky, Dětská výživa, Hranolky – hotové, Hranolky – předsmažené, Chléb, Chléb – křehký, Káva mletá, Káva rozpustná, Kávovina, Koření (paprika, pepř), Müsli, Perník, Předsmažené krokety, Snídaňové cereálie, Slané krekry, Sušenky, Sušenky – dětské, Sušenky – dia Zavedení legislativních limitů ??


V003 – Monitoring hladin akrylamidu (2006 – 2010) Značný pokles, důraz na technologii výroby ???

3000

koncentrace AA (µg/kg)

2500

2006 2007 2008 2009 2010

2000 1500 1000 500 0 Bramborové lupínky

Káva mletá

Snídaňové cereálie

Slané krekry

Sušenky NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V004 – Výskyt chlorpropanolů a jejich esterů Významné komodity z tržní sítě ČR: Typ výrobku Müsli Snídaňové cereálie Sušenky Dětské sušenky Crackery Croissant Perníkové korpusy Běžné pečivo Mouka Instantní jíšky Bramborové lupínky Bramborové knedlíky Bramborové kaše Sojové nápoje

Volný 3-MCPD [µg/kg] <3- <9 <3 <9-54 <3 <3 18 <3 15-16 <3 <3 <3 <3-<9 <3-41 <3

Vázaný 3-MCPD [µg/kg] 92-532 20-332 201-581 538-691 257-611 86 9-13 70-77 16-41 553-1861 355-722 10-13 37-275 89-260

Vyšší koncentrace esterů 3-MCPD především ve výrobcích, které obsahují rostlinný tuk či olej nebo jsou upravovány smažením a tuk do nich přechází ze smažící lázně. NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V004 – Vliv aktivity vody na tvorbu ester esterů ů 33-MCPD Modelové systémy • snížení obsahu vody v reakčních směsích vedlo k nižší tvorbě 1,2-dipalmitátu 3-MCPD v důsledku nižší tvorby MAG a DAG

k 1,2 tripalmitin

3-MCPD-PP

rychlostní konstanty pro modely: bez přídavku vody (k 1,2 (0 %)) s 30 % (w/w) vody (k 1,2 (30 %))

(5,41 ± 0,32) .10-5 s-1 (1,18 ± 0,09).10-4 s-1

Doležal M, Velíšek J, Kněz V. Kinetics of formation and decomposition of 3-chloropropane-1,2-diol esters. Proceeding of EURO FOOD CHEM XIV, Food Quality and Issue of Molecule Based Science, Paris, France, 29.8.-31.8.2007: 2007


V004 – Degradace esterů esterů 33-MCPD (1) Modelové systémy 80

100 °C 140 °C 170 °C 200 °C 230 °C

concentration of 3-CPD-PP (% w/w)

70 60 50 40

Doležal M, Velíšek J, Kněz V. Kinetics of formation and decomposition of 3chloropropane-1,2-diol esters. Proceeding of EURO FOOD CHEM XIV, Food Quality and Issue of Molecule Based Science, Paris, France, 29.8.-31.8.2007: 2007

30 20 10 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

time (h)

Degradace 1,2-dipalmitátu 3-MCPD při 100-230°C

Množství 1,2-dipalmitátu 3-MCPD rychle klesalo se stoupající teplotou 0,5 h při 100°C → 28% degradovalo 16 h při 200°C → 100% degradovalo NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V004 – Degradace esterů esterů 33-MCPD (2) Modelové systémy

úbytek 1,2-dipalmitátu 3-MCPD podle kinetiky reakcí 1. řádu

c = c0 .e−k2,3.τ

c, c0 – koncentrace v čase t a t=0 k2,3 – rychlostní konstanta

rychlostní konstanty degradace 1,2-dipalmitátu 3-MCPD: T (°C)

Rychl. konstanta k2,3 (s-1)

100

(4,94 ± 0,88 ) .10-5

140

(1,05 ± 0,13 ) .10-4

170

(8,24 ± 0,16 ) .10-4

200

(1,35 ± 0,22) .10-3

230

(3,72 ± 0,09 ) .10-3

k2,3 = A2,3

Ea(2,3) .e R.T −

Ea – aktivační energie (44.97 kJ.mol-1) A – pre-exponenciální faktor (122.3 s-1) R – plynová konstanta T – teplota NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V005 – Dynamika tvorby akrylamidu (bramborové výrobky)

B

Mražené polotovary Fritované

Mražené polotovary Smažené na pánvi

C

acrylamide µg.kg-1

A

D

Mražené polotovary Pečené v troubě

Bramboráky v prášku Smažené na pánvi


V005 – Vznik 3-MCPD při kulinární přípravě tradičních pokrmů – výrobky z brambor bramboráky - vliv způsobu přípravy (pečení v troubě, smažení na pánvi, ve fritéze), teplota a doba úpravy Tuk [%] 1,1-14,5 1,3-13,7 1,0-17,0 0,8-4,9 1,1-5,2

Způsob přípravy Pánev - prášková směs prášková směs mražený polotovar Fritéza Trouba

Vázaný 3-MCPD [µg/kg] 9-250 24-230 83-302 7-49 25-251

Bramboráky smažené na pánvi

Nárůst obsahu tuku s dobou smažení

vázaný 3-MCPD [µg/kg]

250 200

nárůst obsahu esterů 3-MCPD

150

lineární korelace závislosti vázaného 3-MCPD na množství tuku (R2=0,991)

100 50 0 3

4

5

5,5

6

7

doba smažení [min]

8

9

10


V005 – Vznik 3-MCPD při kulinární přípravě tradičních pokrmů – výrobky z brambor

Způsob přípravy Bram.vlnky trouba Bram.hranolky trouba fritéza - řepka fritéza - palma Druh výrobku

Tuk [%] 3,1-8,8 5,4-7,7 6,8-15,9 7,5-10,9

Vázaný 3-MCPD [µg/kg] 42-169 55-81 20-131 238-295

Při použití palmového oleje na smažení byla koncentrace esterů 3-MCPD až desetinásobně vyšší než při použití řepkového oleje.


V005 – Vznik 3-MCPD při kulinární přípravě tradičních pokrmů – výrobky z cereálií - vliv způsobu přípravy (smažení na pánvi,

ve fritéze), teplota a doba úpravy Způsob přípravy Palačinky pánev Lívance pánev Langoše - prášek fritéza - polotovar fritéza Druh výrobku

Tuk [%] 0,7-4,2 1,0-5,7 1,0-24,3 14,1-33,3

Nárůst obsahu tuku v průběhu smažení

Vázaný 3-MCPD [µg/kg] 8-54 6-156 26-89 152-274

nárůst esterů 3-MCPD


V006 – Produkce bramborových hlíz Metodika technologických postupů pěstování brambor pro produkci potravinářských výrobků s nízkým obsahem akrylamidu Metodika skladování konzumních hlíz pro zpracování na smažené výrobky z brambor


V006 – Produkce bramborových hlíz Schéma fází skladovacího období brambor Osoušení Cíl: odstranění volné vody na hlízách

Suberizace Cíl: zahojení mechanických poškození Teplota: 15-18°C, RV>95%, CO 2<1%

Zchlazování Cíl:dosažení požadované skladovací teploty

Zpracovávané na smažené výrobky Teplota 7-10°C

Konzumní Teplota 4-6°C

Sadbové Teplota 2-4°C

Období klidu Cíl: udržení kvality Teplota: požadovaná RV 93-98%

Ohřívání Cíl: snížení poškození při manipulaci rekondicionace - odstranění vytvořených cukrů probuzení (naklíčení) Teplota:12°C 8-20°C dle zp ůsobu biologické přípravy


V007 – Výroba bramborových lupínků a hranolků Metodika smažení bramborových produktů ze syrové bramborové hlízy Metodika pro hodnocení barevných změn ve smažených bramborových výrobcích vzhledem k obsahu akrylamidu


V006/V007 – Bramborové lupínky Obsahy akrylamidu v lupíncích z odrůd Lady Claire a Pirol v jednotlivých letech v závislosti na variantě hnojení Lady Claire 1000 900 700 600

2007

500

2008

400

2009 2010

300 200 100 0

PIROL

varianta

akrylamid (ug/kg)

akrylamid (ug/kg)

800

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

2007 2008 2009 2010

varianta


V006/V007 – Bramborové hranolky Obsahy akrylamidu v hranolcích z odrůd Ramos a Karin v jednotlivých letech v závislosti na variantě hnojení a lokalitě Ramos a Karin

2000 1500

2008

1000

2009

500

Karin-Valečov

Ramos-Valečov

Karin-Velhartice

120 kg N/ha

40 kg N/ha + 40 kg S/ha

120 kg N/ha

40 kg N/ha

120 kg N/ha


120 kg N/ha

40 kg N/ha

120 kg N/ha


120 kg N/ha

40 kg N/ha

120 kg N/ha


120 kg N/ha

0 40 kg N/ha

akrylamid (ug/kg)

2500

Ramos-Velhartice

varianta, lokalita NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V007 – 3 - MCPD v bramborových výrobcích bramborové hranolky Rok 2007 2008 2009

PŘEDSMAŽENÉ HRANOLKY Tuk Vázaný 3-MCPD [%] [μg/kg] 3,3 42 2,7 83 4,0 49

DOSMAŽENÉ HRANOLKY Tuk Vázaný 3-MCPD [%] [μg/kg] 9,8 180 11,3 384 9,4 195

SMAŽÍCÍ OLEJ Vázaný 3-MCPD [μg/kg] 3391 -

bramborové lupínky Rok 2006 2007 2008 2009

Tuk [%] 40,0 41,6 39,8 39,8

BRAMOROVÉ LUPÍNKY Vázaný 3-MCPD Volný 3-MCPD [μg/kg] [μg/kg] 7,6 228 <3 616 <3 1769 <3 935

SMAŽÍCÍ OLEJ Vázaný 3-MCPD [μg/kg] 1283 3133 -


Domácí robot

V008 – Vakuové smažení (1) Atmosférický tlak

Vakuum 10 kPa

Kontrola: 50 g, 5 min,175°C - blanš. 3 min, 80°C - blanš.v ultrazvuk.lázni, 3min, 80°C

50 g, při 130°C , 140°C a 150°C

Kontrola: 50 g, 175°C, 2 až 7 min Vakuová fritéza

50 g, 105°C a 125°C, 2 až 8 min

Kontrola: 100, 200 a 300 g, 175°C, 5 a 7 min Vakuová fritéza

100, 200 a 300 g, 130°C , 5 a 7 min

100 a 150 g, 175°C, 2,3 a 4 min - domácí robot - WS krouhač 100 g, 175°C: 3,5 a 6 min, vak.fritéza, WS krouha č 3,4 a 5 min, dom. fritéza, WS krouhač

100 g, 130°C , 5,7 a 9 min - WS krouhač NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V008 – Vakuové smažení (2) 6x opakování Odrůda Saturna

Obsah akrylamidu

Obsah tuku

100 g, 175°C, 3 min, dom. fritéza 100 g, 130°C, 5 min, vakuum

Obsah vody

Vakuová fritéza 100 g, 130 °C, 10 kPa, 5 minut

Senzorické hodnocení

Obsah pyrazinů

Domácí fritéza 100 g, 175 °C, atmos.tlak, 3 minuty


V008 – Vakuové smažení (3) – obsah akrylamidu 13967

14000

11028

12000

9050

8972

10000

RSD = 30 %

7602

8000 6000 4000 2000

Pokles o 98 %

0 1

2

3

4

5

6

Opakování

Vakuová fritéza 100 g, 130 °C, 10 kPa, 5 min (208 µg/kg) RSD = 61 %

401

450 Obsah akrylamidu [ µg/kg]

Obsah akrylamidu [ µ g/kg]

18000 16000

Domácí fritéza 100 g, 175 °C, atmos.tlak, 3 minuty (11 140 µg/kg)

16219

400

331

350 300 250 160

200

158

116

150

84

100 50 0 1

2

3 Opakování

4

5

6


V008 – Vakuové smažení (4) - závěr ideální podmínky smažení při vakuu (130 °C, 5 minut, 100 g ) nižší obsah akrylamidu o 98 % při vakuovém smažení docílen obsah vody i pod 2 % obsah tuku kolem 30 % obsah pyrazinů vyšší při smažení za atmosférického tlaku 41 % hodnotitelů preferuje vakuově smažené bramborové lupínky


V008 – Smažení hranolek za různých podmínek 2795

Obsah akrylamidu [µg/kg]

3000

Bramborové hranolky odrůdy Marena Blanšírovaní (t = 80 °C, 8 min)

2500

1878 2000 1500

622

1000 500

104

m in ut

tla k, 19 0 At m os .

tla k, 17 5

°C

°C ,

5

,5

m in ut

m in ut y At m os .

la k, 17 0 At m os .t

la k, 17 0

°C

°C ,

,2

3

m in ut y

m in ut °C ,7 At m os .t

va ku um ,1 30

va ku um ,1 30

°C ,5

m in ut

0


V008 – Smažení hranolek za různých podmínek Bramborové hranolky odrůdy Marena Blanšírovaní (t = 80 °C, 8 min)

Atmos. tlak, 170 °C, 2 minuty

Atmos. tlak, 170 °C, 3 minuty

Vakuum, 130 °C, 5 minut

Atmos. tlak, 175 °C, 5 minut

Atmos. tlak, 190 °C, 5 minut

Vakuum, 130 °C, 7 minut NPV II Akrylamid – č. 2B06168

VV 93 46 _b l. VV 70 °C 93 ,6 47 m _b in l. VV 70 93 °C 48 ,8 _b m l. in 70 VV °C 93 ,1 49 0 m _b in l. 75 VV °C 93 ,6 50 m _b in l .7 VV 5° 93 C ,8 51 _b m in l. 75 VV °C , 93 10 52 m _b in l. 80 VV °C 93 , 6 53 m _b in l. 80 VV °C 93 ,8 54 m _b in l. 80 °C ,1 0 m in

Obsah akrylamidu [µg/kg]

V008 – Vliv blanšírování a doby smažení na obsah akrylamidu 800

Bramborové hranolky odrůdy Marena

700

600

500

400

300

200

100

0

170° C, 3 minu 170 ty °C. 2 minu ty


V008 – Vliv smažícího média na obsah esterů 33 - MCPD vázaný 3-MCPD [μg/kg]

bramborové hranolky smažené na řepkovém vs. palmovém oleji 300 250 200

řepkový olej

150

řepkový olej

100

palmový olej

50

palmový olej

0 3 min

5 min doba smažení

bramborové lupínky smažené na řepkovém vs. palmovém oleji 1400 vázaný 3-MCPD [µg/kg]

1200 řepkový olej řepkový olej + UZ palmový olej palmový olej + UZ

1000 800 600 400

*UZ – blanšírování v ultrazvukové lázni

200 0 vzorek 243

vzorek 245

vzorek 244


V009 – Pšenice odrůda Ebi Materiál: ozimá pšenice Ebi (kvalita E),sklizeň v letech 2006 – 2010 hodnocen vliv dávky, termínu a formy dusíkaté výživy a variant fungicidní ochrany proti listovým chorobám na obsah prekursorů akrylamidu (redukující cukry, asparagin) a další základní kvalitativní parametry odrůd provedeny pekařské experimenty zpracována dokumentace ilustrující závislosti mezi dávkou a termínem dusíkaté výživy na tvorbu prekursorů akrylamidu a charakterizovány interakční vztahy k faktoru napadení listovými chorobami


V009 – Pšenice odrůda Ebi Vliv dávky dusíku na obsah asparaginu 0,35 0,30 0,25 F

0,20

K

0,15 0,10 0,05 0,00 0 kg N

60 kg N

120 kg N

180 kg N

Vliv dávky dusíku na obsah akrylamidu

intenzita

60 50 akrylamid (µg/kg)

volný asparagin (g/kg)

0,40

40 F

30

K

20 10 0 0 kg N

60 kg N

120 kg N

180 kg N

intenzita


V010 – Soubor netradičních obilovin Materiál: soubor vybraných genotypů zahrnujících netradiční materiály s velmi různorodými parametry kvality zrna v letech 2007 – 2010 pěstovány jako ozimy při pěstební technologii odpovídající nízké intenzitě hnojení (L) kontrolní odrůdy ozimé pšenice zařazené do rozdílných běžně používaných skupin kvality zrna (Akteur Akteur - E, Eurofit - A, Simila - B, Rapsodia - C), haynaldotikum C. P. Denti de Cani (extrémní tvrdost zrna) tritordeum HTC 1331DH - žluté zrno ozimé tritikale Pawo - zlepšená pekařská kvalita zrna pšenici s mnohořadým klasem KM 5151-06 pšenice s rozdílnou geneticky determinovanou barvou obilek (Heroldo Heroldo – bílé zrno, RU 440 - modrý aleuron, Abysinskaja arraseita - purpurový perikarp) NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V010 – Sledované parametry stanovení vybraných charakteristik jakosti zrna stanovení asparaginu – prekursoru akrylamidu (HPLC/FLD) pekařský test za standardních podmínek stanovení obsahu akrylamidu (HPLC-MS/MS) a 3-MCPD (GC-MS) v pečivu


400 350 300 250 200 150 100 50 0

2007 2008 2009 2010

Si m il a R ap so d KM ia 51 -0 6 H er ol do Ab ys R in U sk 44 aj D 0 a en a ra ti di sa ca j ta ni D .C .C H .V TC 13 31 D H Pa w o

Ak te ur Eu ro fi t

asparagin [[µg/kg]

V 010 – A spar agin v netr adičních obilovinách

genotyp NPV II Akrylamid – č. 2B06168

450 400 350

2007

300

2008

250

2009

200

2010

150 100 50 Si m il a R ap so d KM ia 51 -0 6 H er ol do Ab ys R in U sk 44 a D j 0 a en a ra ti di sa ca j ta ni D .C .C H .V TC 13 31 D H Pa w o

0 Ak te ur Eu ro fi t

akrylamid [µg/kg]

V010 – Akrylamid v pečivu z netradičních obilovin

genotyp NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V010 – Korelace asparagin vs. akrylamid


V010 – Závěry pro netradiční obiloviny prokázán vliv genotypu (odrůdy) na obsah volného asparaginu v mouce a akrylamidu v pečivu Dobrá korelace mezi obsahem asparaginu v surovině a akrylamidem ve výrobku Kontrolní odrůdy (Akteur, Eurofit, Simila, Rapsodia) srovnatelné výsledky Nejvyšší potenciál pro tvorbu akrylamidu – odrůda Abysintskaja arraseita otázkou je využití všech testovaných odrůd v pekárenském průmyslu


V011 – Přímé pražení obilovin Experimenty Pražení obilovin – pšenice (R, E), žito (D), ječmen (B, P1, P2) Zjišťování vlivu doby a teploty pražení


V011 – Přímé pražení obilovin Vliv teploty pražení na obsah akrylamidu v ječmeni

Vliv doby pražení na obsah akrylamidu v ječmeni

Bartáčková, V., Jirsa, O., Bucher, P., Klem, K., Váňová, M., Martinek, P., Hajšlová, J.: Akumulace akrylamidu v praženém zrnu různých druhů obilovin /The acrylamide acumulation in roasted grain of different cereal species/. IV. vedecká konferencia s medzinárodnou účasťou "Bezpečnosť a kvalita surovín a potravín“, 27. – 28. január 2009, Nitra, Acta Fytotechnica et Zootechnica, Mimoriadne číslo 2009, 2009, S30-S36 ISSN 1335-258X


V011 – Přímé pražení obilovin Vliv teploty pražení na obsah akrylamidu v žitu a pšenici Vliv doby pražení na obsah akrylamidu v žitu a pšenici

Bartáčková, V., Jirsa, O., Bucher, P., Klem, K., Váňová, M., Martinek, P., Hajšlová, J.: Akumulace akrylamidu v praženém zrnu různých druhů obilovin /The acrylamide acumulation in roasted grain of different cereal species/. IV. vedecká konferencia s medzinárodnou účasťou "Bezpečnosť a kvalita surovín a potravín“, 27. – 28. január 2009, Nitra, Acta Fytotechnica et Zootechnica, Mimoriadne číslo 2009, 2009, S30-S36 ISSN 1335-258X


V011 – Přímé pražení obilovin Změna fyzikálních a chemických procesních parametrů teplota • velmi silný vliv na tvorbu esterů 3-MCPD při pražení cereálií

Obsah vázaného 3-MCPD v závislosti na teplotě pražení (15min) Doležal M., Ilko V., Zelinková Z., Velíšek J.: 3-MCPD and its esters in malts and roasted cereals. Proceedings of EURO FOOD CHEM XV, Food for the Future – the Contribution of Chemistry to Improvement of Food Quality, Copenhagen, Denmark, 5.-8.7.2009, pp 56-59 NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V011 – Přímé pražení obilovin Změna fyzikálních a chemických procesních parametrů doba zpracování • velmi silný vliv na tvorbu esterů 3-MCPD při pražení cereálií

Obsah vázaného 3-MCPD v závislosti na době pražení (150°C) Doležal M., Ilko V., Zelinková Z., Velíšek J.: 3-MCPD and its esters in malts and roasted cereals. Proceedings of EURO FOOD CHEM XV, Food for the Future – the Contribution of Chemistry to Improvement of Food Quality, Copenhagen, Denmark, 5.-8.7.2009, pp 56-59 NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V011 – Pražení sladů Teplota Doba Akrylamid pražení pražení (µg/kg) (°C) (min) 60 0 14 90 60 52 60 90 65 Zelený slad (pro výrobu karamelového sladu o 100 j. EBC) 63 120 72 100 180 160 110 210 918 50 0 33 128 30 58 Plzeňský slad (suchý) pro výrobu černého sladu 160 90 854 200 120 438 220 160 84 50 0 10 90 70 43 60 100 36 Zelený slad (pro výrobu karamelového sladu o 200 j. EBC) 63 130 46 100 230 227 120 265 942 Slad

Bartáčková, V., Černá, M., Valenzová, K., Čajka, T., Riddellová, K., Kocourek, V., Hajšlová, J.: Procesní kontaminanty při výrobě piva – Akrylamid a furan. In "Additives and contaminants in food 2009". Sborník mezinárodní konference Cudzorodé látky v požívatinách 2009,16.18.9.2009, Hotel FIS Štrbské Pleso, Slovensko, S60-S64 ISBN 978-80-227-3183-6 NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V011 – Pražení sladů – dynamika tvorby akrylamidu






V012 – Tradiční žitnožitno - pšeničné chleby sledování vlivu technologických faktorů na obsah akrylamidu v tradičním českém chlebu: podíl žitné a pšeničné mouky kyselost kvasu a těsta přídavek starého chleba přídavek pražených sladů teploty dosažené během pečení zapařování pečného prostoru na začátku zapékání doba vystavení těsta vysokým teplotám


V012 – Příklady experimentů Experiment 1 3 soubory vzorků odebrané ze 2 pekáren po dobu dvou týdnů desetidenní monitoring 1. pšenično-žitný světlý konzumní chléb 2. pšenično-žitný tmavý konzumní chléb 3. pšenično-žitný chléb s přídavkem starého chleba (SCH)

Experiment 2 12 vzorků z různých pekáren v ČR různá technologie přípravy kvasu

Experiment 3 Modelové pečení 15-85 % žitné mouky v receptuře analýza akrylamidu jen v chlebové kůrce (max. teplota ve střídě 95-98°C, v k ůrce 160°C )


V012 – „Desetidenní monitoring“ 160.0 140.0

světlý chléb

obsah akrylamidu ug/kg v sušin sušině

obsah akrylamidu ug/kg v sušin sušině

Standardnost výrobků z jedné průmyslové výrobní linky

120.0 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0

80.0 70.0

tmavý chléb

60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0

21.8. 22.8. 23.8. 24.8. 25.8. 26.8. 28.8. 29.8. 30.8. 31.8.

21.8. 22.8. 23.8. 24.8. 25.8. 26.8. 28.8. 29.8. 30.8. 31.8.

DEN ODBĚRU

DEN ODBĚRU

Vzorek

AA (μg/kg sušiny)

RSD (%)

AA (μg/kg chleba)

světlý chléb

61

72,1

1–5

tmavý chléb

35

55,1

4 – 15

chléb s přídavkem SCH

148

18,8

–

obsah akrylamidu ug/kg v sušině

250.0 200.0

chléb s přídavkem starého chleba

150.0 100.0 50.0 0.0 30.10. 31.10. 1.11. 2.11.

3.11. 4.11. DEN ODBĚRU

5.11. 6.11.

7.11.

8.11.


180,0 160,0 140,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

vzorky 1 a 2 (65 a 44 µg/kg sušiny) - kvas z žitné mouky - nižší hladiny AA → vliv podílu žitné mouky? ostatní vzorky – technologie Isern Haeger – přídavek starého chleba do receptury 90 – 150 µg/kg sušiny (RSD 29 %) 8 – 30 µg/kg chleba

ČÍSLO SOUBORU VZORKŮ

Závislost obsahu akrylamidu v sušině chleba na podílu žitné mouky Obsah akrylamidu v sušině (µg/kg chleba)

obsah ak rylamidu ug/kg v sušině

V012 – Různé pekárny, podíl žitné mouky

80 60 40 20 0 15

25

35

45

55

65

75

85

Podíl žitné mouky (%) NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V012 – Pražený slad k barvení chleba cíl: zjistit hladiny akrylamidu ve sladech a určit množství akrylamidu vnesené jejich prostřednictvím do finálního produktu v hnědém sladu 14-krát vyšší množství než v černém sladu příspěvek k množství akrylamidu v konečném produktu 2,81 µg na jeden kus chleba


V012 – 3 - MCPD a jeho estery v chlebech pšenično-žitný chléb Tuk [%] 1 pekárna - 10 dnů

kůrka střída kůrka střída kůrka střída

1 pekárna - 10 dnů 12 různých pekáren

15%

25%

35%

45%

0,2-0,3 0,2-2,1 0,3-1,1 0,5-1,1 0,2-0,7 0,2-1,6 45%

55%

Volný 3-MCPD Vázaný 3-MCPD [µg/kg] [µg/kg] 9,4-22,0 4-17 <9-16,2 3-36 <9-23,0 6-72 <9-33,0 23-70 9,6-36,8 3-65 <9-12,4 5-26 65%

75%

85%

120 volný 3-MCPD vázaný 3-MCPD

100

hm.koncentrace [µg/kg]

podíl žitné mouky

80

60

40

20

< LOQ 0 1

2

3

4

5 vzorky chlebů

6

7

8

9

Množství volného a vázaného 3-MCPD ve vzorcích chleba (seřazeny dle rostoucího obsahu žitné mouky)


V012 – Závěry 10-ti denní monitoring – vysoká variabilita nálezů hladina akrylamidu v hnědém sladu 14x vyšší než v černém sladu z technologického pohledu – největší vliv na tvorbu akrylamidu v chlebu – teplota studium vlivu žitné mouky neprokázalo ovlivnění hladin akrylamidu ani 3-MCPD v chlebu


V013 – Běžné pšeničné pečivo sledování vlivu technologických faktorů na obsah akrylamidu a 3-MCPD v běžném pšeničném pečivu: přídavek 2-4 % droždí v receptuře přídavek 0,5-2,5 % vitálního lepku v receptuře testování komerčních výrobků


Závislost obsahu akrylamidu v sušině pečiva na přídavku droždí 10 8 6 4 2 0 2,0

2,5

3,0

3,5

pečivo

akrylamid (µg/kg)

Rohlík

14

Banketka

20

Croissant

38

4,0

Přídavek droždí (%) Závislost obsahu akrylamidu v sušině pečiva na přídavku vitálního lepku Obsah akrylamidu v sušině (µg/kg pečiva)

Obsah akrylamidu v sušině (µg/kg pečiva)

V013 – Akrylamid v běžném pečivu

15 10 5 0 0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

1,0

Přídavek vitálního lepku (%) NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V013 – 3 - MCPD a jeho estery běžné pšeničné pečivo 160 volný 3-MCPD

140

vázaný 3-MCPD

hm. koncentrace [[µg/kg]

120 100 80 60 40 20 < LOQ

< LOQ

0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

vzorky běžného pečiva

rostoucí obsah droždí

rostoucí obsah lepku NPV II Akrylamid – č. 2B06168

V013 – Závěry studium vlivu přídavku droždí neprokázalo ovlivnění hladin akrylamidu a 3-MCPD v pečivu studium vlivu přídavku vitálního lepku neprokázalo ovlivnění hladin akrylamidu a 3-MCPD v pečivu komerční pečivo srovnatelné hladiny akrylamidu jako modelově upečené, 3-MCPD – také srovnatelné hladiny obecně v tomto typu výrobku hladiny obou kontaminantů spíše nízké


V014 – Chemicky kypřené pečivo sledování vlivu technologických faktorů na obsah akrylamidu a 3-MCPD v chemicky kypřených výrobcích - pernících: testování průmyslových perníkových korpusů různá receptura testování modelově upečených perníků různé podmínky a receptury


V014 – Průmyslově vyrobené perníky 1600

Akrylamid µg/kg sušiny

1400 1200 1000

817 µg/kg

800 600 400 200 0

A

B

C

D

E

F

Pekárna


V014 – Modelově pečené perníky 1400

1200

Akrylamid µg/kg sušiny

1000

800

600

534 µg/kg

400

200

0


V014 – 3 - MCPD a jeho estery perníkové korpusy

Charakteristika receptury Kypřidlo (NaHCO3/NH4HCO3) Bez přídavku NaHCO3 Inverze cukru HCl Bez invertního cukru

Tuk [%] 0,4 0,4 1,1 0,3

Volný 3-MCPD [µg/kg] <3 <3 <3 <3

Vázaný 3-MCPD [µg/kg 13 26 9 7


V014 – Závěry Korpusy průmyslových perníků vykazovaly vyšší hladiny akrylamidu Rozdíl mezi vzorky stejnými recepturně způsoben řadou faktorů Např. u modelových vzorků 16-18 záleží kam až směs zneutralizována po kyselé hydrolýze (pH směsi, přesné doba průběhu reakcí apod.) Vzorek 16 – neutralizace 12h Vzorky 17 a 18 – neutralizace cca 1h Modelově upečené perníky vykazují vliv přídavku medu – vytvoření více akrylamidu Modelově upečené perníky s použitím sirupu po kyselé inverzi měly nejnižší obsahy akrylamidu Projevil se vliv testování přídavku ječné mouky receptura s NaHCO3 - nižší množství esterů 3-MCPD (patří k látkám, které jsou schopny rozkládat 3-MCPD)


V015 – Celkové závěry Cíl projektu byl realizován v těchto rozhodujících etapách: Vývoj, validace a následná implementace sofistikovaných instrumentálních analytických technik pro citlivé stanovení procesních kontaminantů akrylamidu a 3-MCPD a jeho esterů v potravinách. Vyšetření série vzorků z tržní sítě ČR v letech 2006-2010 na obsah procesních kontaminantů pomocí vyvinutých metod. Testování vhodnosti různých odrůd suroviny (brambory, cereálie) z hlediska potenciálu tvorby procesních kontaminantů se zvláštním zaměřením na obsah prekursorů akrylamidu. Testování různých technologických postupů a jejich modifikace vedoucí ke snížení hladin akrylamidu a 3-MCPD v potravinách na bázi brambor a cereálií. Formulování doporučení pro průmysl pro volbu suroviny a technologických podmínek jejich zpracování minimalizujících tvorbu procesních kontaminantů. Doporučení spotřebitelům pro volbu surovin a jejich kulinárních úprav vedoucích k minimálnímu obsahu procesních kontaminantů.


V015 – Celkové závěry identifikovány a charakterizovány dominantní faktory v procesu produkce surovin a jejich zpracování možné využití získaných poznatků k predikci rizika tvorby technologických kontaminantů při zavádění nových výrobků či technologií zpracována obecná doporučení pro producenty brambor a cereálií pro zpracovatelský průmysl s akcentem na nízký obsah prekursorů technologických kontaminantů zpracována doporučení pro zpracovatele brambor a cereálií jak minimalizovat tvorbu technologických kontaminantů a tak přispět ke snížení dietárního příjmu procesních kontaminantů konzumenty českých potravin zpracován soubor doporučení pro konzumenty, jakým způsobem lze při přípravě různých pokrmů minimalizovat vznik škodlivých sloučenin


Projekt MŠMT č.: 2B06168

Recommend Documents