Voedselcontaminatie door processing en bewaring: de cases van acrylamide en vetzuuroxidatie Bruno De Meulenaer Vakgroep Voedselveiligheid en Voedselkwaliteit nutrifdchem groep Universiteit Gent
Inhoud procescontaminanten acrylamide lipide-oxidatieproducten
Procescontaminanten vs andere contaminanten vs andere chemische gevaren in levensmiddelen bereiding van voedsel - dilemma tal van voorbeelden acrylamide en lipide-oxidatie verbindingen
Acrylamide toevallig in 2002 voor eerst ontdekt in levensmiddelen vermoedelijk humaan carcinogeen maar aanwezig in tal van levensmiddelen!
Hoe komt acrylamide in levensmiddelen? het wordt gevormd tijdens bereiding banale reactie tussen aminozuren (eiwitcomponent) en suikers Maillard reactie
Hoe komt acrylamide in levensmiddelen? het wordt gevormd tijdens bereiding banale reactie tussen aminozuren (eiwitcomponent) en suikers Maillard reactie cruciale reactie voor aroma- en kleurvorming in levensmiddelen
Eiwitten vs vrije aminozuren
Hoe komt acrylamide in levensmiddelen? vrij asparagine is belangrijkste acrylamide precursor H 2 N NH 2 asparagine H H 2 N acrylamide ook reducerende suikers nodig (glucose, fructose)
Gevoelige levensmiddelen aardappelproducten graanproducten koffie chocolade in deze lezing: focus op aardappelproducten-friet blootstelling kan aanzienlijk zijn: UK 40% van frieten, 67 % van aardappelproducten! in EU belangrijkste blootstellingsbron
Voedselveiligheidsrisico blootstelling houdt een risico in voor neoplastische effecten (m.a.w. kanker) maar epidemiologische associatie niet aangetoond naar andere effecten geen risico
Er moet iets gebeuren en er gebeurt iets evolutie in chips (B) FAVV, Wet. Com, 2014
Er moet iets gebeuren en er gebeurt iets evolutie in frieten (B) FAVV, Wet. Com, 2014
Acrylamide toolbox
Acrylamide toolbox ketenbenadering is cruciaal! agronomie bewaring verwerking (proces, recept) finale bereiding het is niet enkel de agro-voedingsindustrie!... ook de consument
Acrylamide toolbox eindproductkenmerken: instructies kleur! baktemperatuur (max 175 ) baktijd horeca/thuis
Acrylamide toolbox verwerking Vinci et al., 2011
Acrylamide toolbox bewaring-selectie aardappelen De Wilde et al., 2005
Acrylamide toolbox selectie aardappelen
verstap naar oxidatie
Lipide-oxidatie spontaan proces duale rol voornaamste oorzaak chemisch bederf van levensmiddelen
Lipide-oxidatie - verloop H lipid oxidation target R R R 3 2 1 2 LH photoxidation R R H H L R R hydroperoxides (primary oxidation products)
Lipide-oxidatie - verloop H hydroperoxide decomposition R H R R secondary oxidation products (typically "carbonyl" compounds) R R voedselveiligheidsrisico!
Lipide-oxidatie - verloop induction time modified from Frankel, 2012
Klassieke parameters oliën en vetten: peroxidegetal p-anisinegetal specifieke vluchtige oxidatieproducten (vb. hexanal) meer complexe levensmiddelen specifieke vluchtige oxidatieproducten malondialdehyde H H
Probleem discrepantie tussen metingen en sensorische waarneming we zijn gevoeliger? meten we wel de juiste componenten? reageren ze bijvoorbeeld niet weg?
een voorbeeld : (E)-2-butenal H vorming in frituurolie uit ω-3 vetzuren Papastergiadis wzareck et al, et 2010, al., 2011 2014
een voorbeeld : (E)-2-butenal vorming tijdens frituren van vlees verlies in levensmiddel door chemische reacties? Papastergiadis wzareck et al, et 2010, al., 2011 2014
Chemische reacties van reactieve oxidatieproducten :Nu Nu R H R H H H H H H H Nu H :Nu :Nu = DNA, proteins, enzymes,... reactieve carbonylen
Gedrag van malonaldehyde Vandemoortele and De wzareck Meulenaer et al, et 2010, al, 2015 2011
Malondialdehyde een aantal onverwachte bevindingen! tot 85% verlies! Vandemoortele and De wzareck Meulenaer et al, et 2010, al, 2015 2011
Malondialdehyde een aantal onverwachte bevindingen! tot 70% verlies tot 80% verlies wzareck et al, 2010, 2011 Vandemoortele and De Meulenaer et al, 2015
Malondialdehyde een aantal onverwachte bevindingen! wzareck et al, 2010, 2011 Vandemoortele and De Meulenaer et al, 2015
Aantal bedenkingen ivm malondialdehyde betrouwbaarheid als oxidatieparameter? vorming van adducten met o.a. eiwitten hoe gedragen deze adducten zich in het lichaam?
Epoxyvetzuren H hydroperoxide decomposition R H R R secondary oxidation products (typically "carbonyl" compounds) R R
Epoxyvetzuren weinig bestudeerde componenten vooral in frituurprocessen tot voor kort weinig performante analytiek
Epoxyvetzuren - analytiek extractie derivatisatie fractionatie GC analyse Mubiru et al., 2013
Epoxyvetzuurgehalte van verse oliën arachide olie: PV 1,5 meq/kg totaal epoxyvetzuurgehalte: 1140 µg/g zonnebloemolie : PV 2,2 meq/kg totaal epoxyvetzuurgehalte : 2010 µg/g frituurolie mengesel: PV 2,2 meq/kg totaal epoxyvetzuurgehalte : 892 µg/g onverwacht zeer hoge concentraties! Mubiru et al., 2013
Epoxyvetzuurgehalte van levensmiddelen boter : 115 µg/g speculoos: 47-75 µg/g mayonnaise: 32-45 µg/g koekje : 74 µg/g pinda s: 75-170 µg/g. ook hier onverwacht hoge concentraties! Mubiru et al., 2013
Besluiten procescontaminanten zijn grote uitdaging vorming is feitelijk onvermijdelijk acrylamide blijft een relevant probleem, niet enkel in aardappelproducten lipideoxidatieproducten geven niet altijd een betrouwbaar beeld misschien zijn andere lipideoxidatieproducten meer geschikt?
Bedanking Federale overheidsdienst Volksgezondheid, Veiligheid van de voedselketen en leefmilieu EU Welcome Fund Minstery of Education and Training, Vietnam Bijzonder nderzoeksfonds UGent UGent mybusinessmedia U!
Enkele plaatjes van Gent