Плата за смак та аромат
/
Думки про важливе
/
П'ятниця, 18 травня 2012 14:01
Олександр Рибалка, завідувач відділом генетичних основ селекції, доктор біолог. наук
Селекційно-генетичний інститут, м. Одеса
Акриламід: небезпека, що криється у традиційних харчових продуктах
Один з останніх звітів Європейської інформаційної ради з харчових продуктів Eufic (Europeanfoodinformationcouncil) підсумовує результати досліджень у галузі безпеки харчових продуктів протягом останніх років. Звіт містить роботу кількох провідних лабораторій світу щодо визначення вмісту в широковживаних харчових продуктах (зокрема, зернового походження) небезпечної для здоров'я людини речовини - акриламіду.
Компонент пластмаси у їжі?
Драматичність ситуації, що обговорюється у цій статті, полягає у тому, що протягом тисячоліть свого існування людство традиційно використовує вогонь для приготування їжі. Високотемпературне приготування продуктів харчування дозволяє надавати харчам необхідний смак, приємний запах і бажаний колір. Та водночас висока температура сприяє формуванню у продуктах харчування небажаних для здоров'я людини хімічних сполук. Однією з них, що широко представлена в повсякденних харчових продуктах, виявився акриламід.
Первинно акриламід не був відомий фахівцям інакше як хімічний агент, що використовується у промисловому виробництві пластмас, синтетичних полімерних клеїв, паперу та деяких косметичних виробів.
Акриламід також широко використовується у хімічних лабораторіях як основний компонент полімерних гелів для електрофоретичного розподілу білків, ферментів, нуклеїнових кислот тощо.
На рис. 1 показано етикетку на упаковці з акриламідом виробництва німецької хімічної корпорації Serva, котра красномовно свідчить про те, що за речовина міститься у цій упаковці.
Рис. 1. Стандартне маркування небезпечних для здоров'я хімікатів
Феномен органічної хімії чи засмажена небезпека
Дослідження впливу високих концентрацій акриламіду на живі об’єкти раптом несподівано виявили його нейротоксичні властивості. Інакше кажучи, акриламід у високих концентраціях здатен зв’язуватися із нервовою тканиною тварин та людини, провокуючи важкі патологічні наслідки нервової системи.
Більше того, високі концентрації акриламіду спричиняли у піддослідних тварин ракові пухлини та негативний вплив на репродуктивні функції.
У 2002 році вчені Університету Стокгольму (Швеція) були здивовані результатами своїх досліджень, під час яких нейротоксин та канцероген акриламід було виявлено у широковживаних продуктах харчування, що виготовлені з використанням високотемпературної обробки.
У спеціальних дослідах було продемонстровано, що акриламід спонтанно утворюється у процесі кулінарного обробітку за температур вище 120°С, особливо при смаженні харчових продуктів. Це стосується, найперше, продуктів із картоплі, таких як фрі та картопляні чіпси, бісквіти та крекери, злакові суміші для швидких сніданків, смажена на олії картопля, хлібопродукти та кофе, в яких виявлено високі концентрації акриламіду.
Олександр Рибалка, завідувач відділом генетичних основ селекції, доктор біолог. наук
Селекційно-генетичний інститут, м. Одеса
Акриламід: небезпека, що криється у традиційних харчових продуктах
Один з останніх звітів Європейської інформаційної ради з харчових продуктів Eufic (Europeanfoodinformationcouncil) підсумовує результати досліджень у галузі безпеки харчових продуктів протягом останніх років. Звіт містить роботу кількох провідних лабораторій світу щодо визначення вмісту в широковживаних харчових продуктах (зокрема, зернового походження) небезпечної для здоров'я людини речовини - акриламіду.
В інших дослідах акриламід було знайдено також у сушених фруктах, смажених овочах, чорних оливках та деяких смажених горіхах.
Утворення акриламіду в продуктах харчування є результатом феномену органічної хімії, який отримав назву від імені першовідкривача, реакції Меларда (L.C. Maillard), або хімічної взаємодії між амідованими амінокислотами білків (переважно аспарагіном) та простими відновлюючими цукрами, такими як глюкоза, фруктоза та лактоза.
Прикро те, що акриламід утворюється під час традиційного процесу приготування їжі шляхом нагрівання продукту в печі чи на сковорідці до високої температури, яка ініціює серію хімічних перетворень, що призводять до формування коричневого кольору (обвуглювання), різних складових смаку та запаху продукту. Тобто тих звичайних харчосмакових характеристик, що застосовуються як критерії кулінарної готовності продукту.
Одною з найбільш наглядних ілюстрацій реакції Меларда є популярний серед гурманів спосіб засмажування білого хліба до коричневого кольору на тостерах. У результаті разом із приємним смаком та забарвленням хлібця за реакцією Меларда утворюється і значна кількість акриламіду (рис. 2, LaurenJackson, 2008).
Можна бачити на рис. 2, що з продовженням термічної експозиції на тостері концентрація акриламіду в білому хлібці підвищується втричі (!) з 210 мікрограм до 610 мікрограм на кг ваги хлібця.
Рейтинги шкідливості
Утворення акриламіду - процес до кінця достеменно не вивчений, оскільки реакція Меларда є одним із найскладніших хімічних процесів, що спостерігаються при кулінарній обробці продуктів. Разом з тим очевидно, що концентрація акриламіду залежить від типу продукту, температури та тривалості термічної експозиції: до прикладу, хліб, картопля, які зазвичай потребують тривалої термообробки, містять відносно високі концентрації акриламіду.
Крім рівня температури та тривалості термообробки, була встановлена залежність між концентрацією акриламіду та вмістом у продукті амінокислоти аспарагіну, що має хімічну структуру, подібну до структури акриламіду. Це дає підстави стверджувати, що саме аспарагін трансформується в акриламід під час реакції Меларда.
Згідно зі спільними висновками експертів комітетів ФАО/МОЗ основні продукти харчування населення більшості країн світу мають таку частку в загальному споживанні акриламіду з харчовими продуктами: фрі (16-30%), чіпси (6-46%), кава (13-39%), кондитерські вироби та бісквіти (10-20%), хліб разом зі смаженим на тостерах (10-30%). Інші, не перераховані в цьому переліку продукти харчування, становлять частку менше 10% від загального споживаного населенням світу акриламіду.
За вмістом акриламіду популярні продукти харчування розміщуються у наступному порядку: найвищий його вміст знайдено у французьких картопляних фрі, смаженій картоплі, дещо нижчий - у картопляних чіпсах, потім ідуть злакові сніданкові суміші, кава, солодке печиво, смажений на тостері хліб, торти та тістечка, крекери, м'який хліб, сніданки із зерна кукурудзи. Серед продуктів-«рекордсменів» за вмістом акриламіду виявилися такі популярні ласощі, як солодке арахісове печиво (рис. 3), в якому залежно від тривалості випікання вміст акриламіду змінювався від 99 мікрограм/кг (9 хвилин) до 301 мікрограм/кг (17 хвилин).
Рис. 3. Динаміка вмісту акриламіду в арахісовому печиві залежно від тривалості випічки (LaurenJackson, 2008)
Щоденне споживання населенням акриламіду з їжею в країнах ЄС варіює між 0,3 та 1,4 мікрограм на кілограм маси тіла. Виглядає дивним, що наче матінка-природа навмисне створила дует аспарагін-прості вуглеводи, який присутній в усіх основних продуктах рослинного походження, щоб людина споживала здоровий харч сирим.
Важливо наголосити, що жодних слідів акриламіду не було знайдено в продуктах харчування, які виготовляються шляхом технологій кип'ятіння чи обробітку харчової сировини парою. Це пояснюється тим, що максимальна температура за умов цих технологій обробітку продуктів не перевищує 100°С, та відсутня реакція прояву коричневого забарвлення продукту при термообробці.
Як свідчать наведені ілюстрації, характерною ознакою, що віддзеркалює вміст акриламіду у продукті, є ступінь побуріння продукту в процесі його термічної обробки. Чим більше, тим гірше. Логіка проста: полюбляєш їсти засмажене «на повну», відповідно отримуєш і дозу канцерогену-нейротоксину також «на повну».
Порятунок у знанні технологій та селекції
Однак, крім умов термічної обробки продукту, на вміст акриламіду впливає ряд інших факторів, зокрема, умови вирощування рослинної сировини та вміст у ній аспарагіну і цукрів (рис. 4, KitGranby, 2004).
Рис. 4. Вміст акриламіду (по вертикалі в мікрограмах/кг) у житніх сухариках залежно від вмісту в борошні аспарагіну (по горизонталі в г/500 г борошна). Термічна експозиція 8 хв. при 250°С.
Така ж висока кореляційна залежність (r=0,96) спостерігалася за вмістом у смаженій картоплі акриламіду залежно від вмісту в ній цукрів (глюкоза + фруктоза).
Як можна бачити з наведеного матеріалу, відкриття нейротоксичного та канцерогенного агенту акриламіду в традиційних харчових продуктах спонукало у світі в галузі біобезпеки цілу систему наукових досліджень цього неочікуваного феномену, розробки засобів та методів мінімізації вмісту акриламіду в продуктах харчування та його негативного впливу на здоров'я людини.
Так, Конфедерація ЄС з питань індустріального виробництва харчів та напоїв (СІАА) публікує спеціальний інформаційний вісник (2006 р.) під назвою «TheCIAAAcrylamide «Toolbox», який періодично поповнюється новими даними і фактично є посібником, «живим документом» практичної дії: що і в який спосіб необхідно робити, щоб мінімізувати небезпеку, яка криється у традиційних харчових продуктах щоденного споживання. Саме мінімізувати, оскільки «Toolbox» констатує, що повністю вивільнити продукти харчування від акриламіду практично не можливо.
Наприклад, «Toolbox» подає найновіші дані, які свідчать про те, що не лише прості відновлюючі вуглеводи, як вважалося раніше, а також ряд інших реактивних карбоніл-метаболітів (наприклад, 3-амінопропіонамід) відіграють важливу роль у декарбоксилуванні аспарагіну, сприяючи важливому проміжному етапу в утворенні акриламіду. Крім того, нещодавно було також продемонстровано альтернативний термолітичний шлях утворення акриламіду в клейковині пшениці. Описані також додаткові метаболічні шляхи утворення акриламіду в продуктах через акролеїн та акрилову кислоту, які не потребують присутності аспарагіну.
Важливим висновком останніх досліджень є те, що власне комбінація температури та тривалості термічної обробки і становлять критичний фактор утворення акриламіду в харчових продуктах, а не сам технологічний процес приготування їжі, як такий.
"Toolbox" розглядає щонайменше 13 основних критичних параметрів утворення та міграції акриламіду в харчових продуктах.
В аграрній сфері виробництва харчової сировини вміст цукрів та вміст аспарагіну в харчовій сировині є критичними факторами формування у продуктах акриламіду при їх кулінарній обробці.
Для картоплі особливо важливо дотримуватися мінімальної концентрації відновлюваних цукрів у сировині (не вище 0,3% на вагу свіжої картоплі). Цього можна досягти шляхом селекції низько цукристих та низько аспарагінових сортів картоплі, замочуванням порізаної картоплі у воді, або розчинах гліцину та глутаміну перед приготуванням, зниженням дози азотних добрив при вирощуванні картоплі, зберіганням картоплі при температурі не нижче 6°С, використанням ростових інгібіторів при зберіганні тощо.
У зернових продуктах, на відміну від картоплі, вирішальну роль у формуванні акриламіду відіграють не стільки вільні цукри скільки вміст аспарагіну. Тому одним зі шляхів зниження вмісту в зерні аспарагіну є створення шляхом селекції сортів пшениці з низьким вмістом аспарагіну. Аспарагін міститься, в основному, у висівках. Тому нижчий вміст аспарагіну має борошно вищих сортів у порівнянні з борошном нижчих сортів. Зниженню вмісту аспарагіну в зерні сприяє також підвищений і високий вміст сірки в грунті.
Зниженню вмісту акриламіду в хлібі сприяє використання при замісі солей кальцію та додавання гліцину. Гліцин також є критичним компонентом, який може до 50% знизити вміст акриламіду у пшеничних пластівцях. Загалом пшеничні пластівці містять більше акриламіду, ніж пластівці кукурудзяні, вівсяні та рисові.
При виробництві бісквітів досягти зниження вмісту в них акриламіду можливо за рахунок заміни (хоча це й небажаної з технологічної та дієтлогічної точок зору) розпушувача амонію бікарбонату (NH4HCO3) на бікарбонат натрію (NaHCO3), оскільки бікарбонат амонію сприяє формуванню акриламіду опосередковано, каталізуючи деградацію цукрів та утворення реактивних карбоніл-похідних складових. Зниження вмісту акриламіду в бісквітах можна досягти також заміною у сиропах фруктози на глюкозу, додаванням лимонної кислоти.
Важливим технологічним фактором зниження концентрації акриламіду в хлібопродуктах є процес ферментації. Адже відомо, що дріжджі в процесі ферментації активно асимілюють аспарагін, аспарагінову кислоту та цукри, знижуючи тим самим концентрацію компонентів, критично важливих для формування акриламіду в продуктах.
Використання при випічці хліба замість традиційної печі технологій нагрівання у хвильовому інфрачервоному діапазоні дозволяє на 50% знизити вміст акриламіду в хлібі та хлібопродуктах.
Останнім часом виконано досить цікаві досліди, які продемонстрували перспективність використання ферменту аспарагінази з метою зниження вмісту аспарагіну, а відтак і акриламіду, в картопляному тісті, борошні, зернових пластівцях (рис.5, KitGranby, 2004).
Рис. 5. Вплив ферменту аспарагінази (жовта крива, зліва по вертикалі од. акт./кг борошна) на вміст акриламіду (синя крива, мікрограм/кг) у чотирьох зразках пшеничного хліба
У серії продуктів на основі рису з використанням навіть низьких концентрацій аспарагінази (10-50 мг/кг) протягом 5-15 хв. ферментації було досягнуто більш ніж 90% зниження вмісту аспарагіну. На жаль, виробництво ферменту аспарагінази поки що не комерціалізовано, а використання ферменту ще офіційно не схвалено і не легалізовано навіть у США та ЄС.
«Toolbox» від CIAA містить ще багато інших цінних практичних рекомендацій щодо мінімізації вмісту небезпечного для здоров'я людини акриламіду в продуктах харчування, а відтак і покращення їх харчової цінності та зниження ризиків виникнення раку та патології нервової системи.
Разом з тим, прикро, що у нас на всесвітньому українському «смітнику» харчових продуктів з цього приводу повний штиль. Ми їли всяку-всячину і їстимемо. Або на мові північного сусіди: «все полезно, что в рот полезло» - і акриламід з іншими канцерогенами, і консерванти з барвниками, і важкі метали з радіоактивними елементами, і мінеральні масла, і грибні токсини, і ГМО, і пестициди, і ракетне паливо… Адже вміст усієї цієї нечистоти в харчових продуктах, що споживає населення України, практично ніхто не контролює. Для простих гречкосіїв із країни вічно зелених помідорів висновком з цієї статті має бути наступне: будь-яка технологія термічної обробки їжі за умов температури вище 120°С сприяє утворенню небезпечного для здоров'я акриламіду. І чим довше цей процес триває, тим більше його утворюється.
20 квітня 2024
Команда шеф-кухаря та ідеолога проєкту Cult Food Євгена Клопотенка презентувала оновлений збірник рекомендованих рецептур для харчування дітей у закладах освіти, який розроблено на підтримку Стратегії реформи системи шкільного харчування, яка реалізується за ініціативи першої леді Олени Зеленської.
Команда шеф-кухаря та ідеолога проєкту Cult Food Євгена Клопотенка презентувала оновлений збірник рекомендованих рецептур для харчування дітей у закладах освіти, який розроблено на підтримку Стратегії реформи системи шкільного харчування, яка реалізується за ініціативи першої леді Олени Зеленської.
20 квітня 2024
19 квітня 2024
Станом на 19 квітня ціни на какао встановили новий рекорд, сягнувши історичного максимуму в понад 11 тисяч доларів США за тонну.
Станом на 19 квітня ціни на какао встановили новий рекорд, сягнувши історичного максимуму в понад 11 тисяч доларів США за тонну.
19 квітня 2024
19 квітня 2024
На поточному тижні на ринок України надійшли перші партії тепличного томату з місцевих комбінатів.
На поточному тижні на ринок України надійшли перші партії тепличного томату з місцевих комбінатів.
19 квітня 2024
19 квітня 2024
Асоціація портів України «Укрпорт» звернулася до прем’єр-міністра Дениса Шмигаля щодо ситуації з перевезенням вантажів Дунаєм.
Асоціація портів України «Укрпорт» звернулася до прем’єр-міністра Дениса Шмигаля щодо ситуації з перевезенням вантажів Дунаєм.
19 квітня 2024
19 квітня 2024
Станом на 19 квітня на контрольованій Україною території вже засіяно 2 млн 053,4 тис. га зернових та зернобобових культур.
Станом на 19 квітня на контрольованій Україною території вже засіяно 2 млн 053,4 тис. га зернових та зернобобових культур.
19 квітня 2024
19 квітня 2024
Оскільки повномасштабна війна в Україні триває, сільськогосподарська компанія Corteva Agriscience за підтримки Міністерства аграрної політики та продовольства України впроваджує ініціативу з перевірки ґрунтів у постраждалих регіонах країни на наявність токсичних металів в наслідок бомбових, ракетних або артилерійських вибухів.
Оскільки повномасштабна війна в Україні триває, сільськогосподарська компанія Corteva Agriscience за підтримки Міністерства аграрної політики та продовольства України впроваджує ініціативу з перевірки ґрунтів у постраждалих регіонах країни на наявність токсичних металів в наслідок бомбових, ракетних або артилерійських вибухів.
19 квітня 2024
