Магистерска теза. Наслов на магистерскиот труд Безбедност на храната и хигиена во приватни домаќинства: Квантификација на токсините поврзани со производството
Јас сум магистерска теза Наслов на магистерскиот труд Безбедност на храна и хигиена во приватни домаќинства: Квантификација на токсини поврзани со производство Автор Мајкл Стајнингер, Bakk.rer.nat Посакувана академска диплома Магистер на науки (м-р) Виена, 2012 Број на студија според студиски лист: Област на студии според студиски лист: Супервизор: A 066 838 Магистерска програма во нутриционистички науки Асс-Проф. Д-р Петра Руст
I Содржина 1. Вовед и прашање. 1 2. Преглед на литературата. 4 2.1 Акриламид 4 2.1.1 Вовед и механизам на формирање. 4 2.1.2 Токсичност. 7 2.1.3 Изложеност на луѓето . 11 2.1.4 Проценка на ризик 15 2.2 Фуран . 17 2.2.1 Почеток и механизам на формирање 17 2.2.2 Токсичност 20 2.2.3 Изложеност на луѓето. 23 2.2.4 Проценка на ризик 27 2.3 Полициклични ароматични јаглеводороди. 28 2.3.1 Вовед и механизам на формирање . 28 2.3.2 Токсичност 30 2.3.3 Изложеност на луѓето . 33 2.3.4 Проценка на ризик 38 2.4 Транс-масни киселини . 40 2.4.1 Вовед и механизам на формирање 40 2.4.2 Ефекти врз здравјето 42 2.4.3 Изложеност на луѓето. 45 2.4.4 Проценка на ризик 47 3. Материјал и методи 49 3.1 Регрутирање на испитаници и испитаници . 49 3.2 Користена храна 51 3.3 Земање примероци вклучувајќи и користена опрема . 54 3.4 Користени методи 56 3.4.1 Систем за набervationудување 56 3.4.2 Прашалник. 57 3.5 Аналитички методи 58 3.5.1 LC/MS определување на акриламид 58
II 3.5.2 Определување GC/MS на фуран . 60 3.5.3 Определување на полициклични ароматични јаглеводороди со употреба на HPLC 62 3.5.4 Одредување на метил естри на масни киселини со употреба на GC-FID 64 3.6 Статистичка постапка. 65 4. Резултати и дискусија 66 4.1 нивоа на акриламид во пржени компири 66 4.2 нивоа на фуран во пржени компири . 77 4.3 Полициклични ароматични јаглеводороди во пржени компири и кокошки. 79 4.4 Нивоа на транс масни киселини. 87 4.5 Резултати од дополнителни истражувања. 90 4.6 Дискусија. 95 5. Заклучок. 107 6. Резиме 110 7. Резиме. 114 8. Библиографија. 117 9. CV. 134
III Список на слики Сл. 1 Механизам за формирање на акриламид. 5 Сл. 2 Структурна формула на фуран и дибензофуран. 17 Сл. 3 Тестови за нормална дистрибуција на измерените вредности на акриламидот Колмогоров-Смирнов и Шапиро-Вилк. 68 Сл. 4 QQ дијаграм на акриламид -Мерирани вредности (концентрации во μg/kg). 68 Сл. 5 Кутија за мерење на вредностите на акриламидот (во µg/kg) споредба помеѓу семејства и постари граѓани ) во крајниот производ. 70 Сл. 7 Кутија парче варен и неварен компир (пред пржење) и содржина на акриламид (во μg/kg) во крајниот производ. 73 Сл. 8 Boxplot Сорти компири и концентрација на акриламид во крајниот производ што се користи во студијата (во μg/kg). 75 Сл. 9 Масла/маснотии што се користат за подготовка на пилешко во проценти (сите домаќинства) 90 Сл. 10 Масла/маснотии што се користат за пржени компири во проценти (сите домаќинства). 91 Сл. 11 Истражување за видот на шпоретот во проценти (сите домаќинства) 92 Сл. 12 Складирање на маслата и маснотиите што се користеа за процесот на печење на пилешкото. 93 Сл. 13 Складирање на маслата и маснотиите што беа користени за печење Користени се компири 94
V Список на кратенки AGES Австриска агенција за здравје и безбедност на храна АЛАРА. Ниско колку што е разумно достижно ApoB. Аполипротеин Б BaP. Benzo (a) pyrene BfR Федерален институт за проценка на ризик BMDL 10.ознака доза пониска граница на доверба 10% - Пониска граница на доверба на референтната доза од 10% BMG . Федерално Министерство за здравство (Австрија) BVL. Федерална канцеларија за заштита на потрошувачи и безбедност на храна ЦИАА. Конфедерација на индустрии за храна и пијалоци на панелот CONTAM на Европската унија.Контаминанти во синџирот на исхрана ДА-Ц Германско друштво за исхрана, Австриско друштво за исхрана, Швајцарско друштво за истражување на исхраната, Швајцарско здружение за исхрана ДФГ . ДНК на Германската фондација за истражување. Деоксирибонуклеинска киселина DTU . Danmarks Tekniske Universitet (Дански технички универзитет) EC.Европска комисија EFSA Европски орган за безбедност на храна (Европски орган за безбедност на храна ЕПА . Американска агенција за заштита на животната средина ЕУ. Европската унија ФАО/СЗО Организација за храна и земјоделство на Обединетите нации/Свет Здравствена организација ФДА. Американска администрација за храна и лекови FFQ. Прашалник за фреквенција на храна
GC-FID. Детектор на јонизација на пламен-хроматографија GC-MS. Гасна хроматографија-масена спектрометрија GPC . Хроматографија за продирање на гел HDL. Липопротеински HPLC со висока густина HPLC со високи перформанси течна хроматографија IARC.Меѓународна агенција за истражување на рак IPCS.Меѓународна програма за хемиска безбедност ISTD. Внатрешен стандард JECFA. Заеднички експертски комитет на ФАО/СЗО за адитиви во храната (Заеднички експертски комитет на ФАО/СЗО за адитиви во храната) LB.Lower/Bound LC/MS . Течна хроматографија-масена спектрометрија LD 50. Просечна смртоносна доза (50%) LDL липопротеин со ниска густина MAK.Максимална концентрација на работното место MOE.Маргина на изложеност MW средна вредност NTP . Национална програма за токсикологија PAH . Полициклични ароматични јаглеводороди PAK полициклични ароматични јаглеводороди (= PAH) ppb делови на милијарда Q дијаграм. Квантило-квантилен дијаграм RP колона. Обратна фаза колона SCF . Научен комитет за храна СД. Стандардно отстапување SIM Избран мониторинг на јони SNFA Шведска национална администрација за храна SPE . Екстракција на цврста фаза ТФА транс-масни киселини TFS транс-масни киселини TNFα. Фактор на некроза на тумори-α UB. Горно-врзан VI
VII признанија Во овој момент би сакал да им се заблагодарам на сите што ме поддржаа во спроведувањето и подготовката на овој магистерски труд. Посебна благодарност упатувам на моите родители за нивната емотивна и финансиска поддршка во текот на целиот курс.
3 компири користеле масла и масти тестирани за појава на транс масни киселини. Целта тука е да се провери дали е надмината максималната вредност на 2g транс масни киселини во вкупните масти утврдени со регулативата на австриската транс масни киселини во одделни случаи и дали аналитички утврдените измерени вредности може да се претпостави дека претставуваат ризик за здравјето на луѓето.
5 Слика 1: Механизам на формирање на акриламид [Mottram et al., 2002; Стадлер и сор., 2004; Гранвогл и Шиберле, 2006]. Истражени и дискутирани други патеки на секундарна реакција за формирање на акриламид во храната, на пр. формирање на акриламид од акролеин, акрилна киселина и глутен од пченица. Се појавува формирање на акриламид од акролеин, во отсуство на аспарагин
6 играат улога особено во храна со многу маснотии [Јасухара и сор., 2003]. Акрилната киселина, која е формирана од акролеин, може да реагира со амонијак и со тоа да доведе до формирање на акриламид. Сепак, овој механизам не е поврзан со формирање на акриламид во пржени компири [Бекалски и сор., 2003; Јајлајан и сор., 2005]. Користејќи сув загреан и прочистен глутен од пченица, се покажа дека може да се појави значителен формирање на акриламид преку пиролиза на протеини [Клаус и сор., 2006]. Покрај тоа, акриламидот може да се генерира со деаминирање на 3-аминопропионамид (3-АПА), среден производ на реакцијата на Мејлард [Гранвогл и Шиберле, 2006].
19 најверојатно ќе развијат фуран. Овој проект исто така испитува дали домашните производи, подготвени со состојки што првично содржеле фуран, формирале дополнителен фуран за време на процесот на готвење. Меѓутоа, тука немаше зголемување на содржината на фуран за време на готвењето [ДТУ, 2009; ЕФСА, 2009 година]. Понатамошните истражувања за формирање на фуран кога храната се загрева покажуваат дека иако се формира кога се загрева, таа не се акумулира во контејнери без капаци. Од друга страна, фуранот се акумулира по можност во термички обработени конзерви со храна и конзервирана храна, бидејќи овие контејнери се затворени и се изложени на значителен термички стрес [Hasnip et al., 2006].
22 можни канцерогени ефекти кај луѓето. Мета-анализа дури укажува на обратна поврзаност помеѓу потрошувачката на кафе и хепатоцелуларните карциноми [Брави и сор., 2007]. Во овој случај, треба да се земе предвид дека кафето содржи голем број на хемиски соединенија за кои се смета дека имаат антиоксидантни и антиканцерогени својства [Cavin et al., 2002; Хигдон и Фреи, 2006]. Овие соединенија може да имаат незначително влијание врз развојот на рак [Бахија и Апел, 2010].
48 Навлегувањето се намалува во некои земји на ЕУ како резултат на новите технологии на производство [ЕФСА, 2004]. Во принцип, се користат четири можни технологии во прехранбената индустрија за да се намали содржината на транс-масни киселини што е можно повеќе. Овие вклучуваат модификација на процесот на хидрогенизација (модификација на притисок, температура, катализатор), ензимска трансстерификација (доведува до модификација на точката на топење и однесување на кристализација) и употреба на масла чии својства се подобрени (масла богати со олеинска киселина; масла со средна содржина олеинска киселина и масла со ниски концентрации на линоленска киселина) и употреба на фракции кои се богати со цврсти материи од природни масла, како што се масла од кокос, дланка и дланка [Дака и сор., 2011]. Во договор со извештајот на ЕФСА, други автори покажуваат дека нивото на транс масни киселини во некои производи се намалува, но некои групи на храна како што се печива, слатки, брза храна и пуканки од микробранова печка сè уште имаат релативно високи нивоа [ЕФСА, 2004; Кунт и сор., 2011; Ленер, 2007].
53 Само пресечете ја дадената храна и ставете ја во контејнер за салата, но од испитаниците беше побарано да не ја маринираат салатата со оцет или масло, бидејќи тоа може да доведе до проблеми со анализата во лабораториската анализа. Дозволено е солење, пиперување и зачинување на салатата со билки. Тест-лицата беа во можност да користат свои зачини за целиот процес на готвење, како компензација, пакет зачини и маслиново масло беа предадени по готвењето [Hoelzl et al., 2011].
57 3.4.2 Прашалник За време на втората домашна посета, на испитаниците им беше даден прашалник што треба да го пополнат, со цел да се процени однесувањето при справување со храната, како и недостатоците на знаење и опасностите во приватните домаќинства. Резултатите од набудувањата и прашалниците имаат за цел да покажат какви било разлики помеѓу информациите дадени од учесниците во студијата и реалното однесување [Hoelzl et al., 2011] Магистерскиот труд не влегува во детали за соодветните резултати и толкувањето на одговорите од учесниците во студијата [Мајерхофер, 2012].
59 (230g/L ацетат на цинк, 3% оцетна киселина) волуметриската колба повторно се наполни со вода. Екстрактот потоа се филтрираше преку преклопен филтер во чаша. Аналитот потоа беше идентификуван и квантифициран со употреба на LC/MS (единечен квадрат) [AGES, 2008; Хоелцл и сор., 2011].
61 Уредот фуран и d4-фуран се одредуваат во режим SIM/SCAN. Со помош на надворешно генерирана линија за калибрација, содржината на фуран беше утврдена со мерење на основната концентрација на примерокот. Добиениот резултат исто така беше потврден со дополнително утврдување на содржината на фуран во примерокот со два примеси [FDA, 2004; Години, 2008 година; Хоелцл и сор., 2011].
Додадени се 63 етанолен раствор на калиум хидроксид, 100 μL раствор на антрацен и 20 ml вода. Растворот се загрева до вриење под рефлуксно ладење. По жешка екстракција, долниот дел од смесата со содржаниот примерок беше пренесен во инка за одвојување и истресена со циклохексан. По фрлањето на долната фаза, екстрактот се миеше 6 пати со вода и органската фаза се филтрираше преку преклопен филтер во колба со тркалезно дно. По додавање на циклохексан и декан, смесата се концентрираше на ротационен испарувач, а добиениот остаток можеше да се пренесе во колба со нафтен етер и да се состави (= екстракт од примерок). После расчистување со употреба на колони за раздвојување на SPE, елуатот се концентрираше, потоа се додава 2 ml ацетонитрил, се концентрира повторно и се мери. Добиениот екстракт потоа се филтрира преку филтер за шприц (= раствор на примерок). Откривањето на полицикличните ароматични јаглеводороди беше извршено со помош на HPLC, при што 20 μL раствори за инјектирање и стандардните раствори беа разделени на RP колона и беа откриени со флуоресценција или УВ детектор [AGES, 2010; Хоелцл и сор., 2011].
Ако јадете 500гр пржени компири, ова би довело до значително големо внесување на акриламид. Ако пржени компири или помфрит се јадат често или ако храна богата со акриламид се консумира во големи количини, тогаш постои сериозен ризик по здравјето за овие луѓе, со оглед на пријавената вредност на МО од 50 (за високо изложени групи на луѓе) [EFSA, 2011 година; ФАО/СЗО, 2011]. При спроведувањето на оваа опсервациона студија, природно не беше можно да се забележат соодветните температури на пржење, што несомнено претставува ограничување на информативната вредност на резултатите, бидејќи развојот на температурата игра суштинска улога во формирањето на акриламид во храната [Stadler and Scholz, 2004; Стадлер и сор., 2002 година; Зизак и сор., 2003]. Сепак, оваа набудувачка студија треба да послужи за испитување на влијанието на индивидуалните практики на готвење, како што се компири подолго време или варење/не варење компири пред пржење, на концентрацијата на акриламид во крајниот производ. Времето на печење компири варено пред процесот на печење беше секако пократко во просек од оние пред процесот на печење-
106 може да се искористи прашалник за да се процени дали има сознанија за опасностите од токсините поврзани со производството [Mayerhofer, 2012]. Изгледи Бидејќи во оваа студија се готви само еден оброк, тешко е можно да се извлечат заклучоци за вистинската изложеност со храна од измерените вредности утврдени за акриламид, фуран, полициклични ароматични јаглеводороди и транс масни киселини. Употребата на прашалник за фреквенција на храна (FFQ) би била соодветна за да се обезбедат попрецизни информации за изложеноста на луѓето преку проголтана храна или да се утврди дали одредени учесници во студијата се особено изложени на ризик од високи концентрации на овие соединенија со дневните Проголтување храна. Друга можност за евидентирање на количината на овие токсини проголтани од човекот би била био-мониторингот на човекот, инструмент кој се смета за идеален за соодветно управување со ризик или соодветна проценка на ризик на хемиски супстанции [Angerer et al., 2007].
109 Како резултат, тука нема компаративни вредности за да може да се извлечат значајни заклучоци во однос на ризичните производи. Ниту пржените примероци од компир ниту примероците масло и маснотии не покажаа вознемирувачки резултати од транс-маснотии. Сите примероци добија трансцентрација на масни киселини од 2 g TFS во вкупна маст. Затоа, сите примероци беа под максималната вредност на максимум 2% транс масни киселини во вкупните маснотии наведени во австриската регулатива за транс масни киселини [BMG, 2009]. Сумирајќи, може да се наведе дека подготовката на пржени компири во приватни домаќинства може да произведе високи концентрации на акриламид во некои случаи. Ако се земе предвид просечната вредност и просечната (98,5 μg/kg) концентрација на акриламид, сепак, мора да се утврди дека во просек нема алармантни вредности и затоа не се потребни задолжителни мерки за минимизирање. Овој факт се должи, меѓу другото, и на фактот дека не се забележани силно јагленисани пржени компири во ниту едно од испитаните приватни домаќинства. Содржината на фуран и транс масни киселини во пржениот компир не претставува ризик по здравјето, а исто така и во мастите и маслата
113 станува поважен. Некои животински и растителни масти/масла содржат многу високи концентрации на PAH (бензо (а) пирен, хризен, бенз (а) антрацен, бензо (б) флуорантен) и затоа се класифицирани како опасни по здравјето. Покрај тоа, не може да се дадат информации за особено проблематичните масла и масти, бидејќи и животинските масти (путер) и растителните масла како семе од репка и маслиново масло понекогаш имаат високи концентрации (> 10 μg/kg за групата PAH4) на PAH.