油炸食品中的丙烯酰胺

油炸食品中的丙烯酰胺

摘要：食品中的丙烯酰胺是富含碳水化合物和氨基酸的食物经高温加热发生美拉德反应而产生的，这一问题已引起世界各国的普遍关注，如何减少丙烯酰胺的产生成为国际研究热点。该文综述了丙烯酰胺的一些基本性质、毒性、人体暴露、形成机理和检测方法，并重点阐述了高温油炸食品产生丙烯酰胺的影响因素及其控制技术，为减少油炸食品中丙烯酰胺含量，建议食品生产企业推广真空油炸技术。

关键词: 理化性质；毒性；形成的影响因素及控制措施；检验方法；展望。

2002 年4 月24 日，瑞典国家食品管理局（NFA）和斯德哥尔摩大学的科学家的研究结果表明，油炸薯条、土豆片等含有淀粉碳水化合物的高温加工食物中含有致癌物质———丙烯酰胺，这是首次从食品中检测出高含量的丙烯酰胺。2002 年5 月17 日英国食品标准局在其官方网站上发布了类似的研究结果。2002 年6 月6 日挪威国家食品管理局也证实了瑞典的研究结果，这一发现引起了极大的轰动。据国际癌病研究会的资料，丙烯酰胺会导致基因突变，动物实验研究证明丙烯酰胺会促进形成良性或恶性肿瘤形成，并导致中枢和末梢神经系统受损，国际癌症研究机构已将其归类为对人类很可能致癌的物质。

1·丙烯酰胺的概述

1·1·理化性质

丙烯酰胺 ( CH2= CH-CONH2) 是一种白色晶体样物质，相对分子质量为 71. 08，沸点 125. 0 ℃，熔点 85. 5 ℃。丙烯酰胺可溶于水、乙醇、乙醚、氯仿，室温下稳定，在乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂中易聚合和共聚。当丙烯酰胺加热溶解时，释放出强烈的腐蚀性气体和氮的氧化物类化合物。在酸性环

境中可水解成丙烯酸。

1·2·毒性

动物试验结果证明丙烯酰胺具有神经、生殖、遗传等方面的毒性及潜在致癌性。神经毒性作用主要为周围神经退行性变化，它可使神经细胞产生炎性水肿，最终导致细胞死亡，产生不可恢复的神经系统损坏，对大鼠、小鼠、豚鼠和兔子的 1 kg 体重 LD50为107 ～ 203 mg; 丙烯酰胺生殖毒性主要表现为对雄性生殖行为、内分泌功能和精子生成的影响; 丙烯酰胺可引起哺乳动物体细胞和生殖细胞的基因突变和染色体异常，具有遗传毒性; IARC 将丙烯酰胺列为二类致癌物( 2A) ，它能引起试验动物的多部位如乳腺、甲状腺、睾丸、肾上腺、中枢神经、口腔、子宫、脑垂体等的肿瘤，但对人体致癌作用有待进一步研究，也没有足够证据表明食品加工过程中产生的丙烯酰胺对人体有致癌性。

2·形成的影响因素及控制措施

2·1 加工原料中还原糖、游离氨基酸以及天门冬酰胺的含量

氨基酸中，以天门冬酰胺最易与羰基化合物反应生成丙烯酰胺，天门冬酰胺与葡萄糖共热产生的丙烯酰胺量高出谷氨酰胺和蛋氨酸产生的丙烯酰胺量数百倍到1 000多倍。研究指出，当马铃薯在低温2 ～4 ℃下保存时，一部分淀粉会转变为还原糖，然后进行高温加工，产品中丙烯酰胺的含量就会很高，建议最好利用在10 ℃以上温度储存的马铃薯作为高温加工食品的原料。以 11 个不同马铃薯品种做试验，结果表明，热烫 60s、180 ℃油炸 100 s 后脱油，测得马铃薯片中丙烯酰胺含量与品种的还原糖含量呈正相关，丙烯酰胺含量较低的马铃薯品种有 D519、陇薯 3 号、中薯 7 号、LK99 等。经研究，马铃薯原料中还原糖含量

和天门冬酰胺含量越高，越有利于丙烯酰胺的形成，马铃薯片油炸成品中丙烯酰胺含量排序是: 大西洋﹤费乌瑞特﹤中薯三号。因此，选用适当的马铃薯品种是降低丙烯酰胺含量的有效措施。研究结果表明，谷类食品中丙烯酰胺含量高低的决定因素是天门冬酰胺，而马铃薯中是果糖和葡萄糖，玉米中天门冬酰胺含量少，玉米中控制天门冬酰胺的含量比控制还原糖的效果更好。因此，应根据原料的性质特点来确定合理的控制措施。

2·2 油炸温度

经研究结果显示，经 100 ℃以下温度油炸处理的马铃薯条中几乎没有丙烯酰胺产生，油炸温度在170 ～180 ℃时，薯条中丙烯酰胺产生量最高。研究人员将质量相等的天门冬酰胺和葡萄糖在 pH 5. 5 条件下加热反应，发现 120℃时开始产生丙烯酰胺，随着温度的升高，丙烯酰胺生成量增加，至 170 ℃左右达到最高，而后下降，185 ℃时检测不到丙烯酰胺。研究表明，丙烯酰胺在 100 ℃以上就可以产生，当温度从 120 ℃升高到 180 ℃时，丙烯酰胺含量急剧上升，170 ℃最利于其产生，超过 170℃时生成速度有所下降，这可能与丙烯酰胺的聚合有关。一般认为140 ～ 180 ℃是丙烯酰胺生成的最佳温度。但在120 ℃与 200 ℃范围内设置 5 个温度油炸马铃薯，结果是产品中丙烯酰胺的含量随着油炸温度的升高而增加。因此，适当降低油炸温度可以减少丙烯酰胺的产生，一般而言，110 ℃以下是相对安全的温度。

2．3 油炸时间

研究人员将葡萄糖与天门冬酰胺在 180 ℃下共热 5 min 时丙烯酰胺含量最高，之后下降; 在同样温度下将葡萄糖与谷氨酰胺共热 10 min 时丙烯酰胺含量最高，而后保持不变; 将葡萄糖与蛋氨酸共热时在前 30 min 内丙烯酸胺含量随加热时间延长而增加，而后达到一个稳定水平。将甘薯和马铃薯的鲜切片在 160 ℃下分别油炸 3 min、6min 和 9 min结果表明，丙烯酰胺的生成量与油炸时间长短有密切关系，随着油炸时间的延长，丙烯酰胺的含量呈上升趋势，油炸 2. 0 min 以后，丙烯酰胺的生成量急剧增加。在 160 ℃下油炸 1 ～10 min 内( 处理间隔 1 min) ，以油炸 8 min 丙烯酰胺含量最高( 1 877 μg/kg) 。因此，根据不同情况，控制高温油炸时间就可以减少丙烯酰胺的生成量。总体上看，油炸时间控制在 3 min 以内可以有效降低丙烯酰胺的生成。

2·4其他控制减少措施

漂烫处理，原料含水量控制，柠檬酸浸泡处理，丙烯酰胺抑制剂，天冬酰胺酶法处理，加工前采用酵母发酵也是减少丙烯酰胺产生的有效途径之一。

3·检验方法

气相色谱( GC) 和高效液相色谱( HPLC) 是测定各种环境样品、生物样品和食品中丙烯酰胺最常用的方法。近年来一些期刊上也发表了许多检测方法，有一些是经相关政府机构、部门或研究所，如: 英国科学中心实验室( CSL) 、美国 FDA、瑞典公众安全部门等充分验证标准化的分析方法，大多是 LC-MS-MS 法。就目前而言，气相色谱-质谱 ( GC-MS) 和LC-MS-MS 是检测丙烯酰胺最权威、用途最广的分析方法。

4·展望

油炸食品一直备受消费者的喜爱，但是应该要科学理性地认识到油炸食品的危害性。自从丙烯酰胺安全问题提出以来，在各国科学家的努力下，丙烯酰胺相关方面的研究已取得了一些进展。但是，该领域研究目前仍然处于基础阶段，尚需在毒性、暴露量、分析方法、形成机制、以及控制措施等领域作更深入的研究。由