Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :
Home / Diverse / Substanțe toxice care se formează în timpul prelucrării alimentelor

Substanțe toxice care se formează în timpul prelucrării alimentelor

/
/
/
380 Views

Dezvoltarea tehnologiei de procesare a alimentelor, care include prăjire, frigere, coacere, evaporare, afumare, sterilizare, pasteurizare, iradiere, murare, congelare, îmbuteliere a extins potențialul rezervelor de alimente în epoca modernă. De exemplu, a făcut posibilă obținerea unei rezerve pentru aproximativ 1 an. Conservele cu alimente pot fi trimise oriunde în lume. Pregătirea casnică este una dintre cele mai importante metode de procesare a alimentelor. Gătitul crește palatabilitatea (însușire organoleptică apreciată pe baza senzației de gust, miros și aromă, obținute din masticarea produsului) și stabilitatea alimentelor, îmbunătățind și digestibilitatea. În plus, distruge microorganismele toxice, dezactivează anumite substanțe (inhibitori enzimatici). Încă din antichitate, oamenii au apreciat hrana pregătită în casă.

Transformările chimice asupra componenților hranei, incluzând modificările aminoacizilor, proteinelor, zaharurilor, vitaminelor și lipidelor, determinate de tratamentul termic folosind temperaturi înalte, au ridicat serioase semne de întrebare referitor la consecințele reducerii valorii nutritive și chiar asupra formării de substanțe chimice toxice (hidrocarburi policiclice aromate, pirolizații aminoacizilor și proteinelor și nitrozaminelor). Deși majoritatea întreprinderilor cu profil alimentar moderne sunt mecanizate, pentru a se evita apariția contaminării în timpul procesării, un oarecare nivel de contaminare este imposibil de eliminat în totalitate. Au fost raportate multe cazuri de contaminare cu substanțe toxice în timpul procesării (ex. agentul neutralizant, fosfat de sodiu, adăugat în laptele praf în timpul procesului de evaporare a determinat în urma procesării un nivel rezidual în produsul finit, cantitate ce conținea Arsen, care este extrem de toxic).

Hidrocarburile policiclice aromate – HPA-urile

Hidrocarburile policiclice aromate (HPA) sunt larg răspândite în mediu, însă două dintre acestea, respectiv benzpiren și benzantracen, se găsesc în apă, sol, diferite pulberi, dar și în multe alimente. De peste 200 de ani, HPA-urile sunt considerate cancerigene. Una dintre cele mai importante surse de HPA este uleiul vegetal. Nivelul ridicat se datorează producției interne, contaminarea mediului jucând un rol secundar. S-a demonstrat faptul că nivelul de HPA crește pe măsura apropierii întreprinderilor de centralele industriale și șosele. Prezența HPA în margarine și maioneze se datorează contaminării uleiurilor folosite în vederea obținerii acestora.

Frigerea sau afumarea folosind cărbuni determină contaminarea cu HPA, acestea formându-se pe baza carbohidraților din alimente, la temperaturi înalte. Astfel, prepararea cărnii pe ceramica încinsă, cât și obținerea mezelurilor afumate sunt două procese în urma cărora se produc aceste hidrocarburi policiclice aromate. Păstrarea hranei conduce la formarea de HPA în anumite cantități, de aceea este important pentru consumatori de a fi conștienți de acest risc, care trebuie corect evaluat și controlat.

Benzpirenul este cea mai cunoscută HPA, fiind foarte răspândită în diverse alimente, formându-se la temperaturi de 370-650 de grade, în alimente cu amidon. Substanțele care contribuie la formarea acestor compuși sunt aminoacizii și acizii grași. Multe procese de preparare a alimentelor utilizează aceste temperaturi (suprafața pâinii în timpul coacerii atinge aproximativ 400 de grade și grăsimile în timpul prăjirii ating temperaturi de 400-600 de grade), astfel în urma acestor tipuri de procese apar ca produși secundari HPA, inclusiv benzpiren.

Benzpirenul a fost mult timp testat, fiind dovedit a fi un cancerigen destul de puternic. Mecanismul de acțiune al acestei substanțe poate determina o reacție cu unii componenți intracelulari, cum ar ADN-ul, astfel putând apărea unele mutații.

Produșii reacției Maillard

În anul 1912, chimistul francez Maillard și-a imaginat reacția prin care se ajunge la formarea de pigmenți și polimeri, pe baza interacțiunilor dintre grupările amino (NH2) ale aminoacizilor și grupările carbonil (COOH) ale zahărului, sugerând că reacția acestor grupări ar fi responsabilă de unele vătămări. Ulterior, a fost demonstrat că reacția Maillard determină apariția unor anumite afecțiuni la sistemele biologice. Unii compuși care rezultă din această reacție pot manifesta în alimentele procesate o puternică acțiune mutagenă, sugerându-se posibilitatea formării de carcinogeni. Se formează multe reacții chimice, pe lângă pigmenți și polimeri, cum a ar fi prooxidanți sau antioxidanți, antimutagene și anticancerigene. Mixtura obținută are o culoare brună și miros de încins sau de fum. În urma testării produșilor rezultați din aceste sisteme de brunificare, s-a dovedit acțiunea puternic mutagenă a acestora.

Pirolizații aminoacizilor și a proteinelor

Spre sfârșitul anilor 1970, a fost emisă ipoteza conform căreia efectul mutagen al pirolizaților obținut pe baza unor alimente să nu s justifice prin formarea Hidrocarburilor policiclice aromate în crusta de la suprafața anumitor preparate, cum ar fi carnea și peștele prăjite. Principalul astfel de produs de piroliză a fost obținut în urma reacției cu aminoacidul triptofan.

A fost demonstrat că alimentele bogate în proteine au fost mai mutagene decât alte tipuri de alimente, nivelul activității mutagene fiind strict influențat de creșterea temperaturii. Efectul mutagen era limitat la straturile de suprafață, unde s-au descoperit cei mai mulți pirolizați. În condiții normale de preparare termică, a fost stabilită apariția unor compuși mutageni, respectiv unele amine heterociclice.

Nitrozaminele sunt produși extrem de toxici, cu efect cancerigen, ce se formează pe baza precursorilor nitrit și nitrat, în condiții de temperaturi înalte sau în urma reacțiilor datorate enzimelor și bacteriilor din tractusul gastrointestinal. Amestecuri de săruri precum clorura de sodiu (NaCl) și/sau nitritul de sodiu sunt folosite din cele mai vechi timpuri pentru a săra carnea. Recent a fost descoperit efectul de sărare al ionului nitrit. Cu ajutorul nitritului se sărează și anumite produse din pește, dar și unele brânzeturi.

De ce folosesc nitriții și nitrații în industrie?

Nitriții rezultă din nitrați, prin reduce. Nitritul de sodiu joacă roluri tehnologice importante în industria alimentară. Are rol antimicrobian (împiedică și formarea toxinei botulinice, extrem de periculoasă). Imprimă cărnii o culoare roșie atrăgătoare și conferă produselor o aromă plăcută de sărat.

Prin nitrozarea aminelor secundare sau terțiare se produc nitrozamine stabile, la pH de 3,4. Acestea apar în sucul gastric al oamenilor care au consumat alimente ce conțin amine sau nitriți. Reacția de nitrozare apare în timpul încălzirii la temperaturi înalte a alimentelor. Cea mai mare cantitate de nitriți din organismul uman rezultă din reducerea nitraților de către bacteriile din cavitatea bucală, dar și din tubul digestiv. Nitriții se găsesc în alimente în cantități mari, în special datorită fertilizării excesivă. Alimentele în care se găsesc cantități mari de nitriți sunt în special legumele (varză, conopidă, morcov, țelină, spanac).

Se estimează că un adult ingeră zilnic 100 mg de nitrați. Legumele, în special cele frunzoase și rădăcinoase, dețin peste 85%, carnea doar 9%. În anumite zone, apa potabilă conține cantități însemnate de nitrați. Riscurile asociate nitritului au fost reduse în cazul preparatelor de carne, datorită asocierii cu clorura de sodiu, care își diminuează efectul, însă legumele prezintă cantități însemnate de nitrați, ca urmare a fertilizării excesive. Totuși, nitriții reduși, nu se găsesc în majoritatea alimentelor în cantități semnificative, însă cea mai importantă sursă este carnea și produsele din carne, în care nitriții sunt introduși deliberat, în scopuri tehnologice.

Aceste substanțe, nitrozaminele se găsesc și în alte produse, nu doar cele din carne

S-a demonstrat că prin încălzirea și a altor alimente, în afara celor din carne, se produc nitrozamine cancerigene. Toate produsele din carne tratate cu nitrit conțin nitrozamine, concentrații mari regăsindu-se în acelea tratate la temperaturi mai ridicate. O altă problemă au constituit-o nitrozaminele volatile. Din amestecurile de condimente folosite la prepararea unor sortimente de cârnați, care conțineau amine secundare și un amestec de sărare cu nitrit, concentrațiile de nitrozamine volatile au fost crescute. Problema a fost oarecum rezolvată, prin combinarea condimentelor cu amestecul de sărare cu puțin timp înainte de utilizarea tehnologică.

Analiza unor sortimente de bere a demonstrat o variabilitate considerabilă a nivelului de nitrozamine. S-a observat că berea produsă din malț uscat direct, cu ajutorul focului (nu prin aerare), conține cantități mai mari de nitrozamine. Astfel, majoritatea fabricanților de bere au trecut la metoda prin aerare.

Eforturile de a reduce formarea de nitrozamine în produsele din carne au progresat, prin adăugarea în amestecul de sărare a unui agent reducător și anume ascorbatul de sodiu. Este greu de apreciat riscul nitriților și a nitrozaminelor de origine alimentară pentru sănătatea oamenilor. Într-o dietă obișnuită pot exista atât catalizatori, cât și inhibitori ai reacției de formare a nitrozaminelor. Există și surse de expunere la nitrozamine de origine nealimentară. De exemplu, tutunul, anumite produse farmaceutice și cosmetice, deșeuri petroliere folosite în industrie etc.

Acrilamida sau amida acrilică este un compus care apare în urma preparării (prăjirii) unor alimente ce conțin amidon. Acrilamida este cunoscută în prezent ca fiind un posibil carcinogen. A fost descoperită în anul 2002, când unii cercetători din Suedia au găsit acest compus în alimentele ce conțineau amidon (chipsurile, cartofii prăjiți, pâine) care au fost tratate termic. Producerea acrilamidei în timpul procesului de tratament termic a fost dovedită a fi proporțională cu temperatura utilizată. Acest compus nu a fost găsit în alimentele care nu au fost fierte sau în cele care nu au fost încălzite.

În februarie 2009, unele rapoarte ale Institutului de Sănătate din Canada au raportat faptul că se încerca să se stabilească dacă acrilamida reprezintă un pericol pentru sănătatea oamenilor și dacă este necesară instituirea unor măsuri de reglementare în acest sens. În prezent, această instituție culege date asupra proprietăților și a gradului de răspândire al acestei substanțe.

Agenția Europeană pentru Chimie a adăugat acrilamida pe lista substanțelor cu grad mare de risc în martie 2010. Nivelurile de acrilamidă din alimente cresc pe măsură ce temperaturile înalte sunt utilizate pentru perioade mai lungi de timp. Deși cercetătorii din domeniu nu cunosc încă mecanismul exact al formării acestui compus, majoritatea cred că este un produs secundar al reacțiilor Maiilard. În produsele prăjite sau coapte, acrilamida este probabil formată prin reacția dintre aminoacidul asparagină și zaharurile reducătoare (glucoză, fructoză etc.) sau prin itermediul grupărilor carbonil reactive, la temperaturi mai mari de 120 de grade celsius.

Cum se formează acrilamida?

Pe baza nivelului actual de cunoștințe, se poate afirma că  acrilamida este un produs chimic secundar natural, care se formează atunci când anumite alimente cu conținut ridicat de carbohidrați (zaharuri) sunt fierte și prăjite, coapte sau fripte, la temperaturi de peste 120 de grade Celsius. Formarea acrilamidei în produsele ca măsline, prune sau pere uscate se produce pe baza unui alt mecanism, fiind găsită o corelație între formarea acesteia și folosirea unor pesticide, ce își păstrează un nivel rezidual în aceste produse. Folosirea unor pesticide ce conțin poliacrilamidă poate duce la descompunerea acesteia în acrilamidă, sub acțiunea luminii sau a căldurii. Alte surse de acrilamidă sunt țigările.

Procesul de îmbrunare a alimentelor ce apare ca urmare a coacerii, prăjirii, va duce la formarea acrilamidei. Chiar și tehnicile casnice aplicate excesiv pot duce la formarea acestui compus. De asemenea, compusul poate apărea în timpul tratării alimentelor cu .

Reducerea nivelului sau a formării acrilamidei

Confederația din Industria de Alimente și Băuturi din Uniunea Europeană (CIAA) a editat un număr de broșuri în scopul apărării sănătății consumatorilor, mai exact pentru a-i ajuta pe aceștia să reducă cantitățile de acrilamidă din produsele alimentare pe care le consumă. În cazul cartofului, de exemplu, temperatura de stocare a produsului agricol nu ar trebui să fie mai redusă de 8 grade celsius, deoarece la temperatura de 4 grade Celsius, conținutul de fructoză din cartof va crește rapid. Deci și posibilitatea formării acrilamidei în timpul coacerii sau prăjirii, în urma descompunerii fructozei. Mai mult de atât, în prezent se dezvoltă noi soiuri de cartofi, care prin procesare termică să producă cantități mai mici de acrilamidă.

În marea majoritate a cazurilor, este recomandabil reducerea temperaturii maxime în timpul procesării termice. De asemenea, noi metode de procesare și producere a alimentelor, cum ar fi prăjirea sau frigerea vacuumatică pot duce în final la scăderea nivelurilor substanței în cauză. Asparaginaza, o enzimă naturală, poate fi adăugată mixturilor pentru pâine sau cartofi, în scopul reducerii formării acrilamidei în timpul coacerii.

Unii cercetători au demonstrat că prin tratarea unor preparați prin prăjire cu o soluție de clorură de calciu, s-a reușit reducerea nivelului de acrilamidă cu până la 95%. Aceștia au afirmată că acest tratament nu a afectat calitatea produsului final. De asemenea, folosind ionii de sodiu, s-a reușit reducerea formării acestui compus cu până la 50%.

Acrilamida și cancerul

Studiile asupra potențialului nociv al acestui compus au arătat efectele secundare asupra organelor de reproducere masculine. S-a stabilit că această substanță chimică are potențial neurotoxic, se acumulează în țesuturile umane, dar încă sunt lacune în privința producerii și efectelor acesteia în toate alimentele în care se poate forma.

Potrivit OMS, ca orice substanță chimică și acrilamida posedă un oarecare grad de risc. De asemenea, riscul de producere a cancerului ca urmare a expunerii la acest compus poate fi perceput diferit de consumatori, unii dintre ei fiind mai toleranți sau manifestând un oarecare grad de indiferență, alții temându-se și de un procent de 1 la un milion de cazuri de cancer. Un lucru care ar duce la lămurirea acestui situații ar fi existența unui tablou al naturii și gradului de risc al acestei substanțe, lucru care în prezent nu există.

Acroleina este cea mai simplă aldehidă nesaturată instabilă. Este produsă în cantități mari în alimente, dar deoarece este instabilă, reacționează repede cu ceilalți componenți ai alimentelor și este foarte toxică. Are un miros pătrunzător, dezagreabil, înțepător, similar celui produs de grăsimile supuse la temperaturi foarte înalte. Principala sursă de producere a acestui compus nociv este prăjirea alimentelor în mod repetat folosind același ulei de floarea soarelui.

Acroleina este un grav iritant pulmonar și agent lacrimogen. A fost utilizată în timpul primului Război Mondial ca o armă chimică. De asemenea, expunerea cutanată la acroleină produce serioase leziuni. Acroleina nu a fost dovedită a fi cancerigenă pentru oameni, dar unele studii pe animale au demonstrat o creștere a numărului de tumori ca urmare a ingestiei sale. În octombrie 2006, cercetătorii au găsit dovezi despre legătura între acroleina din fumul țigărilor și riscul apariției cancerului pulmonar. Mai mult, acroleina este un metabolic toxic al ciclofosfamidei, un agent citotoxic utilizat în chemoterapie, putând provoca astfel cistită hemoragică.

Expunerea organismului uman la acest compus toxic banal se poate produce chiar și prin inhalarea gazelor de eșapament ale autovehiculelor, cât și prin inhalarea aerului în preajma unei surse de preparare a alimentelor ce folosește ulei de floarea-soarelui supraîncins sau refolosit de numeroase ori (mai mult de 3 ori).

Cum se poate evita formarea acroleinei în alimente?

Schimbarea uleiului de floarea soarelui o dată la maxim trei utilizări. Folosirea unui ulei provenit dintr-o altă sursă (de exemplu palmier sau rapiță). Evitarea fumatului.

Furanul se formează prin descompunerea termică a materialelor sau produselor alimentare ce conțin în structura lor glucide specifice (pentoze) sau a materialelor ce conțin celuloză. Denumirea de furan provine din cuvântul latin furfur, care înseamnă tărâțe. Furanul este un lichid fără culoare, inflamabil, foarte volatil, ce are temperatura de fierbere de aproximativ 20 de grade. Este toxic și suspectat a fi cancerigen. Principala cale de expunere la furan este prin inhalare. De exemplu, fumul provenit din activități industriale – activitatea din mine, gazificarea cărbunilor.

Furanul a fost detectat în probe precum fumul de țigară, fumul provenit din arderea lemnelor, cât și în fumul provenit de la automobile, acesta fiind prezent în mod natural în rășina pinului și în scoruș. Acest compus a fost identificat de asemenea în apele de suprafață, apele reziduale din industrie, în aerul ambiental, probe de lapte uman, cât și în aerul de respirație al unor indivizi fumători, cât și nefumători, însă, în cele mai multe cazuri, frecvența detectării, cât și concentrațiile identificate au fost reduse.

În anul 2004, FDA a descoperit prezența furanului într-un număr destul de mare de alimente, acesta formându-se în special în urma aplicării tehnicilor clasice de preparare termică, cum ar fi umplerea în conserve sau alte tehnici care au fost de mult timp aplicate în prepararea și conservarea alimentelor.

Surse de furan

Furanul a fost identificat în alimente precum supe, sosuri, fasole, mâncăruri sub formă de paste și chiar în mâncărurile pentru copii. Prezența acestui compus poate fi considerată un potențial pericol pentru sănătatea umană, deoarece furanul a fost clasat de către IARC, pe baza studiilor realizate pe animale, ca un posibil cancerigen la oameni. Nivelurile de furan identificate în alimente sunt sub cele ce ar putea cauza efecte secundare la consumatori. Totuși, expunerea la alimentele des implicate în producerea acestui compus trebuie evitată, prin adoptarea unei diete variate, care să conțină cantități reduse de grăsimi trans sau grăsimi saturate și consumarea unor alimente pe bază de fibre alimentare, cereale, fructe, legume.

Hidroxi-metil-furfural ()

Hidroxi-metil-furfuralul HMF este un compus organic, produs prin deshidratarea zaharurilor. Este solubil în apă, fiind un derivat al furanului. HMF a fost identificat într-un număr mare de alimente procesare prin tratament termic, cum ar fi laptele, sucurile de fructe, băuturile alcoolice, mierea de albine etc. HMF nu este prezent în alimente proaspete, dar apare în alimentele care conțin zahăr, în timpul prelucrării culinare, cum ar fi deshidratarea sau gătitul (prin folosirea temperaturilor înalte). Alături de alți componenți, acest compus se formează în timpul reacției Maillard, cât și în timpul reacțiilor de caramelizare.

În alimentele ce conțin zahăr, HMF se produce de asemenea în ritm mai încet în timpul depozitării, iar condițiile de aciditate favorizează producerea sa. HMF poate fi întâlnit în cantități reduse în mierea de albine, sucurile de fructe sau laptele UHT. În cazul acestor tipuri de alimente, cât și în oțet, gemuri, băuturi alcoolice sau biscuiți, HMF este folosit drept un indicator al tratamentului termic excesiv, aplicat în scopuri tehnologice. În mod normal, în cazul mierii, HMF-ul ar trebui să fie prezent în cantități foarte reduse (maxim 15mg/kg), acesta reprezentând un indicator de calitate al produsului.

În funcție de parametri tehnologici de producție și depozitare, nivelurile acestui compus în alimente variază. Cafeaua este produsul în care s-au identificat cantități destul de ridicate din acest compus. HMF este un component natural al alimentelor supuse tratamentului termic, însă este de obicei prezent în cantități reduse. Este prezent și în fumul de țigară. În trecut acest compus a fost utilizat în produsele alimentare ca un aromatizant, însă această practică este interzisă în prezent în Europa. Teste efectuate pe animale de laborator, au demonstrat o potențială toxicitate, cât și carcinogenicitatea HMF. În cazul oamenilor, nu au fost făcute însă corelații între ingestia HMF și apariția unor boli.

Afumarea

Afumarea este o metodă de conservare a produselor alimentare, ce se bazează pe acțiunea unor substanțe din fum. Fumul se obține prin arderea incompletă a lemnului rezultând un complex de substanțe: dioxid de carbon, hidrogen, metan, acizii acetic, furanic, formic, alcooli metilic, etilic, izoamilic, cetone, metilcetone, fenoli, polifenoli, gudroane și hidrocarburi aromatic.

De regulă, fumul obținut prin arderea directă determină suspensionarea în cantități mari a hidrocarburilor aromatice cu masă moleculară mare, care au cel mai ridicat risc cancerigen. O variantă de evitare a acestui potențial risc pentru sănătate este folosirea tehnicii de afumare cu lichid de fum, prin folosirea unui distilat (lichid de fum), obținut prin hidroliza uscată a lemnului de esență tare, urmată de distilarea fracționată.

Microundele

Unele studii au determinat faptul că tratarea alimentelor cu microunde determină modificări majore în structura produsului, mai ales asupra proteinelor, prin inversarea nucleotidelor. În urma acestui tratament, produsul devine un balast, deoarece componentele majore ale produsului, proteinele, devin neutilizabile.

  • Facebook
  • Twitter
  • Google+

Abonează-te la articolele noastre!

Dacă îți plac articolele noastre și ți se par utile, te poți abona gratis introducând numele dvs. și adresa de e-mail!

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.