油炸及焙烤食品中丙烯酰胺含量影响因素的研究进展

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:TS201.2 文献标识码:A

0　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 AR C )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 Swedish National Food 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

1.1　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 ALSKI 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+(74.1×sugar mg /g ).acrylamide ng /g =27.1+(241×glucose mg /g ).acrylamide ng /g =50+(263×fructose mg /g ).acr ylamide ng /g =-7.9+(176×sucr ose m g /g ).

acrylamide ng /g =-196+(35.3×asparagines

mg /g )+(76.7×sugar mg /g ).

其中,sugar =glucose +fructose +sucr ose .

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 -mann [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].1.2　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 .3

2006年6月Journal of Henan University of Technology (Natural Science Edition )Jun .2006

DOI :10.16433/j .cn ki .issn 1673-2383.2006.03.023

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].

1.3　pH值的影响

pH值的降低会抑制丙烯酰胺的生成.JUNG M Y,C HOI D S,JU J W[10]研究表明,法式玉米片煎炸前用0.2%的柠檬酸处理,产品中丙烯酰胺的含量会降低82.2%,而焙烤玉米片则减少72.8%.加热含有天冬酰胺和葡萄糖的1mL磷酸缓冲液,当pH值从7.0降低到4.0,产品中丙烯酰胺的含量减少了99.1%.后来Franco Pe-dreschi[11]的研究也证实了酸处理对丙烯酰胺的抑制作用.

1.4　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. Tareke[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.

1.5　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],Tareke[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.

1.6　抗氧化剂的影响

Tareke[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-dermann[5]报道了抗坏血酸会微量降低土豆片中丙烯酰胺的含量.

1.7　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.1.8　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. Zyzak[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].

1.9　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.

Analytical methods for the deter mination of acry-

lamide in the food products:a review[J].Food

Additives and Conta minants,2003,20(10):885

902.

[2]　王绪卿,吴永宁.色谱在食品安全分析中的

应用[M].北京:化学工业出版社,2005:201

202.

[3]　刘稷燕,江桂斌.食品中的丙烯酰胺及其形

成机制[J].化学进展,2004(6):10001008.

[4]　Ada m Becalski,Benjiamin.Acrylamide in

French fries:influence of free amino acids and

sugars[J].Journal of Agricultural and Food

Chemistry,2004,523806.

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