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烘焙食品中的丙烯酰胺,定时炸弹 or 新机遇?

    消费者对于食品健康观念日益增强,对于食品安全问题也越来越敏感和关注。近些年,人们常常听到“丙烯酰胺”这个词,以及由它引起的健康风险问题。那么,人们最初是怎么发现“丙烯酰胺”对健康的影响呢?

    丙烯酰胺在食品中是如何形成的?各国在降低食品中的丙烯酰胺方面又制定了怎样的法规条例?又有哪些有效措施可以帮助我们减少丙烯酰胺的食品暴露?

   来自帝斯曼食品配料科技事业部科学事务负责人潘玉博士在Foodaily每日食品网主办的“2019全球食品&饮料创新品鉴(FBIC)”活动中与我们分享了她的一些看法与观点。

   阅读看点:

  • 一项发现:人们是如何发现了食品中的丙烯酰胺?消费者们对此又持有怎样的态度?

  • 一纸官宣:各地相关法规条例如何规定食品中丙烯酰胺的含量?

  • 一探究竟:食品中丙烯酰胺的形成机制以丙烯酰胺对及各类人群的暴露风险是怎样的?

  • 一招制胜:通过几个成功案例来探讨如何快速有效减少食品中的丙烯酰胺。

    1、一项发现:

   从人们日常的食物中发现了“致癌”的丙烯酰胺,不仅引发了社会的高度关注,也引起相关食品市场的波动

   20世纪90年代末,瑞典斯德哥尔摩大学Tornqvist教授和她的团队,在研究隧道建筑工程中使用的化合物丙烯酰胺对工人的健康影响的时候,发现对照组(未接触建筑用丙烯酰胺)人群的血液中也含有很高的丙烯酰胺。 通过一系列验证,确认他们血液中的丙烯酰胺是来自于他们的饮食。

    2002年,这一发现被发表在《农业与食品化学》杂志上。同年,瑞典国家食品管理局(NFA)召开了一场有欧洲各地150名记者参加的新闻发布会,向公众公布了这一发现。

    随即欧洲各个媒体报道了此次新闻发布会。英国BBC发表了以“面包和饼干含有致癌物质”为题目的新闻,并引用了NFA的高级官员Leif Busk博士的原话“我在这个领域工作30年,从未见到这样的事情。“

    毫无疑问,丙烯酰胺在人类的主要食物中被发现的确轰动了当时的社会。也直接影响了相关食品行业。新闻发布会结束后一周,瑞士一著名薯片厂商的股票下跌了15%,全国薯片的销售量下降了40%,薄脆饼干的销售下降了5%。其他国家也有类似的影响。

    时间轴再拉近一些,2018年3月,美国加州一法院判定,根据加州65号法案,零售咖啡商必须警告消费者咖啡产品中含有疑似致癌物的丙烯酰胺。同年4月,“丙烯酰胺”一词在中国的百度上也成为“热搜”词汇。

    2019年初,香港消费者委员会发布57款糕饼类产品的安全性检测报告,列出了三项最有可能影响人体健康的物质,丙烯酰胺就位列其中。当即,报告中提及的部分流行休闲食品品牌的销售业绩明显下滑,甚至有的厂家为了避免进一步的负面影响,直接下柜自家产品。

    由此可见,食品安全问题不仅关系到消费者的身体健康,也直接影响到生产厂家品牌的信誉。2018年,帝斯曼就欧美消费者对丙烯酰胺的态度做了调查。结果发现,无论消费者之前是否知道丙烯酰胺,一旦他们了解到了丙烯酰胺潜在的健康风险之后,70%的消费者都对丙烯酰胺表示了担忧。另外,50%消费者希望食品生产商能提供一个丙烯酰胺含量少、更加安全健康的食品,并且希望监督机构能够制定出更有效的法规,从而能够更好的控制食品中丙烯酰胺的含量。

    2、一纸官宣:

    欧盟率先出台相关法规条例

    其他国家也紧跟其步伐

    早在1991年,丙烯酰胺就被欧盟评定为‘具有遗传毒性的致癌物质’。对于这类物质,欧盟规定需要采取‘ALARA’的原则,在可实现的程度上最小化。在这原则指导下,欧盟近些年不断出台越来越严格的法规以降低食品中丙烯酰胺含量。

    2017年底,欧盟颁布了降低食品中丙烯酰胺含量的法规,强制使用基准水平值(Benchmark levels)监测和控制食品中丙烯酰胺的含量。该法规于2018年4月开始生效。目前,欧盟正在讨论对于婴幼儿食品应设定丙烯酰胺含量最大值(maximum levels),这将大大增强其法律效应。下图是欧盟的法规里所提到的四大类食品的丙烯酰胺基准水平值。

    在中国,2017年,中国食药总局公布了世界卫生组织国际癌症研究机构致癌物清单,其中丙烯酰胺是2A类致癌物质。由于媒体的宣传,消费者对于薯条、薯片,油炸食品含有丙烯酰胺的认知度也在逐渐地提升。

    3、一探究竟:

    丙烯酰胺形成机制复杂

    不同人群暴露风险各异

   ▎食品中为何会有丙烯酰胺?

   丙烯酰胺的形成需要两个因素:外因和内因。

    外因是热加工,比如,烘焙、油炸等超过120度的热加工。内因则是含有丙烯酰胺的前体物质,还原糖和游离的天冬酰胺。马铃薯、谷物、小麦粉、玉米粉等原料含有较高浓度的游离天冬酰胺,在高温的作用下,发生美拉德反应,导致丙烯酰胺的产生。

    ▎丙烯酰胺毒性和致癌性

    大量动物和临床实验证明了丙烯酰胺具有毒性和致癌性。大量流行病学研究也表明丙烯酰胺饮食摄入与癌症以及肿瘤发生是有正相关的关系。

    正因为丙烯酰胺具有这些健康方面的风险,欧盟、WHO,以及美国一些发达国家对丙烯酰胺风险持续进行风险评估。欧盟对丙烯酰胺进行了大样本量的风险评估,为其在法规的改善提供了一手的资料。

    ▎中国丙烯酰胺食物暴露情况

    中国风险评估中心和地方的疾控中心对于中国居民的丙烯酰胺食品暴露情况也做了一些研究。上图第一篇SCI文章是对于9个省份的144个食品进行了评估,得到的结论是:平均膳食摄入量的MOE(margins of Exposure)值分别为1069和621,高膳食摄入量MOE分别是633和367,(对于丙烯酰胺这类具有遗传毒性的致癌物质来说,MOE小于1万即表示有健康风险,MOE越小则风险就越大);2007年普通人群平均和P95暴露量分别为0.285个0.490μg/kg体重/天;与2000年结果相比,2007年丙烯酰胺平均暴露量增加了53%。因此,作者认为:对于中国居民来说,丙烯酰胺的食品暴露对我们健康是存在着风险。

    第二篇SCI文章的作者检测了105种食品中丙烯酰胺含量,发现食品中丙烯酰胺含量差异很大;丙烯酰胺检出率为94.3%,范围从10到3649μg/kg,平均为231μg/kg。其中一种薯片产品竟含有3649μg/kg丙烯酰胺。这是什么概念? 如果一名5岁20公斤重的小朋友吃了一小包50g的这种薯片,他/她的丙烯酰胺暴露值会达到9.1μg/kg体重/天,是成年人平均暴露值(0.285μg/kg体重/天)的30倍。小朋友特别喜爱零食,因此他们比成年人更容易摄入过多的丙烯酰胺。

    一份来自波兰针对6到12个月婴幼儿的研究指出婴幼儿丙烯酰胺食物暴露量比波兰总人口的暴露高十几倍甚至几十倍。另外一篇对于土耳其1-3岁的幼儿的研究发现,这个年龄段的幼儿的暴露量平均值是成年人暴露量的3-5倍。婴幼儿和儿童的体重比较轻,肝脏解毒能力比较差,因此丙烯酰胺的食物暴露对他们健康会带来很大的影响。

    4、一招制胜:

    避开定时炸弹,轻松应对丙烯酰胺难题

    针对丙烯酰胺的形成机制,欧盟的FoodDrinkEurope推荐了多种控制丙烯酰胺的方法:使用天冬酰胺酶、控制生产过程和加工条件、替换原料、添加原料以及优化农作方法。

   使用帝斯曼的PreventASe 天冬酰胺酶可以不改变配方和加工工艺的情况下,将产丙烯酰胺的前体物质——天冬酰胺转化成天冬氨酸,从而从源头阻断丙烯酰胺的形成。在降低食品中丙烯酰胺的含量的同时,天冬酰胺酶还可以确保食品依然美味,并且对口感、外观和结构都不会产生影响。

    天冬酰胺酶PreventASe 可以有效的应用在广泛的烘焙产品中。 帝斯曼2018年最新上市了PreventASe XR,可以更好应用在偏碱性条件下,进一步扩大了帝斯曼的天冬酰胺酶系列产品的适用范围,有效帮助食品生产商彻底解除消费者的后顾之忧。也因此荣获了2018年荣格技术创新奖。

    ▎天冬酰胺酶的应用案例:

   (1)婴幼儿食品

    PreventASe XR 推荐剂量100-500ppm(以谷物基计算),可以减少婴幼儿谷物辅食中80%的丙烯酰胺。婴幼儿饼干,尤其是由全麦粉制成或者含有添加还原糖的幼儿饼干,可以通过PreventASe 添加使用可以降低60%的丙烯酰胺。

    (2)零食

     PreventASe 可以很大程度上减少薯片和脆饼干中的天冬酰胺,降低近95%的丙烯酰胺。

    对于炸薯条这类需要热烫工序的食品,如果使用PreventASe (依据加工工艺不同,推荐添加量200-2000ppm),可以进一步减少60%丙烯酰胺。

    我们还是以薯片为例。利用PreventASe 可以减低薯片零食中高达95%的丙烯酰胺含量,也就是说,一包约含有3649μg/kg丙烯酰胺的薯片如果在生产过程中使用了PreventASe ,其丙烯酰胺含量最低可降至180 μg/kg,远远小于欧盟对于薯片规定的基准值750μg/kg;接近婴幼儿和儿童饼干和面包片的基准值150μg/kg。利用酶制剂,我们可以帮助食品生产商轻轻松松地让每一位消费者都能够乐享零食带来的美味和欢乐。

     总而言之,在烘焙食品以及婴幼儿食品方面,控制食品中丙烯酰胺的含量将会是未来的发展趋势所在。

     除了PreventASe 之外,帝斯曼还有很多跟烘焙和其他食品行业有关的酶制剂,发酵菌种和益生菌,凭借着经验丰富的研发和技术团队以及对全球食品市场的洞察能力,我们可以帮助客户更好地去预见市场发展、提高研发创新能力,从而树立更有影响力的品牌。


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