Zdravotní a senzorický význam tvorby akrylamidu v potravinách

Jolana Luxemburková

Bachelor's thesis

Health and sensory significance of acrylamide formation in foods

Abstract:

Procesní kontaminanty endogenního původu vznikají během různých technologických úprav a je pro ně charakteristické to, že do produktu nebyly přidány, ale vznikly jako nové nežádoucí molekuly, během jedné nebo více technologických úprav nezbytných pro bezpečnost a kvalitu finálních produktů. Je proto cílem poznat podmínky vzniku těchto látek během výrobního postupu a navrhnout technologická opatření ke snížení jejich obsahu v potravinách. Tato práce je zaměřena na jeden z procesních kontaminatů – akrylamid, typicky vznikající u potravin bohatých na škrob, při tepelné úpravě, jako je smažení, fritování nebo pečení, a to za teplot vyšších sto dvaceti stupňů Celsia. Jednou z podmínek spějících k jeho vzniku je i nízká vlhkost. Mezi nejrizikovější potraviny spadají smažené bramborové pokrmy, káva, snídaňové cereálie a sušenky. Jelikož se jedná o potencálně karcinogenní látku pro všechny věkové kategorie, mající negativní vliv i na nervovou soustavu, je nezbytné jeho hladiny v potravinách řádně monitorovat a držet je na minimu. Tohoto je možné docílit různými drobnými i většími technologickými úpravami. Jeho úplné vyloučení z finálních produktů ovšem možné není. Pro vznik akrylamidu je klíčová Maillardova reakce, jejímž principem je reakce mezi redukujícím sacharidem a aminokyselinou, typicky asparaginem, za následného neenzymatického hnědnutí, které zároveň potravině dodává lákavou chuť, vůni a texturu. Množství akrylamidu koreluje s barvou produktu, čím tmavší je produkt po tepelné úpravě, tím více akrylamidu bude obsahovat. Pro efektivní prevenci před vznikem vysokých hladin akrylamidu je stěžejní primárně pochopit přesný mechanismus jeho vzniku. V eliminačních metodách jsou zahrnuty technologie pěstovaní vedoucí k nižším hladinám asparaginu, průmyslová úprava potravin a v neposlední řadě přidávání aditiv při tepelné úpravě. Cílem je efektivně aplikovat zmírňující úkony v různých technologických postupech tak, aby co nejvíce zamezily následné tvorbě akrylamidu.

Abstract:

Process contaminants of endogenous origin are formed during various technological modifications and are characterized by the fact that they were not added to the product but formed as new undesirable molecules during one or more technological modifications necessary for the safety and quality of the final products. The aim is therefore to perfectly understand the production technology as such, in order to prevent the formation of these hazardous substances. This work is focused on one of the process contaminants - acrylamide, typically formed in starch-rich foods, during heat treatment, such as frying or baking, at temperatures above one hundred and twenty degrees Celsius. One of the conditions leading to its formation is low humidity. The most risky foods include fried potato dishes, coffee, breakfast cereals and biscuits. As it is a potentially carcinogenic substance for all ages, which also has a negative effect on the nervous system, it is necessary to properly monitor its levels in food and keep them to a minimum. This can be achieved by various minor and major technological modifications. However, its complete exclusion from the final products is not possible. The key to the formation of acrylamide is the Maillard reaction, the principle of which is the reaction between a reducing saccharide and an amino acid, typically asparagine, followed by non-enzymatic browning, which at the same time gives the food a tempting taste, aroma and texture. One of the undesirable by-products of this reaction is acrylamide. For effective prevention of high levels of acrylamide, it is crucial to primarily understand the exact mechanism of its formation. Elimination methods include cultivation technologies leading to lower levels of asparagine, industrial food processing and, last but not least, the addition of additives during heat treatment. The common goal of food engineers and operational food companies is to effectively apply mitigation measures in various technological processes so as to prevent the subsequent formation of acrylamide as much as possible and thus protect the health of consumers.

Keywords

pekařské výrobky, zdravotní rizika, akrylamid, senzorika

Keywords

acrylamide, bakery products, health risks, sensory

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 5. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Oldřich Faměra, CSc.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Agriculture, Horticulture and Rural Development / Quality of Agricultural Products