油炸及焙烤食品中丙烯酰胺含量

收稿日期:20060228作者简介:钟南京(1980),男,广东韶关人,硕士研究生,研究方向为食品资源开发与利用.文章编号:16732383(2006)03008803油炸及焙烤食品中丙烯酰胺含量影响因素的研究进展钟南京,陆启玉,张晓燕(河南工业大学粮油食品学院,河南郑州450052)摘要:2002年4月瑞典国家食品管理局及瑞典斯德哥尔大学研究人员发现了高温油炸及焙烤的淀粉类食品中含有丙烯酰胺,由于其神经毒性及潜在的致癌性,各国科学家对丙烯酰胺含量的影响因素进行了大量的研究,笔者对这些研究进展作出综合概述.关键词:丙烯酰胺;影响因素;油炸;焙烤中图分类号:TS20112 文献标识码:A0　引言丙烯酰胺是一种制造塑料的化工原料,对人体可以致癌,能引起神经损伤.国际肿瘤机构(I ARC )把它认定为2A 类致癌物[1-3].自2002年瑞典国家食品管理局(The S wedish National F ood Administration :NFA )及瑞典斯德哥尔大学研究人员发现了一些高温烹饪的淀粉类食品中含有这类物质以来,有关丙烯酰胺问题在世界各国受到广泛关注,成为食品安全的热点之一.如何有效降低食品中丙烯酰胺的含量,各国科学家对影响因素做了大量的研究.1　影响丙烯酰胺形成的因素111　原料与储藏温度的影响原料成分的影响:原料中的糖(主要是葡萄糖,果糖,蔗糖)和天冬酰胺的含量对产品中丙烯酰胺的含量有直接的关系.ADAM BEC A LSKI 等选择了66种土豆对它们之间的关系做分析(在180℃煎炸),得出结果如下[4]:acrylamide ng/g =15+(7411×sugar mg/g ).acrylamide ng/g =2711+(241×glucose mg/g ).acrylamide ng/g =50+(263×fructose mg/g ).acrylam ide ng/g =-719+(176×sucrose m g/g ).acrylamide ng/g =-196+(3513×asparaginesmg/g )+(7617×sugar mg/g ).其中,sugar =glucose +fructose +sucrose.可以看出,糖含量对丙烯酰胺含量的影响是显著的,其中又属果糖最为明显.这与Bieder 2mann [5]得出的结果相符.同时也可以看出天冬酰胺也促进丙烯酰胺的生成,但不如糖影响显著.然而最近Erland Brathen [6]研究指出,在淀粉类和谷物类食品中,天冬酰胺对产品中丙烯酰胺含量的影响要比糖的影响显著,并且同时指出,当原料系统中天冬酰胺含量低时,产品中丙烯酰胺含量随着天冬酰胺含量的升高而升高,但是当天冬酰胺含量升高到一定时,产品中丙烯酰胺含量则随着天冬酰胺含量的升高而降低.原料储存温度的影响:日本农林省食品综合研究所和农林消费技术中心科学家研究指出,当马铃薯在2～4℃条件下保存时,土豆中的一部分淀粉会转变为还原糖,这样就使得产品中丙烯酰胺的含量升高.建议最好在10℃左右温度下储存,这样可以抑制还原糖的生成,从而降低薯条中丙烯酰胺的含量[7].112　油炸温度及时间的影响多方资料报道表明,温度是一个极为显著的因素.加拿大卫生部研究指出,以葡萄糖等还原糖和天冬酰胺等游离氨基酸,在100℃以上温度条件下反应可发现有丙烯酰胺生成.不同的食品体系,生成丙烯酰胺最高含量时的温度是不一样的.Franco Pedreschi [8]实验表明,在炸土豆片过程中,当温度从190℃减低至150℃时,丙烯酰胺的含量急剧下降.对时间而言,丙烯酰胺的含量是随着时间而第27卷第3期河南工业大学学报(自然科学版)Vol.27,No.32006年6月Journal of Henan University of T echnology (Natural Science Edition )Jun.2006增加的,但是并不总是增加,并且时间因素不如温度影响显著,所以有人提出了采用低温长时间加热会降低丙烯酰胺的含量[9].113　pH 值的影响pH 值的降低会抑制丙烯酰胺的生成.JUNG M Y,CH OI D S ,JU J W [10]研究表明,法式玉米片煎炸前用012%的柠檬酸处理,产品中丙烯酰胺的含量会降低8212%,而焙烤玉米片则减少7218%.加热含有天冬酰胺和葡萄糖的1m L 磷酸缓冲液,当pH 值从710降低到410,产品中丙烯酰胺的含量减少了9911%.后来Franco Pe 2dreschi [11]的研究也证实了酸处理对丙烯酰胺的抑制作用.114　油脂的影响有限实验表明,相对玉米油而言,蜡油和橄榄油煎炸的食品里面丙烯酰胺的含量要高一些.T areke [9]指出,丙烯酰胺的含量随着油量的增加而增加.Williams [12]研究指出,多次重复使用过的油(过氧化值高),并不会影响产品中丙烯酰胺的含量.115　蛋白质的影响据目前研究报道,蛋白质会降低产品中丙烯酰胺的含量.Becalski [13],T areke [14]报道了烤牛肉中丙烯酰胺的含量相对要低.主要原因可能是牛肉中自由天冬酰胺含量低[15],而且牛肉水分含量高.也可能是牛肉中的某些成分阻止了反应的进行或参与竞争反应,或者是生成的丙烯酰胺“连接”到基质或与基质中的一些成分发生反应.加牛肉到葡萄糖-天冬酰胺系统中,最终产品丙烯酰胺的含量降低约5～6倍.氨基酸如半胱氨酸的加入同样会降低丙烯酰胺的含量.116　抗氧化剂的影响T areke [16]发现,将抗氧化剂BHT 、芝麻酚、维生素E 加入到牛肉中,加热后丙烯酰胺的含量增加.然而,Becalski [17]研究指出,将迷失香草本植物加入到油中,炸后的土豆条中丙烯酰胺的含量降低,Fernandez [18]发现了类黄酮有类似的效应.Bie 2dermann [5]报道了抗坏血酸会微量降低土豆片中丙烯酰胺的含量.117　添加剂碳酸铵的影响在饼干焙烤中,碳酸铵的加入会增加丙烯酰胺的含量.其原因可能是碳酸铵的引入为系统提供了氮源.然而,在无食品基质的葡萄糖-天冬酰胺的系统中加入碳酸铵,丙烯酰胺的含量并没有受到影响.将碳酸铵加入到葡萄糖和其他氨基酸(丝氨酸,苏氨酸,丙氨酸,脯氨酸,苯基丙氨酸)的混合物系统中,结果表明碳酸铵并没有影响丙烯酰胺的生成.118　天冬酰胺酶的影响天冬酰胺酶催化天冬酰胺水解成天冬氨酸和氨,这样可以降低产品中丙烯酰胺的含量.Z yzak [19]通过这种方法对样品进行前处理,结果发现丙烯酰胺的含量减少99%.这是天冬酰胺生成丙烯酰胺途径的一个有力的证明[9].119　水分含量的影响有限实验表明,最终产品的水分含量会抑制丙烯酰胺的生成.Erland Brathen [6]研究指出软式面包中丙烯酰胺的含量要比硬式面包低,其原因可能是水分增发降低了温度效应.此外,土豆在油炸之前在水中浸泡,热烫均能减少产品中丙烯酰胺的含量[7];食品原料(土豆,小麦)的培养条件,包括土壤,施肥,气候,收割等对原料中糖和天冬酰胺的含量都有影响.目前并没有资料在这方面报道.2　小结食品中丙烯酰胺的含量从加工到产品,受到诸多因素的影响,应该根据实际情况采取相应的措施降低其含量.在工业上,有效降低产品中丙烯酰胺的含量往往是复杂的,因为他们还要考虑产品的感官品质.Franco Pedreschi [20]研究表明,在面包焙烤中,丙烯酰胺的含量与面包的颜色深度成正比,所以要从降低焙烤温度,减少焙烤时间来减少面包中丙烯酰胺的含量是不可行的.在不影响品质的情况下,尽量采取低温.食品生产者应该在原料选取、储藏、前处理等环节采取综合有效方式来降低丙烯酰胺的含量.随着人们对食品安全的日益关注以及科技人员的不断研究,食品中丙烯酰胺的含量必将呈现下降的趋势.参考文献:[1]　Wenzel T ,Beatriz de la Calle M ,Anklam E 1Analytical methods for the determination of acry 2lamide in the food products :a review[J ]1F ood Additives and C ontaminants ,2003,20(10):8859021[2]　王绪卿,吴永宁1色谱在食品安全分析中的应用[M]1北京:化学工业出版社,2005:2012021[3]　刘稷燕,江桂斌1食品中的丙烯酰胺及其形成机制[J ]1化学进展,2004(6):100010081[4]　Adam Becalski ,Benjiamin 1Acrylamide inFrench fries :in fluence of free amino acids and sugars [J ]1Journal of Agricultural and F ood Chemistry ,2004,52:380138061第3期钟南京等:油炸及焙烤食品中丙烯酰胺含量影响因素的研究进展89[5]　Biedermann M ,Noti A ,Biedermann 2Brem S ,etal.Experiments on 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;fry ;bake90　河南工业大学学报(自然科学版)第27卷。