□ 王翠竹 本刊記者

近日，深圳市消費者委員會(huì )發(fā)布了《2020年薯片中外對比試驗報告》——其委托專(zhuān)業(yè)質(zhì)檢公司對從線(xiàn)上線(xiàn)下挑選的15款國內外知名品牌薯片開(kāi)展比較試驗。結果發(fā)現，有7款薯片產(chǎn)品的丙烯酰胺含量高于歐盟設定的基準水平值(750μg/kg);其中，3款薯片樣品的丙烯酰胺含量超過(guò)2000μg/kg。此外，該報告得出以下幾點(diǎn)結論：烘焙型薯片的丙烯酰胺含量是油炸型薯片的近6倍;進(jìn)口油炸型薯片中的鈉含量更高，是同類(lèi)型國產(chǎn)薯片的1.7倍;油炸型薯片的脂肪含量是焙烤型薯片的1.5倍。

在引起社會(huì )各界的廣泛關(guān)注后，深圳市消費者委員會(huì )發(fā)布聲明指出，網(wǎng)上報道的“丙烯酰胺超標”等話(huà)題對比較試驗報告的原意存在重大誤解。其解釋?zhuān)叩矸凼称吩诮?jīng)高溫處理時(shí)就有可能形成丙烯酰胺。目前，我國并沒(méi)有制定食物中丙烯酰胺限量的法規或標準，故不存在“超標”一說(shuō)。

什么食物容易產(chǎn)生丙烯酰胺?丙烯酰胺對人體具有怎樣的危害?控制食品中丙烯酰胺含量的方法有哪些?在由食安中國網(wǎng)和《食品安全導刊》聯(lián)合舉辦的《食安大講堂》之“食品中丙烯酰胺的解讀及含量控制措施”線(xiàn)上研討會(huì )中，中國人民大學(xué)農業(yè)與農村發(fā)展學(xué)院教授、博士生導師生吉萍對這一熱門(mén)話(huà)題進(jìn)行了相關(guān)介紹。

丙烯酰胺在食品中的生成及危害

生活水平的提高促使人們愈發(fā)關(guān)注食品安全，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展讓人們對食品中的物質(zhì)有了新的發(fā)現，其中不乏影響食品安全的存在。丙烯酰胺(Acrylamide)便是在油炸食品、焙烤食品等中發(fā)現的一種能夠破壞食品安全的物質(zhì)，世界衛生組織將其列為2A類(lèi)致癌物。

丙烯酰胺是分子量為71.08的無(wú)色透明片狀晶體，化學(xué)式為C3H5NO，無(wú)臭，有毒;相對密度為1.122，熔點(diǎn)為84~85℃;溶于水、乙醇，微溶于苯、甲苯;極易升華，易聚合;固體在室溫下性質(zhì)穩定，在熔融時(shí)可發(fā)生猛烈聚合。作為人工合成的物質(zhì)，丙烯酰胺在部分工業(yè)生產(chǎn)中被普遍使用，如石油工業(yè)中用作增粘劑、印刷工業(yè)中是光敏樹(shù)脂的重要物質(zhì)等。然而，其于1994年被國際癌癥研究機構(International Agency for Research on Cancer，IARC)列為2A類(lèi)致癌物，即“人類(lèi)可能致癌物”。

2002年，瑞典科學(xué)家在油炸馬鈴薯中首次發(fā)現丙烯酰胺的存在。隨后，英國等一些國家的相關(guān)機構對食品中丙烯酰胺的含量進(jìn)行了測定，證實(shí)了瑞典科學(xué)家的發(fā)現。丙烯酰胺主要在高碳水化合物、低蛋白質(zhì)的植物性食物加熱(120℃以上)烹調過(guò)程中形成，且140~180℃為生成的最佳溫度。日常生活中，油炸和燒烤烹飪的方式溫度較高，表1以馬鈴薯加工食品為例，列舉出其在經(jīng)過(guò)不同烹飪方式后丙烯酰胺的含量變化;表2則列舉了部分常見(jiàn)食品中丙烯酰胺的含量。通過(guò)表1、表2不難發(fā)現，經(jīng)過(guò)焙烤、燒烤、烤炙、油炸的食品中丙烯酰胺含量較高。因此，應適當減少此類(lèi)烹飪方法的使用。

事實(shí)上，丙烯酰胺之所以能引起各方的重視，是因為其具有顯著(zhù)的生物毒性，包括神經(jīng)毒性、生殖毒性、遺傳毒性、免疫毒性及潛在致癌性。目前，丙烯酰胺在人體中得到證實(shí)的是神經(jīng)毒性。

神經(jīng)毒性

丙烯酰胺具有顯著(zhù)的神經(jīng)毒性，且在人類(lèi)的職業(yè)暴露及動(dòng)物實(shí)驗中均有明確證據。自20世紀70年代開(kāi)始，我國便有關(guān)于丙烯酰胺中毒病例的報道，主要以職業(yè)暴露案例居多，中毒者主要的癥狀體征為：皮膚脫皮紅斑、四肢麻木、手足多汗、體重減輕及遠端觸痛覺(jué)減退、深反射減退等神經(jīng)功能受損癥狀。實(shí)驗動(dòng)物暴露的情況為：貓、大鼠、小鼠、豚鼠、兔和猴等表現出共濟失調、后肢足呈八字、骨骼肌無(wú)力，并最終導致運動(dòng)障礙。因此，可以從4個(gè)方面來(lái)解釋丙烯酰胺的神經(jīng)毒性致病機理，即氧化損傷與神經(jīng)細胞凋亡調控、血腦屏障功能損害、能量代謝障礙、神經(jīng)遞質(zhì)的改變與抑制。

生殖毒性

在動(dòng)物實(shí)驗中發(fā)現，對雄性成年大鼠和新生大鼠進(jìn)行高劑量丙烯酰胺攝入，會(huì )導致大鼠生長(cháng)遲緩，進(jìn)食量和生殖器官指數降低，附睪中精子數目減少并發(fā)生形態(tài)異常，且睪丸組織也會(huì )發(fā)生病變。

免疫毒性

就免疫毒性而言，丙烯酰胺會(huì )損傷胸腺和脾臟等免疫器官，從而抑制細胞免疫功能。研究發(fā)現，丙烯酰胺會(huì )導致雌性Blb/c小鼠的體重、脾臟、胸腺及腸系膜淋巴結質(zhì)量顯著(zhù)下降，淋巴細胞數減少，脾細胞增殖受到抑制，且淋巴結、胸腺、脾臟等組織病理學(xué)也有所改變。有學(xué)者在美國人群中觀(guān)察到丙烯酰胺會(huì )誘導類(lèi)似過(guò)敏的反應(如哮喘、發(fā)燒、打噴嚏、哮喘和濕疹等)，并猜測這可能與丙烯酰胺導致的免疫缺陷相關(guān)。

潛在致癌性

雖然眾多學(xué)者已從多角度探索丙烯酰胺的致癌性，但被公認的資料絕大多數來(lái)源于嚙齒類(lèi)動(dòng)物模型。有學(xué)者用低劑量丙烯酰胺處理大鼠2年后，發(fā)現雄性大鼠睪丸間皮瘤、腎上腺皮瘤、星形細胞瘤及口腔腫瘤的發(fā)病率均有不同程度的增加，雌性大鼠的乳腺纖維瘤和甲狀腺瘤增多，這一結果證實(shí)了丙烯酰胺與腫瘤的相關(guān)性。

食品中丙烯酰胺含量控制方法

目前，經(jīng)口攝入被認為是人體吸收丙烯酰胺最迅速、完整的途徑之一，一些研究也根據不同地區食品中丙烯酰胺的含量來(lái)評估該地區普通人群對丙烯酰胺的攝入量。

2011年，FAO/WHO食品添加劑聯(lián)合專(zhuān)家委員會(huì )(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives，JECFA)對除非洲以外的世界范圍內的8個(gè)代表國家人群中丙烯酰胺膳食攝入量進(jìn)行評估。結果表明，普通人群的日攝入量平均約為1μg/(kg bw·d)，最高攝入量約為4μg/(kg bw·d)。有學(xué)者基于生理學(xué)的毒素代謝動(dòng)力學(xué)模式和非線(xiàn)性劑量反應法，確定了丙烯酰胺的神經(jīng)毒性日攝入邊際劑量為40μg/(kgbw·d)，日致癌邊際劑量為2.6μg/(kg bw·d)。

此外，由于不同國家的烹飪與飲食習慣不盡相同，各國人群的攝入量有所差異。英國最新公布的日攝入量為0.61μg/(kg bw·d)、法國為0.43μg/(kg bw·d)，而中國在最新膳食研究中得出的攝入量為0.319μg/(kg bw·d)，顯著(zhù)低于世界平均水平，這與我國傳統食品加工工藝(低于100℃的蒸煮加工)及近年來(lái)飲食習慣的改善有很大關(guān)系。通過(guò)哪些方法可以盡量減少丙烯酰胺的攝入?不妨從日常生活中的膳食層面來(lái)進(jìn)行控制。

原料的預處理

在加工食物的過(guò)程中，對于易產(chǎn)生美拉德反應而生成丙烯酰胺的原材料可以選擇適當的方式進(jìn)行處理。以淀粉含量較高的馬鈴薯為例，在制作油炸薯條時(shí)，原料應避免低于10℃保存。因為當溫度較低時(shí)，馬鈴薯中的部分淀粉會(huì )轉化為還原糖，經(jīng)油炸加工后，丙烯酰胺的含量會(huì )明顯上升。

實(shí)驗證明，將馬鈴薯切片后在60℃的溫水中浸泡15min后再進(jìn)行油炸加工，以此制成的油炸薯條中丙烯酰胺含量會(huì )降低5~10倍，至40~70μg/kg，但同時(shí)保留了原有的烹調效果;用70℃熱水浸泡馬鈴薯40min后，油炸成品中丙烯酰胺的含量降低約91%;用50℃熱水浸泡馬鈴薯70min后，在190℃高溫下進(jìn)行油炸加工，丙烯酰胺含量?jì)H為28μg/kg;用檸檬酸溶液浸泡馬鈴薯后，油炸成品中的丙烯酰胺可以降低70%左右。由此可見(jiàn)，采用適當的原料預處理方式有助于降低成品中丙烯酰胺的含量。

溫度與時(shí)間

在高溫條件下加工含有碳水化合物(淀粉、小分子糖類(lèi))和蛋白質(zhì)的食物容易產(chǎn)生丙烯酰胺，且主要存在于煎炸、焙烤等經(jīng)高溫加工的食品中。有研究指出，油炸溫度和時(shí)間是影響油炸薯條中丙烯酰胺含量的主要因素——隨著(zhù)油炸溫度的升高和油炸時(shí)間的延長(cháng)，產(chǎn)品中丙烯酰胺含量明顯上升。加工過(guò)程中，將溫度控制在120℃以下，丙烯酰胺的生成量則較少;當油溫從120℃升高到180℃時(shí)，產(chǎn)品中丙烯酰胺含量增加了58倍。此外，當焙炒溫度在120~180℃時(shí)，控制加工溫度并減少加熱時(shí)間可以有效降低咖啡中丙烯酰胺的生成量;當焙炒溫度在200℃以上時(shí)，隨著(zhù)溫度和時(shí)間的增加，丙烯酰胺的最終生成量會(huì )相應減少。因此，在食品加工過(guò)程中，溫度和時(shí)間對丙烯酰胺的生成具有較為顯著(zhù)的影響。

天冬酰胺酶

很多食物中天然含有大量的天冬酰胺，其在高溫煎炸后容易產(chǎn)成丙烯酰胺。此時(shí)，食品原料中含有的天冬酰胺酶活性是影響丙烯酰胺生成的一個(gè)非常重要的因素。天冬酰胺酶可以使丙烯酰胺的前體物質(zhì)(天冬酰胺)水解生成天冬氨酸和氨，從而在一定程度上抑制丙烯酰胺的生成。有學(xué)者利用天冬酰胺酶對馬鈴薯樣品進(jìn)行前處理，發(fā)現樣品中天冬酰胺的含量下降明顯，降幅約達88%。通過(guò)將馬鈴薯條和馬鈴薯片在天冬酰胺酶溶液中浸泡處理后發(fā)現，在相同的油炸條件下，馬鈴薯條和馬鈴薯片中丙烯酰胺的含量分別下降約30%和15%。

鹽類(lèi)

食物烹飪的過(guò)程通常都會(huì )加入一定的食鹽，而不同鹽類(lèi)對食品中丙烯酰胺的生成具有不同影響。目前，人們研究較多的鹽類(lèi)包括氯化鈉(NaCl)、氯化鎂(MgCl2)和氯化鈣(CaCl2)等。有學(xué)者發(fā)現，薯片在熱燙處理前浸泡于1%的食鹽溶液中可以使成品中丙烯酰胺的含量降低約62%。另有研究通過(guò)構建不同的模型發(fā)現，NaCl在天冬酰胺-葡萄糖模型和天冬酰胺-果糖模型中對丙烯酰胺的生成均有一定的抑制作用。然而，在所構建的模型中，并未發(fā)現NaCl對丙烯酰胺的減少有明顯影響。因此，NaCl對于丙烯酰胺的抑制作用有待做進(jìn)一步的研究。

另有研究發(fā)現，在煎炸之前將馬鈴薯浸于CaCl2溶液中，成品中丙烯酰胺的合成量可減少約95%，且處理方式對油炸薯條的色澤與口感無(wú)明顯影響。當CaCl2質(zhì)量濃度較低時(shí)，對丙烯酰胺具有抑制作用;而當CaCl2濃度較高時(shí)，反而對丙烯酰胺的生成產(chǎn)生促進(jìn)作用。此外，MgCl2的抑制作用和CaCl2類(lèi)似，其也可抑制餅干中丙烯酰胺的形成，但是效果不如CaCl2。

氨基酸和蛋白質(zhì)

食物中的氨基酸和蛋白質(zhì)也可能影響丙烯酰胺的生成。有學(xué)者通過(guò)構建化學(xué)模型發(fā)現，半胱氨酸、賴(lài)氨酸和精氨酸對食品中丙烯酰胺的產(chǎn)生具有較好的抑制作用，對丙烯酰胺的抑制率最高可達90%。因此，向馬鈴薯樣品中加入游離甘氨酸、半胱氨酸、谷氨酸和高蛋白物質(zhì)后發(fā)現，成品中丙烯酰胺的含量顯著(zhù)降低。有學(xué)者在油炸薯條配方中加入2%的鷹嘴豆蛋白，發(fā)現產(chǎn)品中的丙烯酰胺含量有所下降。從反應機理來(lái)說(shuō)，游離氨基酸和天冬酰胺的競爭導致美拉德反應受阻以及蛋白質(zhì)和丙烯酰胺的共價(jià)結合可能是食品中丙烯酰胺含量下降的主要原因。

黃酮類(lèi)物質(zhì)

黃酮類(lèi)物質(zhì)具有多種生物活性，有助于抑制丙烯酰胺的生成。有學(xué)者發(fā)現，從番茄皮中提取的柚皮素可以顯著(zhù)降低食品中丙烯酰胺的含量，并且抑制效果隨著(zhù)柚皮素用量的增加而提高。通過(guò)建立甘氨酸–葡萄糖模型發(fā)現，來(lái)自橄欖、橘子等植物的黃酮類(lèi)提取物對丙烯酰胺的抑制率可達30%~85%。

同時(shí)，黃酮添加量與對丙烯酰胺的抑制呈非線(xiàn)性關(guān)系;定量結構–活性關(guān)系(QSAR)試驗證明了生物黃酮芳環(huán)羥基的數目和位置、糖基取代的方式(碳苷或氧苷)、B環(huán)連接的形式(2或3位)以及黃酮環(huán)的拓撲結構對丙烯酰胺抑制活性的重要影響。

丙烯酰胺的暴露來(lái)源及控制途徑

當前，人們主要通過(guò)兩種途徑接觸丙烯酰胺，即環(huán)境暴露與經(jīng)口攝入。作為人造化合物，丙烯酰胺在自然環(huán)境中并不存在。但由于丙烯酰胺廣泛用于多種行業(yè)，其生產(chǎn)線(xiàn)和聚丙烯酰胺等聚合物生產(chǎn)線(xiàn)等會(huì )使殘余的丙烯酰胺單體通過(guò)工業(yè)廢水、廢渣進(jìn)入水體、土壤和大氣等環(huán)境介質(zhì)。因此，應該注意丙烯酰胺的環(huán)境暴露和環(huán)境來(lái)源，防止環(huán)境中的丙烯酰胺對人體健康產(chǎn)生影響。

許多食物在高溫烹制過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生丙烯酰胺，尤其是油炸、烘烤類(lèi)的高淀粉食物，其形成機制為高溫下氨基酸(主要是天冬酰胺)和羰基化合物(主要是還原糖，如葡萄糖)的美拉德反應(Maillard reaction)。我國的《食品安全法》對“食品安全”進(jìn)行了如下定義：食品安全指食品無(wú)毒、無(wú)害，符合應當有的營(yíng)養要求，對人體健康不造成任何急性、亞急性或者慢性危害。因為任何危害因素產(chǎn)生危害作用需要達到一定的量，所以只要將危害因素控制在最小劑量之下就有助于降低產(chǎn)生危害的可能。此外，注意減少危害因素的攝入途徑，如減少或防止污染、控制污染物增加、降低或消除污染物等也能有效避免丙烯酰胺對人體產(chǎn)生影響。