Podgrzewanie potraw – uważaj na szkodliwy akrylamid!

Początkowo akrylamid był znany tylko z zastosowania przemysłowego, w takich procesach, jak produkcja plastiku, gum, papieru i kosmetyków. Opisy następstw przypadkowych epizodów narażenia pracowników przemysłu na wysokie stężenie akrylamidu doprowadziły do uznania tego związku za substancję neurotoksyczną. Oznacza to, że akrylamid w wysokich dawkach wykazuje własności uszkadzania tkanki nerwowej. Wysokie dawki tego związku, stosowane u zwierząt, prowadziły do rozwoju chorób nowotworowych i zaburzały procesy rozrodcze. W systemie klasyfikacji Unii Europejskiej akrylamid występuje w kategorii drugiej, jako kancerogen i mutagen, oraz w trzeciej, jako substancja toksyczna dla reprodukcji. Badacze z Uniwersytetu w Sztokholmie w 2002 roku niespodziewanie odkryli akrylamid w produktach spożywczych, a od tego czasu potwierdzono jego obecność w wielu produktach wytwarzanych lub przetwarzanych w wysokich temperaturach. Występuje w produktach stanowiących aż 40% kalorii spożywanych w przeciętnej amerykańskiej diecie — praktycznie od zup po orzechy i obejmuje gotowane i smażone ziemniaki, produkty zbożowe, kawę, krakersy, oliwki, chleb, szparagi, sok z suszonych śliwek, niektóre suszone owoce i wiele innych.

Akrylamid w pożywieniu tworzy się podczas procesów wymagających ogrzewania, co najmniej do temperatury 120 stopni C, a wiec podczas smażenia i pieczenia, niezależnie od tego, czy żywność powstaje w domu, w restauracji, czy warunkach przemysłowych. Substancję tą znajdowano na przykład we frytkach, chipsach ziemniaczanych, herbatnikach, krakersach, chrupkach,  płatkach śniadaniowych, smażonych ziemniakach, pieczywie i kawie. W następnych badaniach wykryto akrylamid również w suszonych owocach, pieczonych warzywach, w czarnych oliwkach oraz w niektórych gatunkach pieczonych orzechów.
Akrylamid powstaje w produktach spożywczych w wyniku reakcji chemicznej, znanej pod nazwą reakcji Maillarda. Jest ona reakcją chemiczną pomiędzy aminokwasami (cegiełkami budulcowymi białek), a cukrami, takimi jak glukoza, fruktoza i laktoza. Podczas ogrzewania dochodzi do kaskady reakcji chemicznych, które prowadzą do ‘brązowienia’ żywności oraz do powstawania szeregu związków, które mają własności nadawania jej smaku i aromatu. Wszystkie te związki nadają podgrzanej żywności charakterystyczny zapach. Jednym z przykładów reakcji Maillarda jest podgrzewanie białego pieczywa dla otrzymania brązowych tostów. Przedstawione powyżej procesy tylko częściowo tłumaczą powstawanie akrylamidu, ponieważ reakcja Maillarda jest jedną z najbardziej skomplikowanych reakcji chemicznych, jakie zachodzą w odniesieniu do żywności. Tworzenie się akrylamidu i jego stężenie zależy od rodzaju żywności, temperatury oraz czasu grzania. Można stwierdzić ogólnie, że produkty skrobiowe, takie jak pieczywo czy ziemniaki, które są zwykle podgrzewane do wyższych temperatur i ten proces trwa dłużej, zawierają wyższe stężenia akrylamidu. Okazuje się, że poza temperaturą i czasem podgrzewania, istotne znaczenie dla tworzenia akrylamidu ma również stężenie aminokwasu zwanego kwasem asparaginowym. Aminokwas ten ma budowę chemiczną przypominającą budowę akrylamidu, co sugeruje, że podczas reakcji Maillarda kwas asparaginowy może łatwo być przekształcony do akrylamidu. Uczeni są zgodni, że najwyższe stężenie akrylamidu znajduje się produktach, które są długo smażone, smażone w głębokim tłuszczu lub pieczone. Należą do nich ciastka, pieczywo i frytki.
Komitet ekspertów ds. Dodatków do Żywności (Joint Expert Committee on Food Additives – JEFCA) podaje, że największy udział w ogólnym spożyciu akrylamidu w większości państw mają następujące produkty:
– chipsy ziemniaczane (16-30%),
– chrupki ziemniaczane (6-46%),
– kawa (13-39%),
– ciasta, ciastka i herbatniki (10-20%)
– chleb i inne gatunki pieczywa (10-30%).

R. Uhli twierdzi: Spośród wielu badanych przez brytyjskich uczonych produktów niektóre wykazały obecność akrylamidu aż o 1280 razy wyższą od międzynarodowych limitów bezpieczeństwa. Były to super marketingowe chipsy, chrupki, krakersy, prażony ryż Kellogsa oraz chrupki Pringlesa. Uhli również zauważa to, o czym mówią wszyscy uczeni zajmujący się „genotoksyczno-karcynogenną” substancją, że akrylamid jest sklasyfikowany jako chemiczna i karcynogenna substancja, bez określonej granicy bezpieczeństwa. Inne produkty spożywcze łącznie dostarczają nie więcej niż 10% ogólnej ilości przyjętego akrylamidu. Całkowite spożycie waha się w różnych państwach Unii Europejskiej od 0,3 do 1,4 mcg/kg masy ciała, i zależy od indywidualnego sposobu żywienia oraz tradycji żywieniowych w poszczególnych państwach. Dotychczas nie wykryto w ogóle akrylamidu w produktach gotowanych i gotowanych na parze. Ten fakt można łatwo wytłumaczyć – podczas gotowania temperatura nie przekracza 100 stopni Celsjusza i nie zachodzą reakcje brązowienia.

Becalski i współautorzy (2003) wykazali, że rodzaj oleju stosowanego podczas smażenia ziemniaków ma wpływ na ilość powstającego akrylamidu. Więcej powstaje go podczas smażenia ziemniaków z dodatkiem oliwy z oliwek (5600 ng/g) niż z dodatkiem oleju kukurydzianego (3500 ng/g). Natomiast dodanie rozmarynu lekarskiego (Rosmarinus officinalis) do ziemniaków smażonych na oleju kukurydzianym lub na oliwie z oliwek redukuje poziom akrylamidu o 25%. Poważnym źródłem akrylamidu okazała się też kawa. Analiza jego zawartości w wielu gatunkach kawy, w tym także kawy bezkofeinowej, pochodzących od kilku różnych producentów, wykazała, że waha się ona w granicach 45–374 ng/g ziarna. Natomiast zawartość akrylamidu w 300 ml parzonej kawy jest niewielka i wynosi tylko 0,74–3,98 μg. Badano także jak zmienia się zawartość akrylamidu w kawie przechowywanej w otwartym opakowaniu; stwierdzono, że po około 6 miesiącach w temperaturze pokojowej maleje ona w granicach 40–65% (Andrzejewski i współaut., 2004).
Ciekawe wyniki przyniosły badania wielkości dawek pochłanianego akrylamidu wraz z pożywieniem. Konings i współautorzy (2003) oszacowali, że w Holandii dzieci są narażone na dwukrotnie większe dawki akrylamidu (1,04 μg/kg masy ciała na dzień) niż dorośli, co potwierdzają także wcześniejsze oszacowania FAO i WHO (2002). Okazało się ponadto, że najpoważniejszym źródłem akrylamidu dla tych grup wiekowych są chipsy ziemniaczane, dostarczając aż 40% (w grupie 1–6 lat), 46% (w grupie 7–18 lat) i 31% (w całej populacji 1–97 lat) przyswajanego akrylamidu. Podobnie duże ilości akrylamidu wchłanianego wraz z pożywieniem stwierdzono u młodych ludzi (16–30 lat) w Szwecji, dla których najbardziej znaczącym jego źródłem są frytki, chipsy, smażone ziemniaki (36% dziennego spożycia akrylamidu) i kawa (39%). Szczególnie dzieci są narażone na przyjmowanie akrylamidu poprzez spożycie chipsów i frytek (Svensson i współaut. 2003). Badania Koningsa i współaut. (2003) oraz Svenssona i współaut. (2003) wykazały, że Holendrzy i Szwedzi narażeni są na podobne dawki akrylamidu (odpowiednio 0,48 i 0,5 μg/kg masy ciała na dzień), co prawdopodobnie jest rezultatem podobnych nawyków żywieniowych. W Tabeli 1 przedstawiono zawartość akrylamidu w różnych produktach żywnościowych, w zależności od sposobów ich przetwarzania, głównie w zależności od stosowanej temperatury.

Po doniesieniu szwedzkim, Komitet Naukowy ds. Żywności (Scientific Committee on Food – SCF) wydał opinię dotyczącą potencjalnych obaw związanych z oddziaływaniem akrylamidu na ustrój człowieka. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) stwierdza, że „akrylamid należy do grupy związków chemicznych, które nie cechują się możliwym do określenia progiem zaistnienia szkodliwych efektów zdrowotnych, co oznacza, że narażenie na niskie stężenia wiąże się z niskim, ale nie zerowym ryzykiem dla zdrowia”. W 2005 roku panel zajmujący się zanieczyszczeniami żywności Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności (European Food Safety Authority – EFSA) podtrzymał poprzednią opinię JECFA stwierdzając, że powinny być podjęte wysiłki na rzecz zmniejszenia narażenia na tę substancję. Aby lepiej poznać ryzyko związane z przetwarzaniem żywności w wysokich temperaturach, Komisja Europejska finansuje projekt HEATOX (Heat-generated Food Toxicants – Identification, Characterisation and Risk Minimalisation). Jego celem jest identyfikacja, scharakteryzowanie i zminimalizowanie ryzyka stwarzanego przez związki chemiczne wytwarzane podczas procesów podgrzewania żywności. Projekt ten w szczególności dotyczy właśnie akrylamidu.

1) akrylamid obecny w żywności może być czynnikiem rakotwórczym;

2) możliwe jest zmniejszenie wytwarzania się akrylamidu w żywności, ale nie całkowita jego eliminacja;

3) dostępne są metody analityczne pozwalające na ocenę zawartości akrylamidu w produktach spożywczych;

4) podgrzewanie żywności może prowadzić do powstawania również innych substancji istotnych dla ludzkiego zdrowia.

W ostatnich dniach opublikowano w Dzienniku Urzędowym Unii Europejskiej nowe zalecenia Komisji Europejskiej (KE) z dnia 2 czerwca 2010 roku w sprawie monitorowania poziomów akryloamidu w żywności. Dokument ten został opracowany w związku z faktem, iż dotychczasowy program monitoringu zawartości tego związku w środkach spożywczych nie przyniósł pożądanych skutków i wymaga kilku zmian. W związku z tym Państwa Członkowskie powinny wykonywać badania monitoringowe zgodnie z załącznikiem do ww. zalecenia KE. Próbki do oznaczeń należy pobierać zgodnie z procedurą zawartą w rozporządzeniu Komisji nr 333/2007, natomiast analiza zawartości akryloamidu powinna być przeprowadzana w oparciu o kryteria ustalone w rozporządzeniu nr 882/2004. Badania mają dotyczyć m.in. frytek, chipsów ziemniaczanych, pieczywa, płatków śniadaniowych, kawy i jej substytutów oraz żywności dla dzieci.
Producenci żywności powzięli szereg działań, aby zmniejszyć zawartość akrylamidu w takich produktach, jak chrupki, chipsy, pieczywo i herbatniki. Dokonano tego poprzez skrupulatne kontrole jakości produkcji oraz zmiany receptur i zmiany przebiegu procesów wymagających podgrzewania produktów spożywczych. Wszystkie te działania nie biorą jednak pod uwagę elementu sezonowości, który ma znaczący wpływ na zawartość akrylamidu w surowcach. Konfederacja Producentów Żywności i Napojów Unii Europejskiej (CIAA) opublikowała ‘Przewodnik dotyczący akrylamidu’, który dostarcza informacji, jakie środki powinni zastosować producenci żywności oraz konsumenci, aby zmniejszyć zawartość akrylamidu w produktach gotowych do spożycia. W uaktualnionej wersji dokumentu uwzględniono również wyniki badania HEATOX. Dla przykładu podczas produkcji czipsów ziemniaczanych wybór ziemniaków o niskiej zawartości cukru pomaga ograniczyć powstawanie akrylamidu podczas ich gotowania. Ponadto przemysł opracował procedury obejmujące stosowanie enzymów ograniczających naturalne powstawanie akrylamidu podczas przygotowywania produktu na bazie kukurydzy i wielu innych produktów mącznych.  Aby upewnić się, że wszyscy konsumenci mogą odnieść korzyści z tej technologii, proces jest licencjonowany dwóm niezależnym firmom, aby był dostępny komercyjnie dla innych producentów żywności. Obie z tych firm, Novozymes i DSM, rozpoczęły pozyskiwanie klientów w przemyśle spożywczym. Stosowanie asparaginazy jako techniki ograniczania zawartości akrylamidu zostało zatwierdzone w wielu krajach, w tym Stanach Zjednoczonych, Unii Europejskiej, Chinach i Australii.
Naukowcy poszukują możliwości zmniejszenia stężenia akrylamidu w produktach spożywczych poprzez zablokowanie reakcji chemicznych zachodzących podczas ich podgrzewania. Wykorzystują w tym celu modyfikacje procesów biotechnologicznych i zmiany dotyczące technologii rolniczych. Na przykład wykazano, że zwiększenie zawartości siarki w glebie wraz ze zmniejszeniem poziomu azotu, przyczynia się do obniżenia zawartości akrylamidu w niektórych płodach rolnych. Przy zastosowaniu metody modyfikacji genetycznej uzyskano nowe odmiany ziemniaka, które zawierają znacznie mniej cukrów prostych niż typowe ziemniaki. Zmniejszenie zawartości redukujących cukrów prostych (np. glukozy) może zmniejszyć tworzenie się akrylamidu, ponieważ cukry proste są kluczowym substratem dla reakcji Maillarda, w wyniku której powstaje akrylamid.  Poszukuje się również genów roślinnych, które odpowiadają za syntezę kwasu asparaginowego. Jak wiadomo, jest to również istotny związek w procesach powstawania akrylamidu.
Konsumenci mogą sami wpływać na zawartość akrylamidu, starając się unikać nadmiernego podgrzewania, które prowadzi do brązowania produktów spożywczych. W tym celu należy dokładnie stosować się do instrukcji dotyczących przygotowania pokarmów, umieszczonych na opakowaniach. Ponadto można modyfikować sposoby podgrzewania żywności, częściej stosując gotowanie, gotowanie na parze lub podobne metody. Wiele produktów, które zawierają akrylamid to produkty o wysokiej gęstości energetycznej. Dlatego powinny one być spożywane w sposób umiarkowany,  jako część prawidłowo zbilansowanego sposobu żywienia.

Poniżej przedstawiono ogólne zalecenia zgodne z wieloma wytycznymi dotyczącymi ograniczania zawartości akrylamidu w żywności przetwarzanej przemysłowo oraz gotowanej w domu: