Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

PROCESNÍ KONTAMINANTY – AKRYLAMID, FURAN a 3-MCPD Veronika BARTÁČKOVÁ Kateřina RIDDELLOVÁ Monika ČERNÁ Kateřina VALENZOVÁ Chemické kontaminanty vznikající.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "PROCESNÍ KONTAMINANTY – AKRYLAMID, FURAN a 3-MCPD Veronika BARTÁČKOVÁ Kateřina RIDDELLOVÁ Monika ČERNÁ Kateřina VALENZOVÁ Chemické kontaminanty vznikající."— Transkript prezentace:

1 PROCESNÍ KONTAMINANTY – AKRYLAMID, FURAN a 3-MCPD Veronika BARTÁČKOVÁ Kateřina RIDDELLOVÁ Monika ČERNÁ Kateřina VALENZOVÁ Chemické kontaminanty vznikající při výrobě potravin a faktory ovlivňující jejich vznik VŠCHT Praha Ústav chemie a analýzy potravin Tomáš ČAJKA Vladimír KOCOUREK Jana HAJŠLOVÁ NÁRODNÍ PROGRAM VÝZKUMU II. - AKRYLAMID

2 SOUHRN PŘEDNÁŠKY – PROCESNÍ KONTAMINANTY  Akrylamid – procesní kontaminant  Akrylamid - minimalizace  Akrylamid a 3-MCPD v pekárenských výrobcích  Akrylamid ve sladech a českých pivech  Akrylamid a furan  Slady  „Beer production chain“

3  2-propenamid  Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC) v r.1994 – klasifikace jako potenciální lidský karcinogen (skupina 2A)  karcinogenní a neurotoxický, vliv na fertilitu AKRYLAMID (AA)

4 RIZIKOVÉ POTRAVINY  vysoký obsah aminokyseliny asparaginu  brambory, výrobky z brambor  vysoký obsah redukujících cukrů  pekařské výrobky (zvláště s přídavkem medu či invertního cukru)  müsli  vysoký obsah amonných solí  pekařské výrobky s použitím kypřícího prášku

5 AKRYLAMID - MONITORING  Sledování akrylamidu v potravinách se v rámci EU řídí Doporučením komise 2007/331/ES ze dne 3.května 2007 (o monitorování akrylamidu v potravinách)  v letech 2003 – 2006 zpracoval Joint Research Centre, v belgickém Geelu  Od 2007 EFSA (European Food Safety Authority) Potřeba rychlé a vhodné metody pro stanovení akrylamidu v potravinách

6  IARC – Akrylamid - pravděpodobný lidský karcinogen  riziko související s dietárním příjmem nemůže být vyloučeno  podklady pro kvantifikaci rizika však zatím neexistují  je nutné odhadnout dietární příjem European Acrylamide Monitoring database

7 Joint Research Centre: Summary of the database content for selected food matrices – Status June 2006 Jednotky akrylamid (µg/kg) Potraviny Bramborové hranolky Bramborové lupínky Bramborové placky Jemné pečivo Perník Křehký chléb Dětská výživa Sušenky Snídaňové cereálie Pražená káva Kávoviny Počet vzorků Min Quartil Median Quartil Max European Acrylamide Monitoring database

8 MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCHAgronomickéProcesReceptura recipe ……. …….. Finální úprava ASPARAGIN SACHARIDY NH 4 HCO 3 pH ZŘEDĚNÍ INGREDIENTY FERMENTACE TEPLOTNÍ REŽIM PŘEDÚPRAVA (mletí, mytí,…) BARVA TEXTURA/FLAVOR SKLADOVÁNÍ ÚDRŽNOST KULINÁRNÍ ÚPRAVA  shrnutí průmyslového a akademického výzkumu THE CIAA ACRYLAMIDE „TOOLBOX“ -

9 MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH

10 CIAA Acrylamide Toolbox poslední revize únor 2009 Přidány informace od americké asociace potravinářských výrobců(GMA) Vývoj směrem ke « globálnímu » Toolboxu Následně modifikovány letáky o akrylamidu, které vydala EFSA MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH

11 14 parameterů, « Zpracování: Asparaginasa » zařazena již jako samostatná položka “Receptrura: Kypřící činidla (např. amonné a sodné soli)” modifikována, aby lépe odrážela obsah tohoto nástroje Dílčí review (CAOBISCO, ESA, UEITP = EPPA) zahrnuta Údaje ze Švýcarska o cukrech obsažených v bramborách vzaty v úvahu Zahrnuty nejnovější informace z publikací a vědeckých projektů MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH Klíčové změny:

12 Průmysl Minimalizace cukrů – standardní výrobní praxe Výběr odrůd s nízkým obsahem cukrů, které jsou vhodné pro daný typ výrobku, je klíčový Výběr odrůd založen na obsahu redukujících cukrů (lupínky) nebo hodnocení barvy smažených vzorků (hranolky) Kontrolované skladování od dodavatele po zpracovatele; aplikace retardátorů klíčení GAP; rekondicionace při vyšších teplotách. sklizeň zralých hlíz MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH Agronomické: cukry Bramborové výrobky

13 Průmysl: Aplikace na komerční výrobky (např. perník, sušenky, křehlý chléb), potenciál pro uplatnění v dalších typech cereálních výrobků Významná redukce (~70-90%) dosažena použitím v některých výrobcích při aplikaci do těsta Produkce výrobků bez ovlivnění senzorické jakosti, např. perník, křehkých chléb a sušenky MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH Zpracování: Asparaginasa Cereální výrobky (chléb, křehký chléb, sušenky, pečivo, snídaňové cereálie)

14 Pilotní výsledky: pokles akrylamidu >80% Přenos do výroby: cca 40% redukce Klíčové parametry: Teplota (25°C) Koncentrace enzymu, 120 mg/kg Bez vlivu na organoleptické vlastnosti MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH Zpracování: Asparaginasa

15 Laboratorní testy: Hodnocení schopnosti asparaginasy redukovat akrylamid ošetřením zelených kávových bobů je v procesu. Významná redukce asparaginu v zelených kávových bobech po enzymatickém ošetření (20-40% nižší akrylamid) v závislosti na podmínkách pražení ve srovnání s kávou bez enzymového ošetření zpracovanou stejným způsobem. Vliv pro hodnocení mají: - zaznamenány významné rozdíly v chuti - rozsah aplikace - vzít v úvahu redukci akrylamidu během doby skladování MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH Zpracování: Asparaginasa Káva a kávové směsi

16 MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH MAILLARDOVA REAKCE BarvaChuť, aroma Nutriční hodnoty Antioxidanty Mikrobiální ochrana Toxické sloučeniny Minimalizace hladin AA při současném zachování ostatních jakostních parametrů výrobku.

17 Reakce vedoucí ke vzniku akrylamidu je zároveň důležitá pro tvorbu barevných a chuťových látek rozhodujících o senzorické jakosti produktu PERNÍK – přídavek redukujících cukrů nutný k tvorbě charakteristické barvy a chuti – VYSOKÉ HLADINY AKRYLAMIDU KŘEHKÝ CHLÉB – tlustší plátek – snížení obsahu AA, ale značné ovlivnění senzorických vlastností HLEDÁNÍ KOMPROMISU SENZORICKÁ JAKOST x OBSAH AKRYLAMIDU MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH MINIMALIZACE HLADIN AA V POTRAVINÁCH

18  sledování vlivu technologických faktorů na obsah AA a 3-MCPD v tradičním českém chlebu:  podíl žitné a pšeničné mouky  kyselost kvasu a těsta  přídavek starého chleba  přídavek pražených sladů  teploty dosažené během pečení  zapařování pečného prostoru na začátku zapékání  doba vystavení těsta vysokým teplotám EXPERIMENTY VŠCHT PRAHA NÁRODNÍ PROGRAM VÝZKUMU II. - AKRYLAMID

19  sledování vlivu technologických faktorů na obsah AA a 3-MCPD v běžném pšeničném pečivu:  přídavek droždí  přídavek vitálního lepku  testování komerčních výrobků  sledování vlivu technologických faktorů na obsah AA v chemicky kypřených výrobcích - pernících:  testování průmyslových výrobků  testování modelově upečených perníků  Sledování hladin akrylamidu v pivovarských sladech a českých pivech NÁRODNÍ PROGRAM VÝZKUMU II. - AKRYLAMID EXPERIMENTY VŠCHT PRAHA

20 ANALYZOVANÉ VZORKY - CHLEBA  Experiment 1  3 soubory vzorků odebrané ze 2 pekáren po dobu dvou týdnů  desetidenní monitoring 1.pšenično-žitný světlý konzumní chléb 2.pšenično-žitný tmavý konzumní chléb 3.pšenično-žitný chléb s přídavkem starého chleba (SCH )  Experiment 2  12 vzorků z různých pekáren v ČR  různá technologie přípravy kvasu  Experiment 3  Modelové pečení  % žitné mouky v receptuře  analýza AA jen v chlebové kůrce (max. teplota ve střídě 95-98°C, v kůrce 160°C)

21 světlý chléb tmavý chléb chléb s přídavkem starého chleba EXPERIMENT 1 – DESETIDENNÍ MONITORING

22 název vzorku obsah AA (μg/kg sušiny) RSD (%) Obsah AA (μg/kg chleba) světlý chléb6172,11 – 5 tmavý chléb3555,14 – 15 chléb s přídavkem SCH14818,8–  průměrné obsahy akrylamidu u jednotlivých chlebů:

23  cíl: zjistit hladiny AA ve sladech a určit množství akrylamidu vnesené jejich prostřednictvím do finálního produktu  v hnědém sladu 14-krát vyšší množství než v černém sladu  množství AA v konečném produktu 2,81 μg na jeden kus chleba HLADINY AA V PRAŽENÝCH SLADECH U TMAVÉHO CHLEBA OBSAH AA V PRAŽENÝCH SLADECH POUŽÍVANÝCH K DOBARVOVÁNÍ TMAVÉHO CHLEBA

24 EXPERIMENT 2 – CHLEBA Z RŮZNÝCH PEKÁREN ČR   vzorky 1 a 2 (65 a 44 μg/kg sušiny) - kvas z žitné mouky - nižší hladiny AA → vliv podílu žitné mouky?  ostatní vzorky – technologie Isern Haeger – přídavek starého chleba do receptury  90 – 150 μg/kg sušiny (RSD 29 %)  8 – 30 μg/kg chleba

25 Označení vzorku Technologie Kypření Kůrka 3-MCPD volný Střída 3-MCPD volný Kůrka 3-MCPD vázaný Střída 3-MCPD vázaný A Droždí + mléčná kultura B Droždí + technologie mléčného kvasu Isern Haegern C Kontinuální výrobník přirozeného žitného kvasu  Průměrné hodnoty obsahu 3-MCPD (µg/kg)  V sušině chlebů kypřených různou technologií EXPERIMENT 2 – CHLEBA Z RŮZNÝCH PEKÁREN ČR

26 MODELOVÉ PEČENÍ CHLEBA – PODÍL ŽITNÉ MOUKY Závislost obsahu akrylamidu v sušině chleba na podílu žitné mouky Podíl žitné mouky (%) Obsah akrylamidu v sušině (µg/kg chleba)

27 MODELOVÉ PEČENÍ CHLEBA – PODÍL ŽITNÉ MOUKY

28 ZÁVĚR - CHLEBA  10-ti denní monitoring – stanovení hladin AA  hladina AA v hnědém sladu 14x vyšší než v černém sladu  z technologického pohledu – největší vliv na tvorbu AA v chlebu – teplota  studium vlivu žitné mouky neprokázalo ovlivnění hladin AA ani 3-MCPD v chlebu

29 ANALYZOVANÉ VZORKY - PEČIVO  Experiment 1  modelové pečení běžného pečiva  přídavek 2-4 % droždí v receptuře  Experiment 2  modelové pečení běžného pečiva  Přídavek 0,5-2,5 % vitálního lepku v receptuře  Experiment 3  3 komerční vzorky běžného pečiva  analýza AA jen v kůrce pečiva

30 EXPERIMENT 1 – PŘÍDAVEK DROŽDÍ Závislost obsahu akrylamidu v sušině pečiva na přídavku droždí ,02,53,03,54,0 Přídavek droždí (%) Obsah akrylamidu v sušině (µg/kg pečiva)

31 EXPERIMENT 2 – PŘÍDAVEK VITÁLNÍHO LEPKU Závislost obsahu akrylamidu v sušině pečiva na přídavku vitálního lepku ,51,01,52,02,51,0 Přídavek vitálního lepku (%) Obsah akrylamidu v sušině (µg/kg pečiva)

32 EXPERIMENT 1 – PŘÍDAVEK DROŽDÍ EXPERIMENT 2 – PŘÍDAVEK VITÁLNÍHO LEPKU

33 akrylamid [µg.kg –1 ] Volný 3-MCPD [µg.kg –1 ] Vázaný 3-MCPD [µg.kg –1 ] Rohlík Banketka Croissant38-- EXPERIMENT 3 – PRŮMYSLOVÉ PEČIVO

34 ZÁVĚR - PEČIVO  studium vlivu přídavku droždí neprokázalo ovlivnění hladin AA a 3-MCPD v pečivu  studium vlivu přídavku vitálního lepku neprokázalo ovlivnění hladin AA a 3-MCPD v pečivu  Komerční pečivo srovnatelné hladiny AA jako modelově upečené, 3-MCPD – také srovnatelné hladiny  Obecně v tomto typu výrobku hladiny obou kontaminantů spíše nízké

35 ANALYZOVANÉ VZORKY - PERNÍKY  Experiment 1  průmyslové perníkové korpusy  různá receptura  Experiment 2  modelové pečení perníků  různé kypřící prostředky a cukry v receptuře  analýza AA v celém objemu perníků

36 Obsah medu (%)0,588 Doba odležení (dny)52 až 3 Doba pečení (min)6 až 15neuvedeno Teplota pečení (°C)220 až 245neuvedeno KypřidloNH 4 HCO 3 Cukr na inverzi %28,523,3 HCl %0,050,04 Teplota inverze (°C)103 až Doba inverze (min)1022 NeutralizaceNa 2 CO 3 0,065 %Na 2 CO 3 0,094 % Sušina pečeného %90,087,792,2 Akrylamid (µg/kg) Akrylamid (µg/kg sušiny) EXPERIMENT 1 – PRŮMYSLOVÉ PERNÍKY

37 EXPERIMENT 2 – MODELOVÉ PEČENÍ PERNÍKY

38 ZÁVĚR - PERNÍKY  Korpusy průmyslových perníků vykazovaly vyšší hladiny AA  Rozdíl mezi dvěma vzorky stejnými recepturně může být způsoben řadou faktorů  Např.: kam až směs zneutralizována po kyselé hydrolýze, pH směsi, přesné doba průběhu reakcí apod.  Modelově upečené perníky vykazují vliv přídavku medu – vytvoření více AA  Modelově upečené perníky s použitím sirupu po kyselé inverzi měly nejnižší obsahy AA

39 ANALYZOVANÉ VZORKY – PŘÍMÉ PRAŽENÍ OBILOVIN  Experimenty  Pražení obilovin – pšenice (R, E), žito (D), ječmen (B, P1, P2)  Zjišťování vlivu doby a teploty pražení

40 PŘÍMÉ PRAŽENÍ OBILOVIN Vliv teploty pražení na obsah akrylamidu v ječmeni Vliv doby pražení na obsah akrylamidu v ječmeni

41 PŘÍMÉ PRAŽENÍ OBILOVIN Vliv teploty pražení na obsah akrylamidu v žitu a pšenici Vliv doby pražení na obsah akrylamidu v žitu a pšenici

42 PŘÍMÉ PRAŽENÍ OBILOVIN Závislost množství vázaného 3-MCPD na teplotě po 15 minutách pražení Závislost obsahu vázaného 3-MCPD na době pražení při teplotě 150 °C

43 ANALYZOVANÉ VZORKY - PIVOVARSTVÍ  Experiment 1  Hladiny akrylamidu v pivovarských sladech  Různé typy pivovarských sladů  Experiment 2  Monitoring hladin akrylamidu v českých pivech  Různé typy českých piv

44 EXPERIMENT 1 – PIVOVARSKÉ SLADY Slad * Barva - EBCAA (µg kg –1 ) žitný3 – 8

45 EXPERIMENT 2 – ČESKÁ PIVA  30 vzorků různých piv od několika českých producentů  Světlá výčepní piva (8x)  Světlé ležáky (8x)  Polotmavá piva (2x)  Tmavá piva (5x)  Nealkoholická piva (3x)  Piva se sníženým obsahem cukru (1x)  Speciální (více alkoholická) piva (3x)  Analýza metodou LC-MS/MS  Limit detekce (LOD): 2 µg/L  Limit kvantifikace (LOQ): 5 µg/L

46 Popis vzorků českých piv (1) VzorekPopis% AlkoholuAA µg/L 1 Světlé výčepní pivo, pasterováno3,8 6 2Světlé nealkoholické pivo, pasterováno max 0,5 6 3 Světlé výčepní pivo, pasterováno4,0

47 VzorekPopis% AlkoholuAA µg/L 16Světlý ležák, pasterováno, ochranná atmosféra 4,4

48 Vyhodnocení monitoringu českých piv  Nález AA ve 30% vzorků  Nálezy: 5 – 10 µg/L  Průměrně: 7 µg/L  2x nealkoholické pivo (66%)  1x polotmavé pivo (50%)  4x tmavé pivo (80%)  2x světlé výčepní pivo (25%) 

49 REALIZOVANÉ EXPERIMENTY – AKRYLAMID A FURAN  sledování hladin procesních kontaminantů ve sladech pro výrobu piva  3 technologické série vzorků z pražení sladů  stanovení procesních kontaminantů v jednotlivých technologických stupních výroby piva  ležák  red  tmavé pivo NÁRODNÍ PROGRAM VÝZKUMU II. - AKRYLAMID

50  1,4-epoxy-1,3-butadien  Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC) – klasifikace jako možný lidský karcinogen (skupina 2B)  karcinogenní a cytotoxický pro hlodavce FURAN

51 MOŽNÉ CESTY TVORBY FURANU V POTRAVINÁCH Kyselina askorbová PUFAs Cukry/Aminy Aminokyseliny Další prekursory? [O] Maillard Streckerova degradace

52 RIZIKOVÉ POTRAVINY  Káva  Konzervované potraviny (i dětská výživa)  Maso  Zelenina  Ovoce  Omáčky  Polévky  Chléb  Karamel  Sójové omáčky

53 PRŮMYSLOVÉ PRAŽENÍ SLADŮ Slad Teplota pražení (°C) Doba pražení (min) Akrylamid (µg/kg) Furan (µg/kg) Zelený slad (pro výrobu karamelového sladu o 100 j. EBC) Plzeňský slad (suchý) pro výrobu černého sladu Zelený slad (pro výrobu karamelového sladu o 200 j. EBC)

54 PRŮMYSLOVÉ PRAŽENÍ SLADŮ

55

56

57

58

59

60 TECHNOLOGIE VÝROBY PIVA

61 LEŽÁKREDTMAVÉ vodachmel Plzeňský sladBarvící sladBavorský slad Rmut odebraný při 52 °C Konečný rmut Mláto Mladina Uvařená mladina Studená mladina Mladé pivo Dokvašené pivo Filtrované pivo Rmut odebraný při 52 °C Konečný rmut Mláto Mladina Uvařená mladina Studená mladina Mladé pivo Dokvašené pivo Filtrované pivo Rmut odebraný při 52 °C Konečný rmut Mláto Mladina Uvařená mladina Studená mladina Mladé pivo Dokvašené pivo Filtrované pivo TECHNOLOGIE VÝROBY PIVA

62 TECHNOLOGIE VÝROBY PIVA – AKRYLAMID vzorek µ g/kg Plzeňský slad

63 1519 µg/kg TECHNOLOGIE VÝROBY PIVA – FURAN

64 Závěr, navazující studie a experimenty  Průmyslové pražení sladů  Významný vliv podmínek pražení (doba a teplota) na konečnou hladinu procesních kontaminantů  Dynamika tvorby akrylamidu a furanu - shodný průběh  Technologické řady - pivo  Akrylamid bez nálezů → zřejmě díky nízkým hladinám akrylamidu v použitých sladech  Furan  nejvyšší hladina v barvícím sladu (1519 µg/kg)  V ostatních vzorcích < 10 µg/kg  I přes vysoké hladiny ve sladech nebyla prokázána souvislost s přestupem furanu v rámci celého procesu do piva  Monitoring piv na trhu

65 Děkuji za pozornost!


Stáhnout ppt "PROCESNÍ KONTAMINANTY – AKRYLAMID, FURAN a 3-MCPD Veronika BARTÁČKOVÁ Kateřina RIDDELLOVÁ Monika ČERNÁ Kateřina VALENZOVÁ Chemické kontaminanty vznikající."

Podobné prezentace


Reklamy Google