减少丙烯酰胺的策略

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越来越多的研究表明,丙烯酰胺是一种具有神经毒性和致癌作用的小分子。自五十年代以来,它被用于聚丙烯酰胺的生产,聚丙烯酰胺有许多工业应用,如:水处理厂的絮凝剂,纸张和织物的生产,化妆品凝胶,建筑材料等。

在食品工业中丙烯酰胺也是一种过程污染物的发现完全是偶然的:2002年瑞典发生工业事故,导致丙烯酰胺泄漏到环境中,对人口的暴露水平进行了检查;在远离事故地区的居民血液中发现高水平的该物质,因此推测其他暴露原因,其中食物暴露。研究发现,烘焙食品(面包、饼干、早餐麦片和任何其他含面粉的产品)和土豆类食品(炸薯条、薯片、薯片和其他土豆零食)在高温处理过程中会形成丙烯酰胺。丙烯酰胺在家用和工业蒸煮过程中都有形成。可可,尤其是咖啡的烘烤也会导致它的形成。丙烯酰胺的两个主要分子前体是氨基酸天冬酰胺和单糖葡萄糖。它的形成与美拉德反应同时发生,美拉德反应是一组非酶反应,导致食物变黑,形成典型的“烤”和“现烤”味道。尽管丙烯酰胺具有毒性,但食品中丙烯酰胺含量的法律限值尚未确定。的原因可能在于,为了保证毒理学安全,这些限制应该非常低,从而导致许多面包和土豆类产品的生产发生根本性变化。然而,许多欧洲国家的食品安全当局对几种食品进行了常规检测,欧盟本身也在不同场合发布了关于丙烯酰胺的意见:早在2007年,就建议监测丙烯酰胺在食品中的含量。2011年,欧洲食品安全局(European Food Safety Authority,简称EFSA)公布的数据显示,哪些食品受污染最严重:饼干、咖啡、烤土豆、炸薯条和薯片的污染物都可能超过2毫克/公斤,有些样品的污染物甚至超过5毫克/公斤。此外,面包和早餐谷类食品的污染程度也很高,最高可达1.5毫克/公斤。食品管制当局和食品工业都有兴趣采取一系列行动,以尽量减少食品中丙烯酰胺的形成。事实上,随着时间的推移,它可以识别一些因素,其中一些是至关重要的,可以合理降低污染物的形成,在不牺牲太多的积极特征的食品烘焙或油炸等味道,味道,(不要太苍白),质地松脆的最终产品。代表欧洲食品工业的欧洲食品饮料组织发布了其指南“丙烯酰胺工具箱”的更新版本。这些指南旨在帮助丙烯酰胺形成风险高的食品生产商尽量减少这一问题。有些产品的烹煮(或最后的烹煮)必须由消费者自行完成,例如预先煎炸的土豆、裹上面包屑的肉或鱼(冷冻或未冷冻)等。对于这类产品,包装上关于蒸煮时间和温度的信息是正确的,这很重要,以避免过度蒸煮,从而形成丙烯酰胺。 For products that are cooked by the food industry and/or sold to consumers ready to eat (e.g. bakery products, potato-based products, etc.), also other factors are important to minimize the contaminant formation, some of which are listed as follow.

马铃薯生产产品

  • 马铃薯品种:有些马铃薯品种的天冬酰胺和糖含量特别低;天冬酰胺通常超过糖的数量,因此最好的策略是种植低糖水平的品种。
  • 农艺因素:土壤种类、施肥、矿物质、气候、收获时间都是影响丙烯酰胺前体(天冬酰胺和糖)水平的因素。
  • 贮藏条件:众所周知,土豆在低温下长时间贮藏会出现“甜味”现象,这是由于土豆淀粉部分水解为葡萄糖所致;因此,防止这种情况发生是非常重要的,将块茎储存在适当的温度和尽可能短的时间。
  • 切割:食物表面尤其容易形成丙烯酰胺,这是受热最多的部分;以炸薯条为例,直径小的薯条比直径大的薯条含有更多的丙烯酰胺。自动消除小块和碎片也是有益的,但这意味着最终产品产量的损失。在薯片的情况下,这些产品的典型厚度非常细,显然导致高丙烯酰胺的形成。
  • 焯水:在煎炸之前,在热水中(70°C左右,煮5到15分钟)快速进行一个或多个步骤,以获得更好的成品外观。焯水还能去除土豆切面上的大部分糖(易溶性很强),这里会形成大部分丙烯酰胺,因此,这种处理方法也可以将丙烯酰胺的数量减少至50%,尤其是薯片。
  • 油炸前添加剂:在焯水后加入葡萄糖以改善最终产品的颜色,部分影响了焯水的有益效果。相反,其他油炸前添加剂,如有机酸或钠钙盐,似乎对丙烯酰胺的形成有最小的影响。
  • 蒸煮或油炸参数:蒸煮温度越高,时间越长,丙烯酰胺的形成就越明显。事实上,食物表面的变暗与污染物的存在有很好的相关性。不幸的是,它是不可行的,以低于一定的变暗阈值,否则食物的外观将是不可接受的(太苍白,“未熟”的外观)。此外,极低的油炸温度(< 140°C)延长了太多的烹饪时间,另一个缺点是增加了食物吸收的油。然而,温度不应超过170-175°C。为了缩短油炸时间,也可以在油炸前吹干土豆条或薯片。最后,减少丙烯酰胺形成的一个非常好的但昂贵的方法是真空油炸,它降低了烹饪温度。

面包店的产品

  • 品种和农艺选择:对于土豆,谷物也有一系列收获前变量(例如低天门冬酰胺谷物品种),甚至在工业加工之前就可能导致丙烯酰胺形成的减少。
  • 精制面粉:全麦(棕色)面粉,尽管由于纤维含量高,从营养角度来看更优越,但蛋白质更丰富,因此能形成更高的丙烯酰胺。
  • 天冬酰胺酶:这种酶,当加入面团时,能够部分水解天冬酰胺,降低两种丙烯酰胺前体之一。
  • 膨松剂:在化学膨松剂(如饼干)中,使用碳酸氢钠代替碳酸氢铵可减少丙烯酰胺的形成,但缺点是略微增加食品中的钠含量。其他可以用来代替碳酸氢铵的膨松剂有碳酸钾或酒石酸钾。
  • 钙盐:已证实添加碳酸钙或硫酸钙可减少丙烯酰胺的形成。
  • 以面包为例,要避免在生面团中添加糖(如改善酵母发酵)。
  • 以含有树坚果(如杏仁或榛子)的早餐麦片为例,这些成分会增加整体丙烯酰胺水平,因为它们通常要经过烘烤过程。
  • 烤箱蒸煮参数:对于某些产品,可以降低温度,延长蒸煮时间,以获得相同的最终结果(如相同的水分含量)和较低的丙烯酰胺水平。不幸的是,如果表面褐变是产品吸引消费者的一个重要因素,那么这些产品的最终外观就会更苍白,因此并不理想。

参考文献

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