食品中丙烯酰胺的研究进展

2017-06-23 15:12:00 来源：食品安全导刊

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　　丙烯酰胺（acrylamide,AA）纯品为白色透明片状晶体，相对分子质量71.09，易溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、二甲醚和氯仿。AA被国际癌症研究中心（IARC，1994）划分为2A类致癌物，即人类可能致癌物质。在富含淀粉的油炸和烘烤食品（如炸薯条、法式油炸土豆片、谷物、面包等）以及咖啡中均发现AA。

　　丙烯酰胺的保护作用

　　槲皮素Uthra等为了确定AA的LD50，并评估AA诱导大鼠不良反应中槲皮素的保护作用。对LD50的测定，AA以四种不同剂量对实验动物进行7天口服给药（46.4mg/kg，100mg/kg，215mg/kg和464mg/kg）。7天后，AA的致死剂量使用Miller和Tainter的图解法进行确定。然后用AA 1/3的LD50为38.27（mg/kg·bw），连续10天给药口服，其次用槲皮素进行5,10,20和40mg/kg口服治疗，连续3天测定槲皮素对AA的保护作用。估计AA的LD50：114.81mg/kg，95%可信区间。AA 1/3剂量的LD50，连续10天诱导的神经毒性，证实了乙酰胆碱酯酶的活性降低。AA实质上使脂质过氧化增加，还原型谷胱甘肽水平和肝、肾和脑的抗氧化酶水平降低。它也增加了血清转氨酶、尿素、尿酸、肌酐、血脂、血清胆红素的活性。槲皮素治疗使得组织和血清学指标恢复并走向正常水平。结果表明，槲皮素能够显著性减缓AA诱导大鼠的毒性。

　　EVOO由AA引起的肾毒性的基本机制，可能与自由基的产生、氧化还原状态的不平衡、膜脂质和蛋白质的明显氧化有关，导致膜肾完整性的丧失。特级初榨橄榄油（EVOO）的处理，减缓所有生物化学和组织学的变化，由于它强大的抗氧化能力和丰富的单不饱和脂肪酸、类胡萝卜素、生育酚和多酚类。Ghorbel等探讨地中海饮食的主要成分EVOO对AA诱导的肾毒性的保护效果。大鼠灌胃21天AA（40mg/kg·bw）或AA和300µl EVOO或仅补充300µl EVOO。结果EVOO当添加到饮食中，可以通过清除自由基和其强大的抗氧化能力，防止肾损伤。

　　淀粉损伤和酵母发酵小麦粉中受损淀粉含量和生面团发酵是面包中AA形成的两个重要决定因素。通过减少面粉中受损淀粉和面团的发酵来减缓面包中AA的形成。Wang等研究了淀粉损伤和酵母发酵对小麦面包中AA形成的影响。四种小麦品种（北京0045，中麦175，07CA255，13CA64）分别由三个实验研磨机（Buhler实验研磨机，Brabender高级研磨机，Brabender初级研磨机）来研磨，小麦面粉淀粉损伤含量范围为1.7%-6.6%。还原糖含量随面粉中损伤淀粉的含量增加而增加。酵母发酵大大降低了生面团中天冬酰胺含量的40%～60%，但与未发酵面包相比，大幅增加了还原糖的含量，面团发酵明显降低了发酵面包中的AA含量。同一品种小麦粉制成的面包中AA含量随着受损淀粉含量的增加而增加。

　　丙烯酰胺检测新方法

　　Arabi等成功地开发了一种新型的对AA具有高选择性的虚拟分子印迹二氧化硅纳米粒子合成方法。通过傅里叶透射红外光谱、扫描电镜和透射电子显微镜来描述虚拟分子印迹二氧化硅纳米粒子（DMISNPs）的特性。使用基质固相分散萃取技术（MSPD）把DMISNPs作为饼干和面包样品分析的分散剂。通过响应面分析法的中心合成设计研究和优化萃取回收率的样品分散比和洗脱液体积，以得到最优参数。研究证明，DMISNPs对AA的亲和力高，通过高效液相色谱-紫外检测法对AA定量。

　　表1 DMISNPs不同方法检测AA的比较

　　De Paola等研究一个在干果制品（干李子和葡萄干）和食用种子（杏仁、榛子、花生、松子、开心果、核桃）中使用QuEChERS三维的四级杆离子阱液相色谱-电喷雾电离-质谱分析仪对AA进行提取和检测的方法。QuEChERS（MgSO4 4.0g+NaCl 0.5g），乙腈250µg/kg，水5.0ml，样品2.5g，回收率效果最好。李子干和花生是唯一明显被AA污染的样品，干燥处理后AA的含量分别是14.7～124.3µg/kg和10.0～42.9µk/kg。该方法LOD 2.0µg/kg和LOQ 5.0µg/kg。

　　Daniali等采用和改良液相色谱-质谱联用法来确定和定量加热烹调油和动物脂肪中AA。采用之前对它进行了线性和回收率验证，以评估它的准确性。该方法的回归系数0.9998，方程Y=0.0869983+0.0170771X，LOD 2µg/kg和LOQ 5µg/kg。回收率测定，该方法显示50、100、500、1000和5000g/kg的回收率分别为104.2、98.3、99.6、107.7和100.3%。这些回收率值符合AOAC的标准。

　　表2不同植物油和动物脂肪180℃，30min热处理后氧化值（X±SD）和AA含量（µg/kg）

　　各种烹调油和动物脂肪在180℃条件下加热，产生的AA的量也变化。用一个恒定量的天冬酰胺测量不同烹调油和动物脂肪中的AA。检测了食用油过氧化氢、茴香胺值和碘值。发现不同烹调油的氧化值和AA形成存在直接相关关系。饱和动物脂肪中产生的AA明显少于不饱和烹调油。

　　食品中AA的问题，从2002年4月瑞典国家食品管理局和斯德哥尔摩大学研究人员率先报道后，各国各界科学家已经进行了15年的研究，在此期间，已经初步了解了食品中AA的毒性，对检测方法及控制手段等方面也做了较多研究，并有一定进展。但是对各类食品中AA的产生途径，我们有必要探明，以便最终有效控制AA的形成，并实现降低食品中AA的目的。对于含量分析方法，需要继续加强检测手段的探索和改进。AA抑制剂的研究近年来取得了较为明显的发展，但是加入抑制剂对产品的安全性、毒理性及感官性状等方面影响的研究甚少，因此开发出更加安全。符合生产需求的AA抑制剂将是今后研究的重要趋势。

　　吴丹枫周晓燕朱文政王恒鹏吴鹏

　　扬州大学旅游烹饪学院

　　作者简介：吴丹枫，扬州大学旅游烹饪学院在读硕士研究生，从事营养与食品卫生学研究；

　　通讯作者：周晓燕，扬州大学旅游烹饪学院教授，从事烹饪工艺自动化与智能化、烹饪高等教育研究。