Upoznajte akrilamid – opasan spoj u termički obrađenoj hrani

Na tanjuru gotovo svakodnevno završavaju razne namirnice koje pržimo ili pečemo. Takva hrana često nosi oznaku guilty pleasure – ne jedemo je baš svaki dan, ali je toliko ukusna da si je s vremena na vrijeme priuštimo kao nagradu. Nerijetko su to krumpirići, tost s hrskavom koricom ili slični zalogaji. No, iza te privlačne zlatno-smeđe boje i poznatog okusa krije se složen kemijski proces – reakcija neenzimskog tamnjenja tijekom koje nastaje akrilamid. Ovaj spoj nastaje prilikom toplinske obrade hrane bogate jednostavnim ugljikohidratima, posebice na visokim temperaturama te može imati dugoročne posljedice za naše zdravlje.

Porijeklo akrilamida

Akrilamid je kemijski spoj koji se može stvoriti u određenim namirnicama tijekom kuhanja na visokim temperaturama, poput prženja, pečenja i pripreme u pećnici. Prije nego što je otkriven u hrani, bio je poznat kao industrijska kemikalija koja se prvenstveno koristila kao građevni blok u raznim industrijskim procesima, u proizvodnji plastike, ljepila i papira, kao sastojak duhanskog dima, te u obradi pitke i otpadne vode, uključujući kanalizacijske sustave. Akrilamid je također pronađen u nekim potrošačkim proizvodima, poput ambalaže za hranu i određenih vrsta ljepila.

Obrada hrane

Zagrijavanje hrane poboljšava njezina svojstva promjenom molekula pri visokim temperaturama, što rezultira duljim rokom trajanja te boljim organoleptičkim svojstvima poput boje, teksture i okusa. Ovaj se postupak primjenjuje na razne prehrambene proizvode, uključujući prženu, pečenu, sušenu, pasteriziranu, steriliziranu i hranu tretiranu ultra-visokim temperaturama.

Zagrijavanje je učinkovit način za produljenje trajnosti, poboljšanje okusa i sigurnosti hrane jer uklanja enzime i mikroorganizme te smanjuje aktivnost vode. Međutim, takva toplinska obrada može uzrokovati promjene u kemijskom sastavu hrane, uključujući hidrolitičku razgradnju, oksidaciju, denaturaciju proteina, promjene na molekularnoj razini, degradaciju boje, enzimsku razgradnju, karamelizaciju ugljikohidrata, nastanak novonastalih onečišćenja, kao i interakcije između proteina i organskih spojeva koje mogu imati mutagena, kancerogena i citotoksična svojstva. Akrilamid se ne pojavljuje u samoj sirovoj hrani; međutim, nastaje tijekom procesa zagrijavanja kada temperatura dosegne 120°C ili više.

Iako akrilamid vjerojatno postoji otkad ljudi peku, prže ili tostiraju hranu, tek je u travnju 2002. Švedska nacionalna uprava za hranu objavila da dugotrajna toplinska obrada nekih namirnica može stvoriti značajne količine akrilamida.

Što je Maillardova reakcija?

Akrilamid u hrani nastaje iz šećera i aminokiselina koje su prirodno prisutne u namirnicama, kroz proces poznat kao Maillardova reakcija. Riječ je o neenzimskoj reakciji tamnjenja u kojoj ugljikohidrati reagiraju s aminokiselinama tijekom zagrijavanja. Ova reakcija stvara karakteristične boje i arome koje poboljšavaju okus hrane, ali i njezinu sigurnost te određena korisna svojstva zahvaljujući stvaranju okusno poželjnih Maillardovih produkata reakcije. Na Maillardovu reakciju utječu brojni čimbenici, uključujući izvor proteina, temperaturu i trajanje zagrijavanja, pH vrijednost, aktivnost vode te vrstu korištenog supstrata.

U početnoj fazi Maillardove reakcije dolazi do nukleofilne kondenzacije između karbonilne skupine šećera i amino skupine aminokiseline. Slijedi faza razgradnje aminokiselina, što može dovesti do njihova smanjenog nutritivnog unosa u prehrani. Krajnji stadij uključuje stvaranje naprednih krajnjih produkata glikacije, koji su odgovorni za različite učinke povezane sa starenjem kože, uključujući nastanak obojenih spojeva, melanoidina i aromatskih tvari.

Akrilamid se stvara kada asparagin, prirodno prisutna aminokiselina, reagira s reducirajućim šećerima ili produktima njihove razgradnje pri visokim temperaturama i niskom udjelu vlage. U toj reakciji α-amino skupina asparagina reagira s karbonilnom skupinom šećera, stvarajući N-glikozil-asparagin (karbinolamin), koji potom, uklanjanjem molekule vode tijekom zagrijavanja, prelazi u Schiffovu bazu.

Toksičnost akrilamida

Akrilamid je pokazao neurotoksične učinke kod osoba profesionalno izloženih visokim koncentracijama, s prijavljenim simptomima poput ataksije, slabosti mišića, gubitka težine i oštećenja živčanih vlakana. Jedan slučaj iz Švedske opisuje periferne neuropatije kod tunelskih radnika izloženih injekcijskim smjesama s akrilamidom. Dugotrajna izloženost u pokusima na životinjama povezana je s pojavom tumora, iako dokazi o kancerogenosti kod ljudi zasad nisu dosljedni. IARC (engl. International Agency for Research on Cancer) akrilamid klasificira kao „vjerojatno kancerogen za ljude“. Također, studije na životinjama pokazuju moguću reproduktivnu, hepato- i imunotoksičnost pri višim dozama, dok su dokazi kod ljudi ograničeni i nedovoljni za konačne zaključke.

Kako smanjiti razine akrilamida?

Kako bi se smanjila proizvodnja akrilamida, ključno je kontrolirati koncentracije prekursora poput fruktoze, glukoze i asparagina, kao i prilagođavati vrijeme kuhanja. Učinkovite strategije za smanjenje uključuju enzimsku hidrolizu asparagina pomoću asparaginaze, dodavanje specifičnih aditiva, snižavanje pH vrijednosti ili smanjenje toplinske obrade.

Trebam li prestati jesti hranu koja je pržena, pečena ili pečena?

Ne. Najbolji savjet FDA-e za smanjenje unosa akrilamida putem prehrane jest pridržavanje zdravog plana prehrane koji naglašava unos voća, povrća, cjelovitih žitarica i nemasnih mliječnih proizvoda, uključuje nemasne izvore proteina poput mesa, ribe, jaja, graha i orašastih plodova te ograničava zasićene i trans masti, kolesterol, sol i dodane šećere. Budući da su razine akrilamida izravno povezane s tamnjenjem ove hrane, neke zemlje preporučuju potrošačima: “Nemojte prepeći namirnice, neka lagano porumene”. Preporučene su i različite prakse kuhanja i pronalaženje bolje ravnoteže, npr. kuhanje, kuhanje na pari, pirjanje, također bi mogli pomoći u smanjenju ukupne izloženosti potrošača.