Otázke akrylamidu v potravinách sa na Výskumnom ústave potravinárskom (NPPC VÚP) v Bratislave venuje skupina vedcov a výskumníkov už vyše 10 rokov. Prakticky odvtedy, ako táto problematika zarezonovala vo vedeckých kruhoch v roku 2002. Za ten čas vzniklo takmer 20 000 vedeckých článkov a na internete sa vynorili tisícky odkazov s kľúčovým slovom „akrylamid“.
Čo je vlastne ten akrylamid? Je to škodlivé, či nebezpečné? Ako sa dostal vôbec do potravín? Pridáva sa do potravín? Môžu sa jesť potraviny s akrylamidom? Treba sa báť? Kto kontroluje obsah akrylamidu? Koľko je veľa? Čo sa dá robiť s akrylamidom v potravinách? Máme šancu mať potraviny bez akrylamidu? To je len zopár otázok, ktoré Vám v tejto súvislosti hneď napadnú. A ponúkame vám hneď aj odpovede.
Čo je to akrylamid?
Akrylamid (alias propénamid, C3H5NO) je chemikália, ktorá sa od polovice minulého storočia vyrába na priemyselné 
využitie, a to výrobu polyakrylamidu. Ten má široké využitie v mnohých odvetviach priemyslu. Využíva pri úprave pitnej vody a na čistenie odpadových vôd, v ropnom, stavebnom a papierenskom priemysle, pri výrobe farbív, plastov, obalov, tesnení a pod. Ako pre každú technickú chemikáliu, aj pre akrylamid je spracovaný bezpečnostný list, ktorý upozorňuje na jeho toxické vlastnosti, najmä na karcinogenitu, genotoxicitu, neurotoxicitu a reprodukčnú toxicitu pri opakovanej a dlhodobej expozícii. Pri zaobchádzaní s ním je potrebné dodržiavať bezpečnostné opatrenia a neprekročiť povolený limit v pracovnom prostredí stanovený na hodnotu 120 mg/m3 pri akútnej expozícii v ovzduší, 3 mg/kg pre styk s pokožkou a 0,03 mg/l pre obsah akrylamidu vo vode.
Prítomnosť akrylamidu sa potvrdila okrem iného aj v cigaretovom dyme, k uvoľňovaniu akrylamidu totiž dochádza pri spaľovaní dechtu.
Ako došlo k jeho odhaleniu?
O to väčšie bolo prekvapenie, keď v roku 2002 švédski vedci ako prví „objavili“ prítomnosť akrylamidu v potravinách. K tomuto zisteniu došlo viac-menej náhodne. Súviselo to s incidentom pri priemyselnom využití akrylamidu. Jednou z možných aplikácií polyakrylamidových materiálov je ich použitie v stavebných materiáloch využívaných napríklad pri stavbe tunelov. Stavbu tunela pri meste Hallandsås v juhozápadnom Švédsku v rokoch 1992 – 2002 sprevádzali mnohé problémy, medzi iným aj zaplavenie tunela v auguste 1998. Voda z tunela bola prečerpávaná do blízkeho vodného toku, v ktorom následne došlo k masívnemu úhynu rýb a v blízkom okolí začali pozorovať aj zlý zdravotný stav pasúceho sa dobytka. Zistilo sa, že vodný tok bol kontaminovaný vysokým obsahom monomérneho akrylamidu, ktorý sa uvoľnil z nekvalitných stavebných materiálov s obsahom polyakrylamidu. Z obavy pred prienikom kontaminácie do životného prostredia a do zdroja pitnej vody, bol nariadený monitoring expozície akrylamidom u miestnych obyvateľov, rovnako aj u vyše 200 pracovníkov stavby tunela. Zistilo sa, že vyše 160 robotníkov prekročilo hodnoty expozície akrylamidom v dávke spôsobujúcej poškodenie periferálneho nervového systému, u 23 z nich sa prejavilivážne symptómy nervového poškodenia. Práce na tuneli boli zastavené a stavbu znovu obnovili až po ukončení vyšetrovania v r. 2004. Dokončili ju v r. 2012.
Akrylamid objavený a potvrdený
Vyšetrovaním tejto kauzy sa akrylamid dostal do povedomia spoločnosti. Vedci na Kráľovskej univerzite v Štokholme, kde sa vykonávali expertízy, však pozorovali aj iný nečakaný jav: v kontrolnej skupine ľudí nevystavených expozícii zistili pomerne vysoký nález aduktov glycidamidu s hemoglobínom, ktoré poukazujú na vysokú expozíciu akrylamidom, pričom u neexponovaných zvierat takýto nález nebol zistený. Ďalšie štúdie v tejto problematike postupne objasnili zdroj expozície, ktorým boli prekvapujúco tepelne spracované potraviny. Toto zistenie bolo následne potvrdené viacerými nezávislými vedeckými skupinami. Akrylamid identifikovali v širokom spektre tepelne upravených potravín rastlinného pôvodu a čoskoro odhalili aj mechanizmus jeho vzniku. V súčasnosti je už známe, že akrylamid v potravinách vzniká samovoľne počas tepelnej úpravy pri teplote nad 120 °C zo zložiek prirodzene prítomných v surových potravinách obsahujúcich bielkoviny a sacharidy. Ide o reakciu neesenciálnej aminokyseliny L-asparagín a zlúčenín s karbonylovou skupinou, ktorými sú predovšetkým jednoduché sacharidy, ako súčasť bežne rozšírenej a inak žiaducej Maillardovej reakcie. Prítomnosť prekurzorov akrylamidu je rozšírená najmä v obilninách a v zemiakoch, ale aj v iných plodinách rastlinného pôvodu. Akrylamid sa v žiadnej forme nepridáva do potravín a nepochádza ani z obalov, ani z prostredia. Vysoký obsah akrylamidu zistili najmä v potravinách, ktoré boli pečené, grilované, vysmážané, fritované alebo opekané, pričom obsahovali zemiaky alebo múku. Akrylamid je prítomný najmä na povrchu výrobku, napríklad v kôrke. Nevzniká pri varení potravín a teplotách do 100 °C. Ďalším významným prispievateľom do expozície akrylamidom je káva, pretože akrylamid sa intenzívne tvorí pri pražení kávových zŕn.
Kde je ho najviac?
Na základe Odporúčaní Európskej komisie 2007/331/EC z 3. mája 2007 a 2010/307/EU z 2. júna 2010 prebiehal v rokoch 2007 až 2013 monitoring obsahu akrylamidu vo vybraných potravinách dennej spotreby v 25 členských štátoch EÚ. Súbor výsledkov monitoringu, ktoré poskytli jednak európske krajiny, jednak profesijné organizácie, bol štatisticky spracovaný a pre jednotlivé skupiny potravín boli zistené priemerné hodnoty obsahu akrylamidu (Tabuľka 1). Keďže doteraz neexistuje legislatívny limit, ktorý by určil maximálnu povolenú hodnotu obsahu akrylamidu v potravinách, Európska komisia vo svojom Odporúčaní 2013/647/EU z 8. novembra 2013 stanovila tzv. indikatívne hodnoty obsahu akrylamidu pre jednotlivé potravinové komodity. Odporúča sa, aby tieto indikatívne hodnoty vo výrobkoch neboli prekročené (Tabuľka 1).
Tabuľka 1: Priemerné hodnoty akrylamidu v potravinách a indikatívna hodnota akrylamidu podľa skupín (zdroj: EFSA Journal 2015;13(6):4104 a Official Journal of the European Union OJ L 301, 12.11.2013, p. 3).
Na základe prieskumov spotreby rizikových potravín bol spracovaný odhad priemernej expozície akrylamidom, ktorý sa pre jednotlivé vekové skupiny mierne líši (Tabuľka 2).
Tabuľka 2: Expozícia akrylamidom (µg akrylamidu/kg telesnej hmotnosti/deň) podľa vekových skupín spotrebiteľov
Priemerná expozícia akrylamidom vo všeobecnej populácii sa odhaduje na 1,0 µg akrylamidu/kg telesnej hmotnosti/deň. Silne exponovaná skupina je zaťažená akrylamidom približne 4-násobne viac. Na základe toxikologických štúdií bol deklarovaný tolerovateľný denný príjem akrylamidu 2,6 µg/kg telesnej hmotnosti/deň, ktorý časť silne exponovaných spotrebiteľov prekračuje.
Akrylamid sa vyskytuje v mnohých potravinách dennej spotreby. Všeobecne sa dá povedať, že cereálne výrobky (chlieb, bežné a trvanlivé pečivo) majú, až na výnimky, priemerne nižší obsah akrylamidu, ale pomerne vysokú spotrebu. Výnimkami sú napr. medovníky, pečivo pre diabetikov a pod., kvôli jednoduchým cukrom, z ktorých sa pripravujú. Zemiakové produkty (zemiakové hranolčeky, zemiakové lupienky) obsahujú priemerne pomerne veľa akrylamidu, ale frekvencia ich spotreby nie je taká častá a nie sú bežnou súčasťou zdravej výživy.
Ako sa mu dá vyhnúť?
Keďže, ako sme už spomínali, akrylamid vzniká zo zložiek prirodzene prítomných v surových potravinách počas bežnej tepelnej úpravy, ktorými získavajú potraviny svoje atraktívne organoleptické vlastnosti a zlepšuje sa ich stráviteľnosť, je zrejmé, že vzniku akrylamidu sa nedá úplne vyhnúť ani zabrániť. Je však možné jeho obsah podstatne redukovať, a to krokmi, ktoré nezasiahnu do žiadaného senzorického profilu hotovej potraviny.
Európsky úrad pre kontrolu potravín v spolupráci s Asociáciou výrobcov potravín a nápojov FoodDrinkEurope ponúka výrobcom súbor opatrení na zníženie obsahu akrylamidu vo výrobkoch už počas ich výroby. Tieto opatrenia sa dajú aplikovať jednotlivo, ale odporúča sa použiť viacero z nich naraz podľa typu potraviny a jednotlivých krokov výroby. V princípe sú to tieto:
- Znížiť obsah prekurzorov v surovinách, najmä obsah asparagínu v obilninách a obsah sacharidov v zemiakoch určených na tepelné spracovanie, a to výberom vhodných odrôd, šľachtením nových kultivarov, zmenou pestovateľských podmienok a správnym skladovaním;
- Zabrániť vzniku akrylamidu počas výroby potravín, a to úpravou teplotného režimu, pH, aktivity vody, pridaním aditívnych látok a enzýmov, ktoré znižujú výťažnosť reakcie vzniku akrylamidu, alebo zavedením ďalších krokov ako premývanie alebo fermentácia, ktoré prirodzene znižujú obsah prekurzorov potrebných na vznik akrylamidu;
- Umožniť elimináciu vzniknutého akrylamidu vhodnými skladovacími podmienkami alebo naštartovaním polymerizácie.
Zníženie obsahu akrylamidu pri domácej príprave pokrmov sa dá dosiahnuť pri dodržaní nasledujúcich pravidiel:
- Zemiaky nie je vhodné skladovať v chladničke, ale v chladnej tmavej miestnosti pri teplote 8 – 10 °C, aby nedochádzalo k hromadeniu jednoduchých sacharidov v hľuze;
- Pred samotnou tepelnou úpravou je vhodné premyť surové nakrájané zemiaky vo vode po dobu približne 15 – 30 min., zníži sa tak obsah sacharidov a asparagínu v zemiakoch;
- Pri tepelnej úprave zemiakov uprednostňovať spôsob varenia zemiakov vo vode alebo v pare pred vyprážaním, smažením, opekaním alebo pečením. Pri teplote do 100 °C nedochádza k vzniku akrylamidu;
- Vysmážané, pečené, opekané a fritované zemiakové výrobky (hranolčeky, opekané zemiaky, placky a pod.) tmavšej farby obsahujú zvyčajne viac akrylamidu ako svetlé. Odporúča sa preto opekať a vysmážať „do zlatista“, pri nižšej teplote (približne 170 – 180 °C), resp. kratší čas;
- Aj pri cereálnych produktoch sa dá orientovať podľa farby: hriankový chlieb, ktorý je na povrchu silne pripečený, obsahuje spravidla viac akrylamidu ako svetlý. Niekedy však môže tmavá farba súvisieť so zložením chleba, resp. pečiva; celozrnný alebo iný ako pšeničný chlieb a pečivo zvyknú byť tmavšie.
Redukovať expozíciu akrylamidom môžeme aj pri dodržiavaní týchto zásad:
- vyhýbať sa fajčeniu a cigaretovému dymu
- pestro a pravidelne sa stravovať
- vyhýbať sa pripáleným jedlám a potravinám s vysokým obsahom akrylamidu
- dbať na správnu životosprávu
Na záver môžeme povedať, že aj napriek tomu, že akrylamid patrí do kategórie pravdepodobných karcinogénov (podobne ako polyaromatické uhľovodíky, anabolické steroidy, chloramfenikol, etylkarbamát, zlúčeniny olova, nitráty, UV žiarenie A, B a C, polychlórované bifenyly a iné) a nie je priamo zakázaný v potravinách, preventívne opatrenia sú namieste. Na výrobcov potravín sa apeluje, aby zaviedli opatrenia na redukciu obsahu akrylamidu vo svojich produktoch a tak ponúkali svoje výrobky zdravé a bezpečné. Výskumný ústav potravinársky v rámci svojej poradenskej činnosti môže byť pre nich dôležitým partnerom.
Autor: Ing. Zuzana Ciesarová, PhD., Národné poľnohospodárske a potravinárske centrum, Výskumný ústav potravinársky, Bratislava
Poďakovanie: Príspevok vznikol ako výsledok riešenia projektu ITMS 26240220091 „Stratégia eliminácie akrylamidu v technologickom procese výroby potravín“ podporovaného zo štrukturálnych fondov EÚ.
Použité zdroje a ďalšie literárne odkazy:
[1] Törnqvist, M.: Acrylamide in Food: The Discovery and its Implications. In: Chemistry and Safety of Acrylamide in Food. Eds.: Friedman, M., Mottram, D. Springer Science, 2005, USA. ISBN 0-387-23920-0.
[2] EFSA CONTAM Panel (EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain), 2015. Scientific Opinion on acrylamide in food. EFSA Journal 2015;13(6):4104, 321 pp. doi:10.2903/j.efsa.2015.4104.
[3] EFSA (European Food Safety Authority), 2012a. Update on acrylamide levels in food from monitoring years 2007 to 2010. EFSA Journal 2012;10(10):2938, 38 pp. doi:10.2903/j.efsa.2012.2938.
[4] Acrylamide Toolbox 2013. FoodDrinkEurope, 2013, Belgium. http://www.fooddrinkeurope.eu/uploads/publications_documents/AcrylamideToolbox_2013.pdf
[5] Commission Recommendation 2007/331/EC of 3 May 2007 on the monitoring of acrylamide levels in food (OJ L 123, 12.5.2007, p. 33).
[6] Commission Recommendation 2010/307/EU of 2 June 2010 on the monitoring of acrylamide levels in food (OJ L 137, 3.6.2010, p. 4).
[7] Commission Recommendation 2013/647/EU of 8 November 2013 on investigations into the levels of acrylamide in food (OJ L 301, 12.11.2013, p. 3).
[8] Tardiff, R.G., Gargas, M.L.,Kirman, C.R., Leigh Carson, M., Sweeney, L.M.: Estimation of safe dietary intake levels of acrylamide for humans. Food and Chemical Toxicology 48 (2), 2010, p. 658-667.
[9] Ciesarová, Z.: Minimalizácia obsahu akrylamidu v potravinách. Chemické Listy 2005, 99, 483 – 491.
[10] Ciesarová, Z: Relevance of Acrylamide in Food Industry: Occurrence, Exposure and Impact of Mitigation Tools. In: Chemical Food Safety and Health. Eds.: Pedreschi, F.P. – Ciesarová, Z. Nova Science Publishers, Inc., New York, 2013, p. 27-42.
[11] Ciesarová, Z.: Impact of L-Asparaginase on Acrylamide Content in Fried Potato and Bakery Products (Book Chapter). In: Acrylamide in Food: Analysis, Content and Potential Health Effects. Ed.: Gokmen, V. Elsevier Inc., 2015, Pages 405-421.
Foto: prezentácia Zuzany Ciesarovej Chemické horizonty, 13. 04. 2016
Uverejnila: ZVČ