SK50192007A3 - Spôsob znižovania obsahu akrylamidu v zemiakovýchpotravinárskych výrobkoch pripravovaných tepelnouúpravou - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu znižovania obsahu akrylamidu v zemiakových potravinárskych výrobkoch pripravovaných tepelnou úpravou

Doterajší stav techniky

Zemiaky patria medzi základné potraviny používané ako súčasť jedla alebo ako surovina na výrobu výrobkov zo zemiakov, ako je napr. hranolky, lupienky zemiaková kaša, zemiakové cesto, zemiakové krokety a pod. Veľký význam má najmä priemyselná veľkovýroba zemiakových hranolkov a lupienkov, ale i ostatných produktov na báze zemiakov, ktorých spotreba neustále stúpa a to nie len v SR, ale aj vo svete.

V posledných rokoch bolo zistené, že pri teplote nad 120 °C v prítomnosti zložiek, ktoré obsahujú zemiaky, dochádza k vzniku nebezpečnej látky - akrylamidu. Jeho toxicita je potvrdená niekoľkými štúdiami, pričom je známy jeho genotoxický, ale najmä karcinogénny vplyv, a to už od príjmu 0,30 mg akrylamidu na kg telesnej hmotnosti denne. Podľa odhadov FAO/WHO Joint Committee on Food Additives (JECFA) z roku 2005 sa priemerný denný príjem z potravín pohybuje v rozmedzí 0,001 až 0,004 mg akrylamidu na kg telesnej hmotnosti denne. Najväčším zdrojom príjmu akrylamidu sú nasledujúce potraviny: zemiakové hranolky (16-30 %), zemiakové lupienky (6 - 46 %), káva (13 - 39 %), pečivo a keksy (10 - 20 %) a chlieb a hrianky (10 - 30 %). Priemerný obsah akrylamidu v niektorých výrobkoch pripravovaných na zemiakovej a cereálnej báze tepelnou úpravou pri vysokej teplote a v káve a denná expozícia pri uvedenej priemernej dennej spotrebe je nasledovná:

Porcia (g)	Potravina	Akrylamid	Počet porcií/deň	Expozícia (pg/deň)
Pg/kg	Pg
100	káva	20	2	4	8
150	chlieb	30	4,5	1	4,5
100	cestoviny	10	1	0,8	0,8
30	sucháre, hrianky	400	12	1	12
50	muesli	300	15	1	15

250	placky	2000	500	03	150
200	hranolky	500	100	0,7	70
100	lupienky	800	80	0,5	40
100	keksy	600	60	0,5	30

Z uvedeného prehľadu vyplýva, že práve zemiakové produkty patria medzi potraviny s vysokým obsahom akrylamidu a zároveň prispievajú podstatnou mierou k expozícii ľudského organizmu akrylamidom zo stravy. Keďže sa akrylamid vyskytuje v potravinách dennej spotreby a j eho expozícii je vystavená väčšina spotrebiteľov, problematika zníženia príjmu akrylamidu je v popredí záujmu všetkých svetových, európskych i národných inštitúcií zodpovedajúcich za bezpečnosť potravín. Aj keď doteraz nie sú limity príjmu akrylamidu medzinárodne legislatívne upravené, aktivita medzinárodných organizácií a výborov Európskej komisie zodpovedných za sledovanie kontaminantov v potravinách a bezpečnosť potravín je v tomto smere očividná.

Na zníženie obsahu akrylamidu v potravinách sú skúmané viaceré spôsoby vyplývajúce z poznania mechanizmu vzniku a eliminácie akrylamidu v tepelne upravených potravinách. Z doterajších poznatkov je známe, že akrylamid vzniká v priebehu Maillardovej reakcie, pričom hlavnými prekurzormi sú neesenciálna aminokyselina asparagín a redukujúce sacharidy (glukóza, fruktóza a pod). Tieto prekurzory sú bežne prítomné v surových zemiakoch, a to v relatívne vysokom obsahu. V zemiakoch tvorí asparagín asi 0,2-3,9 %, čo predstavuje asi 38 - 40 % z celkového obsahu voľných aminokyselín. Priemerné zloženie sacharidov v surových zemiakoch je nasledovné: glukóza 0,6 - 2,2 %, fruktóza 0,02 - 0,12 %, sacharóza 0,3 - 0,6 %. Škrob tvorí priemerne 17 %, voda asi 76 % hmotnosti surových zemiakov.

Zemiaky majú vysoký obsah asparagínu, pričom jeho obsah je relatívne konštantný. Preto sa ako významný krok javí použitie enzýmu L-asparaginázy, ktorým sa asparagín odbúra, čím sa zamedzí tvorbe akrylamidu z asparagínu počas tepelných procesov prípravy stravy. Iný spôsob znižovania akrylamidu je založený na inhibícií tvorby akrylamidu pomocou prídavku aminokyselín, resp. iných organických kyselín, alebo jeho eliminácia môže byť dosiahnutá prídavkom chemických látok, ktoré vstupujú do prebiehajúcich reakcií a spôsobujú zánik akrylamidu počas výrobného procesu.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značnej miery odstraňuje spôsob znižovania obsahu akrylamidu v zemiakových potravinárskych výrobkoch pripravovaných tepelnou úpravou podľa tohto vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že surovina na výrobu zemiakových potravinárskych výrobkov sa pred tepelnou úpravou uvedie do styku s hexakyanoželeznatanom draselným a/alebo j odičnanom draselným.

Znižovanie obsahu akrylamidu v smažených zemiakových výrobkoch spočíva v aplikácii chemických zlúčenín vo forme ich vodných roztokov na povrch alebo do celého objemu suroviny, pričom tieto zlúčeniny následne počas tepelných procesov výroby spôsobujú elimináciu akrylamidu. Bolo zistené, že tieto chemické zlúčeniny - hexakyanoželeznatan draselný K4[Fe(CN)é] a jodičnan draselný KIO3 - majú významný účinok tým, že vyvolávajú polymerizáciu vzniknutého akrylamidu za tvorby netoxického a biologicky neaktívneho polyakrylamidu.

Surovina na výrobu zemiakových potravinárskych výrobkov, ktorá sa pred tepelnou úpravou uvedie do styku s hexakyanoželeznatanom draselným a/alebo j odičnanom draselným môže byť mokrá zemiaková hmota, suchá zemiaková hmota, suchá zemiaková zmes, alebo mokrá zemiaková zmes. Pod zemiakovou hmotou sa rozumie hmota zo zemiakov, pod zemiakovou zmesou sa rozumie zemiaková hmota s pridaním rôznych korenín, ochucovadiel, prípadne múky a ďalších potravinárskych zložiek podľa toho, na aké účely je zemiaková zmes určená. Napr. zmes na zemiakové placky, zemiakovú babu a pod.

V prípade čiastočne dezintegrovanej suroviny - mokrej zemiakovej hmoty, ktorá je vo forme hranolkov alebo rezkov (lupienkov), sa hexakyanoželeznatan draselný a/alebo jodičnan draselný použije vo forme roztoku o koncentrácii neprevyšujúcej 1 hmotnostné % každej zlúčeniny alebo vo forme roztoku o koncentrácii neprevyšujúcej 2 hmotnostné % hexakyanoželeznatanu draselného alebo vo forme roztoku o koncentrácii neprevyšujúcej 2 hmotnostné % jodičnanu draselného. Tento roztok sa uvedie do styku so surovinou na výrobu zemiakových potravinárskych výrobkov po dobu neprevyšujúcu 1 hodinu, a to pred samotnou tepelnou úpravou obvyklou pre tento druh výrobku.

Bolo zistené, že na zníženie obsahu akrylamidu až o 94 % v spomínaných výrobkoch je potrebné alebo ponoriť surové hranolky alebo lupienky do roztoku zmienených zlúčenín na dobu, ktorá závisí od priemeru telesa - napr. v prípade lupienkov cca 5 min, v prípade hranolkov 30 min. Po oddelení kvapalného podielu mechanickým spôsobom sa surovina tepelne opracuje bežným spôsobom, t.j. smaží v tuku pri teplote 160 - 180 °C po dobu 10-15 min.

V prípade suroviny - homogenizovanej suchej zemiakovej zmesi sa do suroviny pridá hexakyanoželeznatan draselný a/alebo jodičnan draselný v množstve neprevyšujúcom 1 hmotnostné % každej zlúčeniny, alebo v množstve neprevyšujúcom 2 hmotnostné % hexakyanoželeznatanu draselného alebo v množstve neprevyšujúcom 2 hmotnostné % jodičnanu draselného na obsah sušiny a to kedykoľvek pred samotnou tepelnou úpravou obvyklou pre tento druh výrobku.

V prípade suroviny -homogenizovanej suchej zemiakovej hmoty sa do suroviny pridá hexakyanoželeznatan draselný a/alebo jodičnan draselný v množstve neprevyšujúcom 1 hmotnostné % každej zlúčeniny alebo v množstve neprevyšujúcom 2 hmotnostné % hexakyanoželeznatanu draselného alebo v množstve neprevyšujúcom 2 hmotnostné % jodičnanu draselného na obsah sušiny a to kedykoľvek pred prípravou suchej zemiakovej hmoty.

V prípade suroviny - homogenizovanej mokrej zemiakovej hmoty sa do suroviny pridá hexakyanoželeznatan draselný a/alebo jodičnan draselný v množstve neprevyšujúcom 1 hmotnostné % každej zlúčeniny alebo v množstve neprevyšujúcom 2 hmotnostné % hexakyanoželeznatanu draselného alebo v množstve neprevyšujúcom 2 hmotnostné % jodičnanu draselného na obsah sušiny pred prípravou suchej zemiakovej hmoty.

Výhodou tohto technického riešenia je podstatné zníženie obsahu akrylamidu v zemiakových potravinárskych výrobkoch pripravovaných tepelnou úpravou.

Príklady uskutočnenia:

Príklad 1

Zemiaky žltej odrody zakúpené v maloobchodnej sieti boli očistené a pokrájané na hranolky s prierezom 0,7 cm, ktoré boli následne smažené v rastlinnom oleji pri teplote 175 °C po dobu 18 min. Takto pripravené hranolky obsahovali 700 pg akrylamidu v kilograme hranolkov.

V prípade, že sa tieto hranolky ponorili do roztoku hexakyanoželeznatanu draselného a jodičnanu draselného o koncentrácii 0,1 % každej zlúčeniny na dobu 30 minút, potom sa mechanickým natriasaním zbavili prebytočnej kvapaliny a smažili v rastlinnom oleji pri teplote 175 °C po dobu 18 min, pripravené hranolky obsahovali len 60 pg akrylamidu v kilograme hranolkov.

Príklad 2

Zemiaky ružovej odrody boli očistené a pokrájané na hranolky s prierezom 0,7 cm, ktoré boli následne smažené v rastlinnom oleji pri teplote 175 °C po dobu 18 min. Takto pripravené hranolky obsahovali 928 pg akrylamidu v kilograme hranolkov. V prípade, že sa tieto hranolky ponorili do roztoku hexakyanoželeznatanu draselného ajodičnanu draselného o koncentrácii 0,1 % každej zlúčeniny na dobu 30 minút, potom sa mechanickým natriasaním zbavili prebytočnej kvapaliny a smažili v rastlinnom oleji pri teplote 175 °C po dobu 18 min, pripravené hranolky obsahovali len 55 pg akrylamidu v kilograme hranolkov.

Príklad 3

Zemiaky žltej odrody zakúpené v maloobchodnej sieti boli očistené a a nakrájané na lupienky s hrúbkou približne 2 mm, ktoré boli následne smažené v rastlinnom oleji pri teplote 180 °C po dobu 5 min. Takto pripravené lupienky obsahovali 1270 pg akrylamidu v kilograme lupienkov. V prípade, že sa tieto hranolky ponorili do roztoku hexakyanoželeznatanu draselného ajodičnanu draselného o koncentrácii 0,1 % každej zlúčeniny na dobu 5 minút, potom sa mechanickým natriasaním zbavili prebytočnej kvapaliny a smažili v rastlinnom oleji pri teplote 180 °C po dobu 5 min, lupienky obsahovali len 116 pg akrylamidu v kilograme lupienkov.

Príklad 4

Zemiaky ružovej odrody zakúpené v maloobchodnej sieti boli očistené a a nakrájané na lupienky s hrúbkou približne 2 mm, ktoré boli následne smažené v rastlinnom oleji pri teplote 180 °C po dobu 5 min. Takto pripravené lupienky obsahovali 1420 pg akrylamidu v kilograme lupienkov. V prípade, že sa tieto lupienky ponorili do roztoku hexakyanoželeznatanu draselného ajodičnanu draselného o koncentrácii 0,1 % každej zlúčeniny na dobu 5 minút, potom sa mechanickým natriasaním zbavili prebytočnej kvapaliny a smažili v rastlinnom oleji pri teplote 180 °C po dobu 5 min, lupienky obsahovali len 136 pg akrylamidu v kilograme lupienkov.

Príklad S

Zo suchej zemiakovej zmesi bolo pridaním odporúčaného množstva vody podľa návodu vypracované cesto, ktoré bolo tepelne opracované pri teplote 160 °C po dobu 5 min. V takto pripravených produktoch bol zistený obsah akrylamidu 870 pg akrylamidu v kilograme produktu (v prepočte na sušinu). V prípade, že sa k cestu pridali hexakyanoželeznatan draselný ajodičnan draselný o koncentrácii 0,1 % každej zlúčeniny, obsah akrylamidu bol len 36 pg akryamidu v kilograme produktu (v prepočte na sušinu).

Príklad 6

Zemiaky žltej odrody zakúpené v maloobchodnej sieti boli očistené a a nakrájané na lupienky s hrúbkou približne 2 mm, ktoré boli následne smažené v rastlinnom oleji pri teplote 180 °C po dobu 5 min. Takto pripravené lupienky obsahovali 1270 pg akrylamidu v kilograme lupienkov. V prípade, že sa tieto hranolky ponorili do roztoku hexakyanoželeznatanu draselného o koncentrácii 0,6 % na dobu 8 minút, potom sa mechanickým natriasaním zbavili prebytočnej kvapaliny a smažili v rastlinnom oleji pri teplote 180 °C po dobu 5 min, lupienky obsahovali len 96 pg akrylamidu v kilograme lupienkov

Príklad 7

Zemiaky žltej odrody zakúpené v maloobchodnej sieti boli očistené a pokrájané na hranolky s prierezom 0,7 cm, ktoré boli následne smažené v rastlinnom oleji pri teplote 175 °C po dobu 18 min. Takto pripravené hranolky obsahovali 700 pg akrylamidu v kilograme hranolkov. V prípade, že sa tieto hranolky ponorili do roztoku j odičnanu draselného o koncentrácii 0,3 % na dobu 30 minút, potom sa mechanickým natriasaním zbavili prebytočnej kvapaliny a smažili v rastlinnom oleji pri teplote 175 °C po dobu 18 min, pripravené hranolky obsahovali len 44 pg akrylamidu v kilograme hranolkov

Príklad 8

Zo suchej zemiakovej zmesi bolo pridaním odporúčaného množstva vody podľa návodu vypracované cesto, ktoré bolo tepelne opracované pri teplote 160 °C po dobu 5 min. V takto pripravených produktoch bol zistený obsah akrylamidu 870 pg akrylamidu v kilograme produktu (v prepočte na sušinu). V prípade, že sa k cestu pridal hexakyanoželeznatan draselný o hmotnostnej koncentrácii 0,4 %, obsah akrylamidu bol len 48 pg akryamidu v kilograme produktu (v prepočte na sušinu).

Príklad 9

Zo suchej zemiakovej zmesi bolo pridaním odporúčaného množstva vody podľa návodu vypracované cesto, ktoré bolo tepelne opracované pri teplote 160 °C po dobu 5 min. V takto pripravených produktoch bol zistený obsah akrylamidu 870 pg akrylamidu v kilograme produktu (v prepočte na sušinu). V prípade, že sa k cestu pridal jodičnan draselný o hmotnostnej koncentrácii 0,3 % zlúčeniny, obsah akrylamidu bol len 15 pg akryamidu v kilograme produktu (v prepočte na sušinu).

Príklad 10

Zo suchej zemiakovej hmoty bola pridaním ingrediencií (múka, modifikované škroby, sušené vajcia) vyrobená suchá zemiaková zmes, z ktorej pridaním odporúčaného množstva vody podľa návodu vypracované cesto, ktoré bolo tepelne opracované pri teplote 160 °C po dobu 5 min. V takto pripravených produktoch bol zistený obsah akrylamidu 940 pg akrylamidu v kilograme produktu (v prepočte na sušinu). V prípade, že sa k suchej zemiakovej hmote pridal j odičnan draselný o hmotnostnej koncentrácii 0,4 % zlúčeniny, obsah akrylamidu bol len 18 pg akryamidu v kilograme produktu (v prepočte na sušinu).

Príklad 11

Zo suchej zemiakovej hmoty bola pridaním ingrediencií (múka, modifikované škroby, sušené vajcia) vyrobená suchá zemiaková zmes, z ktorej pridaním odporúčaného množstva vody podľa návodu vypracované cesto, ktoré bolo tepelne opracované pri teplote 160 °C po dobu 5 min. V takto pripravených produktoch bol zistený obsah akrylamidu 940 pg akrylamidu v kilograme produktu (v prepočte na sušinu). V prípade, že sa k suchej zemiakovej hmote pridal hexakyanoželeznatan draselný o hmotnostnej koncentrácii 0,5 % zlúčeniny, obsah akrylamidu bol len 39 pg akryamidu v kilograme produktu (v prepočte na sušinu).

Príklad 12

Zo suchej zemiakovej hmoty bola pridaním ingrediencií (múka, modifikované škroby, sušené vajcia) vyrobená suchá zemiaková zmes, z ktorej pridaním odporúčaného množstva vody podľa návodu vypracované cesto, ktoré bolo tepelne opracované pri teplote 160 °C po dobu 5 min. V takto pripravených produktoch bol zistený obsah akrylamidu 940 gg akrylamidu v kilograme produktu (v prepočte na sušinu). V prípade, že sa k suchej zemiakovej hmote pridali hexakyanoželeznatan draselný a jodičnan draselný o hmotnostnej koncentrácii 0,2 % každej zlúčeniny, obsah akrylamidu bol len 17 gg akryamidu v kilograme produktu (v prepočte na sušinu).

Priemyselná využiteľnosť

Vynález je využiteľný vo všetkých podnikoch, ktoré vyrábajú zemiakové potravinárske výrobky pripravované tepelnou úpravou, alebo sú určené na výrobu výrobkov tepelnou úpravou a to najmä;

1. predsmažené hranolky, následne zmrazené a skladované pri mínusových teplotách,

2. predsmažené krokety, následne zmrazené a skladované pri mínusových teplotách,

3. sušené zemiakové hmoty, ktoré sú súčasťou suchých zmesí na výrobu hotových jedál (napr. zmes na zemiakové placky, zemiakovú babu, bramborák a pod.)

4. smažené hranolky pre okamžitú spotrebu,

5. zemiakové lupienky

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob znižovania obsahu akrylamidu v zemiakových potravinárskych výrobkoch pripravovaných tepelnou úpravou vyznačujúci sa tým, že surovina na výrobu zemiakových potravinárskych výrobkov sa pred tepelnou úpravou uvedie do styku s hexakyanoželeznatanom draselným a/alebo jodičnanom draselným.
2. 2. Spôsob znižovania obsahu akrylamidu podľa nároku 1vyznačujúci sa tým, že surovina na výrobu zemiakových potravinárskych výrobkov môže byť mokrá zemiaková hmota, suchá zemiaková hmota, suchá zemiaková zmes, alebo mokrá zemiaková zmes.
3. 3. Spôsob znižovania obsahu akrylamidu podľa nároku 1. a 2., vyznačujúci sa tým, že v prípade čiastočne dezintegrovanej suroviny - mokrej zemiakovej hmoty, ktorá je vo forme hranolkov alebo rezkov (lupienkov), sa hexakyanoželeznatan draselný a/alebo jodičnan draselný použije vo forme roztoku o koncentrácii neprevyšujúcej 1 hmotnostné % každej zlúčeniny alebo vo forme roztoku o koncentrácii neprevyšujúcej 2 hmotnostné % hexakyanoželeznatanu draselného alebo vo forme roztoku o koncentrácii neprevyšujúcej 2 hmotnostné % jodičnanu draselného a tento roztok sa uvedie do styku so surovinou na výrobu zemiakových potravinárskych výrobkov po dobu neprevyšujúcu 1 hodinu a po oddelení kvapalného podielu mechanickým spôsobom sa surovina tepelne opracuje spôsobom obvyklým pre tento druh výrobku.
4. 4. Spôsob znižovania obsahu akrylamidu podľa nároku 1. a 2., vyznačujúci sa tým, že v prípade suroviny - homogenizovanej suchej zemiakovej zmesi sa do suroviny pridá hexakyanoželeznatan draselný a/alebo j odičnan draselný v množstve neprevyšujúcom 1 hmotnostné % každej zlúčeniny, alebo v množstve neprevyšujúcom 2 hmotnostné % hexakyanoželeznatanu draselného alebo v množstve neprevyšujúcom 2 hmotnostné % jodičnanu draselného na obsah sušiny a to kedykoľvek pred samotnou tepelnou úpravou obvyklou pre tento druh výrobku.
5. 5. Spôsob znižovania obsahu akrylamidu podľa nároku 1 a 2., vyznačujúci sa tým, že v prípade suroviny - homogenizovanej suchej zemiakovej hmoty sa do suroviny pridá hexakyanoželeznatan draselný a/alebo jodičnan draselný v množstve neprevyšujúcom 1 hmotnostné % každej zlúčeniny alebo v množstve neprevyšujúcom 2 hmotnostné % hexakyanoželeznatanu draselného alebo v množstve neprevyšujúcom 2 hmotnostné % jodičnanu draselného na obsah sušiny a to kedykoľvek pred prípravou suchej zemiakovej hmoty.
6. 6. Spôsob znižovania obsahu akrylamidu podľa nároku 1 a 2., vyznačujúci sa tým, že v prípade suroviny - homogenizovanej mokrej zemiakovej hmoty sa do suroviny pridá hexakyanoželeznatan draselný a/alebo jodicnan draselný v množstve neprevyšujúcom 1 hmotnostné % každej zlúčeniny alebo v množstve neprevyšujúcom 2 hmotnostné % hexakyanoŽeleznatanu draselného alebo v množstve neprevyšujúcom 2 hmotnostné % jodičnanu draselného na obsah sušiny pred prípravou suchej zemiakovej hmoty.