食物中的丙烯酰胺.ppt

食物中的丙烯酰胺,张玉梅,.,丙烯酰胺的结构,.,丙烯酰胺问题的发现,2002年瑞典报道 毒性：神经毒性、潜在的致癌性 产生：食品加工过程产生,.,4,容易产生丙烯酰胺的食品,碳水化合物高温产生 米饭, 面包, 有脆皮的面包, 炸薯条, 油炸马铃薯片, 饼干, 巧克力, 咖啡, 儿童食品等. 超过 3000 mg/kg 烹调产生: 烤, 烘烤, 油炸, 煮，煎 对所有食品的研究还在进行中,.,加工温度对丙烯酰胺产生的影响,油炸薯片时间4分钟,160 C 27 ppb,170 C 70 ppb,180 C 326 ppb,.,加工时间对丙烯酰胺产生的影响,油炸薯片温度 180 oC,3.5 m 12 ppb,4 m 46 ppb,4.5 m 227 ppb,5 m 973 ppb,.,普通消费者烹调时间,(4885 ppb),(1326 ppb),(11 ppb),( 0 ppb),.,8,人群的膳食暴露情况,假定的暴露量: 平均0.5 mg/kg.bw/天成人 大约 1.1 mg/kg.bw/天成人（高消费量） 平均0.3 mg/kg.bw/天幼儿 大约 2.9 mg/kg.bw/天儿童摄入较高 咖啡 1/3暴露 持续的研究,.,丙烯酰胺的毒性,,.,10,毒性/ 致癌性,有关毒性研究及对人体健康的影响正在进行中 低剂量时呈现量效关系 食物中的致突变剂+ 致癌剂 低剂量时有细胞毒性可造成肠粘膜细胞损伤 体外造成DNA损伤 引发模型动物结肠癌,.,丙烯酰胺的毒性,神经毒性 对人、大鼠、狗均表现出毒性,.,12,有关丙烯酰胺的流行病学研究,尚未发现油炸食品与癌症发生的显著相关性 (与心血管疾病的关系尚未得出结论),.,13,AA的分析检测,采用层析法 LC、 MS/MS, GC-MS 已经确认的某些方法 检测的定性反应 N.B. Joint Research Centre has collated technical details for workshop 28-29 April,.,食物中丙烯酰胺的形成,来源： 游离的天冬酰胺 其他催化因素： 还原糖降解或热解成分 果糖作用较强 葡萄糖作用是果糖的一半 乳糖： 1/151/10果糖 铵盐是最有效的催化剂 在25 C就可形成丙烯酰胺,.,容易产生丙烯酰胺的食物,含量较高的天冬酰胺: 马铃薯 高含量的还原糖: 采用蜂蜜或转化糖的面包房 高含量的氨类 面团发酵时采用碳酸铵 (hartshorn salt) 面包房,.,含丙烯酰胺相关食物,每份食物中丙烯酰胺的含量: 1 杯咖啡2 g 150 g 面包 (30 ppb)5 g 100 g 面条 (20 ppb)2 g 30 g 脆面包 (500 ppb)15 g 50 g mesli (200 ppb)10 g 250 g 烤土豆 (1000 ppb)250 g 200 g 炸薯片 (400 ppb)80 g 75 g 薯条 (500 ppb)40 g 100 g 粗面包 (800 ppb)80 g,.,研究薯类食品的重要性,,平均本底暴露不包含马铃薯类食品: 10 g/d (如：瑞士联邦营养研究) 适当程度的高消费 (较高的暴露必须加以保护),,.,为什么马铃薯首当其冲?,马铃薯含有较高的天冬酰胺: 2-4.5 g/kg 湿重 (10-20 g/kg 干重) 比小麦面粉高 50倍 意味着同样的加热过程可产生 100 倍的丙烯酰胺 暗褐色的面包皮: <200 ppb acrylamide 暗褐色的土豆皮: 2000-10,000 ppb,.,丙烯酰胺的产生与美拉德反应,丙烯酰胺的形成是美拉德反应Maillard reaction: 的特例 果糖及葡萄糖与天冬酰胺反应产生 丙烯酰胺的产生 “可见” 不产生美拉德风味或引起非酶促褐变 则不产生丙烯酰胺,.,降低食品中丙烯酰胺含量马铃薯类食品应用的方法,.,马铃薯产生少量的丙烯酰胺,天冬酰胺含量变化较小 2950 mg/kg 湿重 26 % (73 个样品) 果糖和葡萄糖变化较大 10 to 3000 ppm (factor of 300!) 铵盐改变较小 170 mg/kg 23 % (12 样品) 对马铃薯，使其含少量的还原糖！！ 油炸土豆片的丙烯酰胺，我们已经知道!,.,控制烘烤食品的还原糖含量,含有较高还原糖成分 颜色烤后变暗 含较高的丙烯酰胺 含有极低的还原糖: 弱美拉德反应 (没有悦人香味, 颜色) 干燥食品 烤焦、烤黑带苦味的部分含一定量的丙烯酰胺,可使食品中的丙烯酰胺含量降低,.,烤土豆中还原糖量与丙烯酰胺,采用方法降低烤土豆的丙烯酰胺含量,,,.,关于马铃薯有关问题的总结,1 g/kg 还原糖, 可使烤土豆中丙烯酰胺（AA）含量达到 500 g/kg! 烤到中等程度： 1000 g/kg AA! 烤土豆中还原糖上限: 1 g/kg 湿重(0.5 g/kg 较好),.,,瑞士：鲜土豆中Fructose + glucose 含量很重要 其中含量与湿重密切相关Measurements in Nov./Dec. 2002(Amrein et al.),选择不同的土豆栽培品种,.,土豆的贮藏,8-10 C 以下土豆开始释放糖 4 C以下： 达到无法接受的糖度 目前瑞士进行的研究： 大量堆积贮藏于 4 C 可抑制土豆发芽(代替采用土豆抑制发芽剂) 特殊贮藏于 8-10 C 制作土豆片和炸薯条； 采用抑制发芽剂,.,用 Erntestolz potatoes进行的试验,,Factor of 40!,.,Cooling to 4 C, October-March,,x 7.3,x 8.8,,x 10,.,2002/2003年冬天购于瑞士市场上的马铃薯,Glucose + fructose (g/kg fresh weight),Nearly all potatoes were from 4 C storage!,.,4 C 贮藏 40 小时 (Urgenta, September),,Three fold increase two days after cooling,,.,再次将其放置于室温,Bintje 马铃薯 2002 年10月，4 C 冷藏, 2003年3月放置于室温 放于室温的马铃薯迅速发芽,,,,冷却前: 0.62 g/kg 还原糖,.,请不要在 8 C以下冷藏!,埋在地里 (晚一点收获) 运输前埋在草中 冬季的长期贮存 分销商低温贮藏 使用者低温贮藏 家庭贮藏放于冷藏室内,.,保持合适的糖分,马铃薯片 (薯条)： 尽可能低 < 0.4 g/kg (湿重) 炸薯片： 颜色尽量浅一些 0.1-0.6 g/kg 烤土豆制品 0.2-1 g/kg,.,出售土豆尽量 “适用于”,采用色标的口袋反映加工程： A-D (yellow/blue/red/green) 附加金色口袋： 土豆 < 1 g/kg 还原糖 “适用于烤土豆、炸薯条及煎土豆” B型土豆 对消费者进行指导 现在对严格应用控制很有限,.,炸薯片,.,优化加工步骤,普通含量: 200-1000 g/kg AA 科研单位与加工公司进行有效的合作 最适含量 40-70 g/kg AA 影响因子降低 5-10 ，不改变薯片风味,.,有关参数,含有较低还原糖的土豆 预处理 除去外皮 用温水溶解皮部的还原糖和天冬酰胺; 对淀粉的含量没有影响 用柠檬酸调味酸化 预炸增加干燥度 (140 C) 不要再加入糖！! 炸 控制油温和锅温 控制时间,.,用温水清洗土豆油炸试验,,,,,Optimum,Optimum,除掉一半的 AA,.,用柠檬酸处理: 处理时间,,,noticeably sour,1 % citric acid; Charlotte; 200 g/500 ml,.,15 min, boiler-warm water; 200 g/500 ml,柠檬酸处理: 浓度,.,油炸frozen 8x8 mm prefabricate,,Optimum,,Optimum,,.,炸薯片的最佳性质,变褐、变脆 低糖分 表面溶解 颜色、风味俱佳需要某些褐变点 非普通褐变,.,炸油的温度,丙烯酰胺在加工结束时产生 末期油温 马铃薯可使油温降低 10-40 C 土豆量/油 加热功率 最适初温: 170 C 最适末期温度: 145-150 C,.,炸薯片总结,不要炸过度 AA在油炸末期产生 (30 秒或以上) 最初油温 170 C 避免局部过热 不要达到油炸的临界点 10 % 原则: 100 g 薯片/l 油,< 100 g/kg!,.,控制措施,未来可能采用 GMP 控制 (200 g/kg?),.,烤土豆,.,Agria 马铃薯,左侧 贮存： 10 C 还原糖 0.2 g/kg 丙烯酰胺 140 g/kg 右侧 贮存： 4 C 还原糖 3.1 g/kg 丙烯酰胺：1020 g/kg,,同样马铃薯样品： 在一个盘中烘烤,.,Bintje 马铃薯,左侧 贮存 10 C 还原糖 0.7 g/kg 丙烯酰胺 290 g/kg 右侧 贮存 4 C 还原糖 6.9 g/kg 丙烯酰胺 2500 g/kg,,.,优化烤土豆条件的有关参数,前处理近量少一些(硬土豆) 足够的油脂 (用于热能转化) 尽量低的温度使达到脆度 计算达到合适脆度所需要的时间 爽脆, 金黄, 不带黑点较好,.,采取计划、措施,直接向家庭宣传烤制马铃薯或其他食品的合适方法 采用还原糖分含量较低的马铃薯进行烤制 (此问题尚未解决),.,面包房产品,.,容易产生丙烯酰胺的产品,脆面包： 超高温烘烤 褐色饼干, 姜汁饼干 含有蜂蜜或转化糖 (还原糖) 发面时采用碳酸铵,.,,2002年6月25日世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）联合召开了食品中丙烯酰胺污染专家咨询会议，并对其食用安全性进行了探讨。

今年2月，食品添加剂专家委员会（JECFA）在第64次会议上根据近两年来的新资料，再次对食品中的丙烯酰胺进行了系统的危险性评估，并警告公众关注食品中的丙烯酰胺，呼吁采取措施减少其含量，确保食品的安全性1 丙烯酰胺,丙烯酰胺（CH2=CH-CONH2）别名AM，又称丙毒纯品为白色结晶，分子量为70.08，易溶于水、甲醇、乙醇、丙酮，稍溶于乙酸乙酯、氯仿，微溶于苯丙烯酰胺分子具有两个活性中心，兼具弱酸性和弱碱性反应丙烯酰胺主要用作制造水溶性高分子聚合物，五十多年以来广泛用于生产化工产品聚丙烯酰胺的前体物质，还用于石油开采、洗煤、造纸、纺织、污水处理、冶金、制糖、建筑、医药及农业等部门1.2 丙烯酰胺的毒性,丙烯酰胺具有潜在的神经毒性、遗传毒性和致癌性，属中等毒性常人每天允许的最大暴露量不超过0.0005mg/kg，鼠一次口服量LD50 0.7g/kg皮肤接触可致中毒，症状为红斑、脱皮、眩晕、动作机能失调、四肢无力等，所以严禁吸入体内或触及皮肤1.2 丙烯酰胺的毒性,动物试验结果显示，丙烯酰胺可通过消化道、呼吸道、皮肤粘膜等多种途径被人体吸收，其中经消化道吸收最快，在体内各组织广泛分布，进入人体内的丙烯酰胺约90被代谢，仅少量以原型经尿液排出。

丙烯酰胺进入体内后，在细胞色素P4502E1的作用下，生成活性环氧丙酰胺它比丙烯酰胺更容易与DNA上的鸟嘌呤结合形成加合物，导致遗传物质损伤和基因突变；因此，被认为是丙烯酰胺的主要致癌活性代谢产物1.2 丙烯酰胺的毒性,职业性慢性丙烯酰胺中毒是生产和使用过程中因密切接触丙烯酰胺所导致的以神经系统改变为主的疾病长期低剂量接触丙烯酰胺会出现嗜睡、情绪和记忆改变、幻觉和震颤等症状，伴随末梢神经病（手套样感觉、出汗和肌肉无力）等中毒症状为保护接触者的身体健康，有效地防治慢性丙烯酰胺中毒，制定了GBZ50-2002标准食品中丙烯酰胺的产生、含量及人群可能的摄入量2.1 食品中丙烯酰胺的产生,在食品加工前检测不到丙烯酰胺丙烯酰胺主要在高碳水化合物、低蛋白质的植物性食物加热(120以上)烹调过程中。