SBORNÍK PŘÍSPĚVKŮ. XXXVI. Symposium o nových směrech výroby a hodnocení potravin Skalský Dvůr

Transkript

1 SBRNÍK PŘÍSPĚVKŮ XXXVI. Symposium o nových směrech výroby a hodnocení potravin Skalský Dvůr dborná skupina pro potravinářskou a agrikulturní chemii České společnosti chemické dbor potravinářské techniky a technologie ČAZV dbor výživy obyvatelstva a jakosti potravin ČAZV Výzkumný ústav potravinářský Praha Ústav chemie a analýzy potravin, VŠT Praha Ed. olasová M., Fiedlerová V., Špicner J. VÚPP, Praha 23 ISBN

2 AKRYLAMID V PTRAVINÁ Dunovská L., ajšlová J., Poustka J., Čajka T. Ústav chemie a analýzy potravin, VŠT Praha, Technická 3, Praha 6 Tel./fax: , lenka.dunovska@vscht.cz, jana.hajslova@vscht.cz 1.Úvod V dubnu 22 švédští vědci ze Stockholm University a Státního ústavu pro kontrolu potravin (Sweden s National Food Administration) ve spolupráci s laboratořemi Analyen AB v Lidköpingu zveřejnili výsledky výzkumu, podle něhož byly v některých základních potravinách bohatých na škrob nalezeny vysoké hladiny akrylamidu látky, která je klasifikována jako potenciální lidský karcinogen. Výzkum ukázal, že akrylamid se tvoří v některých tepelně upravených potravinách z přítomných prekurzorů. Po zhodnocení všech dostupných dat došli vědci k názoru, že tyto nové poznatky představují vážný problém a je nutné okamžitě zahájit systematický výzkum, který by zodpověděl na všechny otázky týkající se výskytu akrylamidu v potravinách Vlastnosti 2 N 2 Systematický název: 2-propenamid Sumární vzorec: 3 5 N Molekulová hmotnost: 71,8 AS: Fyzikální vlastnosti: - bezbarvé šupinaté krystaly - bod tání: 84,5 - bod varu: 192,6 (za atmosferického tlaku) - rozpustnost v g/ ml rozpouštědla při 3 (voda 215,5, methanol 155, ethanol 86,2, aceton 63,1, ethylacetát 12,6, chloroform 2,66) - snadno polymeruje (při bodu tání, působením UV záření nebo zahřátím s různými polymerizujícími katalyzátory) 6 Průmyslové využití: se používá pro výrobu barviv, při stavbě základů přehradních nádrží, tunelů a kanalizace; v kopolymerech pro výrobu kontaktních čoček. je chemickým meziproduktem při výrobě polyakrylamidu. Tento polymer se využívá jako flokulant při vodárenské úpravě pitné vody, činidlo upravující půdu, zahušťovadlo, při výrobě papíru a úpravě odpadních vod. 6 Dle vyhlášky č. 376/2 Sb. je akrylamid sledován jako nežádoucí kontaminant pitné vody s limitem,1 µg/l. Stejný limit platí i v EU. 6

3 3. Toxicita Karcinogenita Expozice akrylamidu zvyšuje počet nádorů v různých orgánech myší a potkanů vystavených této látce v pitné vodě (2mg/kg bw/den) mléčná žláza, děloha, nadledviny, plíce a kůže. 7 Z hlediska stanovení karcinogenní povahy pro člověka existují odlišné závěry různých institucí, v závislosti na použitém matematickém modelu při exponované dávce 1 µg/kg bw/den po dobu celého života lze očekávat pravděpodobnost zvýšení počtu nádorových onemocnění na: 4,5 / (EPA),7 / (W) 1 / (Granath, Stockholm University) 4,5 je zařazen do skupiny karcinogenů 2A jako pravděpodobný lidský karcinogen ladiny nalezené v potravinách Tabulka 1: bsah akrylamidu v různých potravinách dle analýz laboratoří NFA v Uppsale a Analyen AB v Lidköpingu 4 Skupina potravin (µg/kg) Počet vzorků Median min-max Brambůrky ranolky Sušenky a crackery 28 < Křehký chléb 16 < ereálie snídaňové 16 < Kukuřičné lupínky Měkké chleby 5 < Různé potraviny (pizza, palačinky, vafle, rybí prsty, masové kuličky, kousky kuřete, fritované ryby, vegetariánský řízek, zapečený květák) 4 <3-6 9 Rozsah hladin nalezených v každém typu potraviny je široký a vědci zatím neporozuměli podstatě této variability. 4. Vznik akrylamidu v potravinách Díky své jednoduché struktuře může akrylamid v potravinách vznikat různými mechanismy, které zahrnují reakce sacharidů, proteinů a aminokyselin, lipidů a pravděpodobně i dalších minoritních složek potravin. Předpokládá se, že akrylamid může v potravinách vznikat během tepelné úpravy tepelnou degradaci triglyceridů, při ktré vzniká akrylová kyseliny, která reakcí s amoniakem pocházejícím ze sloučenin obsahujících dusík poskytuje akrylamid. Druhou možností je přímá reakce asparaginu s glukózou za vysoké teploty. 8

4 1. ypotéza ox. Triglyceridy Akrolein Akrylová kyselina N 3 R R R 2 2. ypotéza t Asparagin + Glukóza N 2 N 2 5. Metody stanovení akrylamidu Ke stanovení akrylamidu v potravinách se běžně používá metoda plynové chromatografie s hmotnostní detekcí (G-MS). Tato technika je však náročná na přípravu vzorku. Její hlavní nevýhodou je požadavek na derivatizaci akrylamidu bromem, která je náročná nejen na provedení, ale i na čas. Druhou metodou je kapalinová chromatografie s hmotnostní detekcí (L-MS/MS). Tato technika již nevyžaduje derivatizaci, ale je opět náročná na přípravu vzorku, a to zejména na jeho přečištění. 1,2 6. Vývoj metody pro stanovení akrylamidu s využitím G/R-TF-MS V naší laboratoři se snažíme vyvinout jednoduchou metodu bez derivatizace. Analytický postup spočívá v důkladné homogenizaci vzorku pomocí laboratorního mixéru, dalším krokem je navážení 5g zhomogenizovaného vzorku do 15ml kádinky a extrakce 3ml 5 ního methanolu na Ultra Turaxu po dobu 5 minut. elý obsah kádinky se posléze převede do kyvety na odstřeďování a odstředí se při 6 rpm po dobu 1 minut. elý obsah kyvety se přefiltruje pomocí Büchnerovy nálevky přes filtrační papír se žlutým značením. Filtr se promyje 5 ml 5 ního methanolu. Filtrát se převede do 5ml odměrné baňky a doplní po značku. Z tohoto extraktu se odebere 5ml do děličky a protřepe se s 2ml hexanu, aby se ze vzorku odstranily zbytky tuku. Z dolní fáze se odebere 1ml do vialky a analyzuje se pomocí plynové chromatografie s vysokorozlišovacím hmotnostním detektorem TF. 7.Pracovní chrakteristiky pro stanovení 2 Kolona: Innowax, 3 m,25 mm,25 µm Teplota nástřiku: 25 Typ nástřiku: pulzní splitless (,5 min, 241 kpa) Teplotní program: (,5 1 /min do 2 (9,5 min) Tlakový program: 241 kpa (,5 25 kpa/min do 145 kpa MS: 1 spektrum/s, tj. 3 prim. sp./s 2 2 N 2

5 8. Ukázky chromatogramů standardu a vzorku 2443_AA_sample5g5mL_T _AA_sample5g5mL_T13 Záznam celého hmotnostního toku TI : TF MS EI+ TI 1.13e5 2443_AA_sample5g5mL_T _AA_sample5g5mL_T (7.583) m (153: :152) : TF MS EI+ 9.66e3 vzorek chipsů _AA_sample5g5mL_T13 Ion: 71,37 motnostní okno:,2 Da : TF MS EI Da 2.91e m/z vzorek chipsů 2443_AA_ngmL_T9 2443_AA_ngmL_T9 35 (7.584) m (33:37-(38: :33)) : TF MS EI+ 5.15e3 2443_AA_5ngmL_T8 Ion: 71,37 motnostní okno:,2 Da : TF MS EI Da 1.14e3 std. 5 ng/ml Time m/z Závěr Byla vyvinuta jednoduchá metoda pro stanovení akrylamidu s využitím G/R - TF - MS v módu (EI) a realizovány předběžné analýzy reálných vzorků chipsů. Nálezy se pohybují v řádu jednotek mg/kg. Dále proběhne komplexní validace metody(stanovení opakovatelnosti, výtěžnosti, LD) pro široké spektrum potravin s využitím isotopově značených standardů ( isotope dilution technique ) pro přesnou kvantifikaci. Poté proběhne vyšetření reprezentativních vzorků potravin na českém trhu. 1. Literatura 1. J. Rosén, K.-E. ellenäs: Analysis of acrylamide in cooked foods by liquid chromatography tandem mass spectrometry. Analyst, Vol.127, No. 7, 22, E. Tareke, P. Rydberg, P. Karlsson, S. Eriksson, M. Törnqvist: Analysis of acrylamide, a carcinogen formed in heated foodstuffs. Journal of Agricultural and Food hemistry, Vol. 5, No. 17, 22, J. Giese: Acrylamide in foods. Food Technology, Vol. 56, No. 1, 22, ealth Implications of Acrylamide in Food. Report of a Joint FA/W onsultation W eadquarters, Geneva, Switzerland, June Adam Becalski, Benjamin P.-Y. Lau, Dawid Lewis and Stephen W Seaman: Acrylamide in Foods: ccurence, Sources and Modeling, J. Agric. Food hem. 23, 51,82-88 Tato práce je realizována v rámci řešení výzkumného záměru Zlepšování kvality potravin a zajištění optimální výživy obyvatelstva MSM