Akrylamid

Akrylamid je průmyslový monomer, který je komerčně využívaný od roku 1950. Patří mezi substituované nenasycené uhlovodíky, které byly testovány z důvodu karcinogenity na pokusných zvířatech na počátku 1970. Na počátku 90. let minulého století byl akrylamid vyráběn ve velkém množství každoročně v Japonsku, v USA a v Evropě. Polyakrylamid vyrobený z akrylamidu se především využívá jako flokulant během čištění odpadních vod. V roce 1994 byl akrylamid klasifikován Mezinárodní agenturou pro výzkum rakoviny (IARC – International Agency for Research on Cancer) jako pravděpodobný lidský karcinogen a zařazen do skupiny 2A. V roce 2002 švédský Národní výbor pro potraviny a vědci ze Stockholmské univerzity zveřejnili výsledky o obsahu akrylamidu v tepelně zpracovaných potravinách.[4][5]

Akrylamid je používán v papírenském, stavebním, metalurgickém nebo textilním průmyslu, které také mohou být zdrojem znečištění životního prostředí. Je běžnou součástí cigaretového kouře a vzniká také jako nežádoucí produkt při tepelné úpravě potravin. Je základem polyakrylamidového gelu využívaného pro dělení proteinů v molekulární biologii. Monomer akrylamidu je využívaný jako tmel při výstavbě tunelů a přehrad. Polyakrylamid vyrobený z akrylamidu se především využívá jako flokulant během čištění odpadních vod.

Akrylamid působí negativně na nervový systém, může způsobit malátnost, halucinace nebo necitlivost periferních částí těla a ataxie. Je klasifikován IARC jako pravděpodobný karcinogen pro člověka (kategorie 2A). Je také prokázaný mutagen, a pro tyto nebezpečné vlastnosti byl v březnu 2010 zařazen Evropskou agenturou pro chemické látky na seznam látek vzbuzujících mimořádné obavy.[6] Zbytkový monomer akrylamidu je sledován kvůli svým nežádoucím účinkům v pitné vodě s limitem 0,1 μg/l (platí i v EU).

Cesty vstupu: experimentálně rakovinu navozující cesty expozice u potkanů a myší zahrnují podávání akrylamidu v pitné vodě, intraperitoneální injekce a lokální aplikace. U lidí se dostává během každodenní činnosti a práce přes kůži, sliznice, plícemi a trávicím traktem. Primární profesní expozice zahrnuje kontakt s kůží a vstup prostřednictvím inhalovaného prachu a par.[2]

Akrylamid vzniká při tepelném zpracování (smažení, pečení, pražení) potravin bohatých na škrob, jako jsou například brambůrky, hranolky, cereálie, kůrky pečiva, nebo pražená káva. Dále můžeme akrylamid najít například i v pitné vodě a cigaretách.

Akrylamid vzniká Maillardovou reakcí, což je reakce aminokyselin s redukujícími sacharidy. Konkrétně se jedná o reakci aminokyseliny asparaginu s glukózou. Ke vzniku dochází při teplotě vyšší než 120 °C. Při této reakci dále vznikají důležité senzoricky žádoucí sloučeniny, které dodávají produktům charakteristické zbarvení, chuť a vůni. [7]

Tvorba akrylamidu a jeho množství v potravině však závisí na mnoha faktorech, především na složení potraviny, teplotě a době úpravy, způsobu skladování či pH.[7]

Doporučuje se při tepelném zpracování potravin používat nižší teplota úpravy po delší dobu, tak, aby finální výrobky měly světlou, zlatavou barvu.[8]

Na celkové riziko negativního účinku akrylamidu na lidský organismus pak má vliv jak technologie přípravy pokrmů, tak zkonzumované množství a samozřejmě další složky stravy, například zelenina a ovoce.

Pro člověka je zdraví ohrožující dávka 16 µg/kg tělesné hmotnosti/den. Bramborové lupínky obsahují 980 µg AA/kg, hranolky 410 µg AA/kg a pečený chléb 160 µg AA/kg potraviny. Nejvíce se na denním příjmu podílejí smažené hranolky (16–30 %), bramborové lupínky (6–46 %), káva (13–39 %) a chléb (10–30 %).[3] 

Obsah akrylamidu v potravinách lze během přípravy snížit. Mezi doporučení patří snížení teploty během přípravy. Při pečení v troubě s cirkulací vzduchu by měly dosahovat maxima 180 °C, bez cirkulace 200 °C a ve fritéze by teplota neměla překročit 175 °C. Dále by se při opékání měla sledovat barva na povrchu potravin, aby nebyla příliš tmavá, naopak by měla dosahovat zlatohnědého odstínu.[3]

Potraviny nejsou jediným zdrojem expozice akrylamidu. Je totiž obsažen v tabákovém kouři, jedna cigareta obsahuje 679,3 ng akrylamidu.[9][10] U kuřáků je kouř z cigaret významnějším zdrojem než potraviny, riziko představuje ale i pro nekuřáky prostřednictvím pasivního kouření.[10]

Hlavní mechanismus vzniku akrylamidu v potravinách je Maillardova reakce mezi redukujícími sacharidy a asparaginem.  Ve skutečnosti nejen redukující sacharidy, ale také karbonylové sloučeniny mohou hrát roli v tvorbě akrylamidu. Existují i jiné cesty nevyžadující asparagin jako je akrolein a kyselina akrylová.[11] Maillardova reakce je v mnoha procesech tepelné úpravy potravin převládající chemický proces určující barvu, chuť a texturu tepelně upravovaných potravin. Samotný proces vaření, pečení, smažení a ohřívání v mikrovlnné troubě stejně jako teplota úpravy mají omezený vliv na konečný obsah akrylamidu. Klíčovou roli při vzniku akrylamidu zde hraje kombinace teploty a doba ohřevu, na kterou je výrobek vystaven. Dále při vzniku akrylamidu v potravině hraje roli aktivita vody (0,3–0,7), pH (9–10) a způsob skladování dané potraviny. U některých typů produktů bylo zjištěno, že akrylamid se během skladování snižuje. Tento jev byl pozorován u balené pražené kávy.

Proces snížování tvorby akrylamidu může mít vliv na výživovou kvalitu (např. snížená biologická dostupnost živin, změna chuti a struktury) a bezpečnost potravin (např. nedostatečné snížení mikrobiální zátěže, rozklad přírodních toxinů nebo neúmyslné tvorby jiných nežádoucích látek). Proces snižování akrylamidu může také vést ke ztrátě užitečných sloučenin, o kterých je známo, že mají ochranné zdravotní účinky, např. antioxidanty. Smažení brambor při nižších teplotách po delší dobu přispívá ke snižování obsahu akrylamidu, smažení však vyžaduje delší dobu, což přispívá ke zvýšení obsahu tuku v konečném výrobku. Nadměrné blanšírování má za následek ztrátu minerálních látek a vitaminů. Obsah akrylamidu v potravinách lze snížit také použitím bílé mouky místo mouky celozrnné. Dále výměna kypřícího prášku hydrogenuhličitanu amonného za hydrogenuhličitan sodný pomáhá snižovat obsah akrylamidu, ale zvyšuje se tímto obsah sodíku ve výsledném produktu. Zvýšený příjem sodíku zvyšuje potenciální riziko kardiovaskulárního onemocnění, které převyšuje riziko expozice akrylamidu.[12] Je tedy nutné při uvažování o snižování akrylamidu v potravinách porovnat výhody i nevýhody.

Při snižování akrylamidu ve vybraných produktech je potřeba se zaměřit na suroviny, přidávané složky, zpracování potravin a jejich tepelnou úpravu. V následujících odstavcích budou uvedené rady pro snižování akrylamidu v potravinách zaměřené hlavně na spotřebitele.

Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC) klasifikuje akrylamid jako látku pravděpodobně karcinogenní pro člověka (kategorie 2A).[15] U potkanů a myší byl v laboratorních podmínkách akrylamid spojen s výskytem nádoru nadledvin, mezoteliomu ve varlatech, adenomu v hypofýze a prsní žláze, adenokarcinomů klitorisu, dělohy a štítné žlázy, karcinomu kůže a adenomu plic.[2]

I když výzkumy nepotvrzují přímou spojitost akrylamidu s rakovinou u člověka, tak akrylamid je prokázaným neurotoxinem. V závislosti na dávce a expozici může poškodit samčí pohlavní žlázy, kůži i oči. Dále může díky nadměrnému příjmu akrylamidu dochází k inkontinenci moči, necitlivosti a oslabení v nohou, rukou a podráždění  sliznic. Běžné symptomy při nadměrné expozici akrylamidu v pracovním prostředí jsou podle Národní ústavu pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH) podráždění oči a kůže, ataxie, necitlivost končetin, parestézie, svalová slabost, pocení rukou, malátnost, ospalost a účinky na reprodukci. Akrylamid je dle Institutu potenciální profesní karcinogen.[2]

• Galerie Akrylamid na Wikimedia Commons
• Obrázky, zvuky či videa k tématu Akrylamid na Wikimedia Commons
• (anglicky) The New York Times: California Wants to Serve a Warning With Fries
• (anglicky) IARC Monograph: Acrylamide
• (anglicky) WHO: Acrylamde