食品中丙烯酰胺的形成

摘要：研究丙烯酰胺在食品加工过程中的生成机理已经有了突破性进展。初几家不同的研究机构包括美国、加拿大、瑞典、德国以及英国等，在2002年秋同时都提出了由天门冬酰胺参与丙烯酰胺的形成反应的理论思想。从这以后英国和瑞士的食品专家经过实验证实由在美拉徳反应中天门冬酰胺参与反应其中是食品中丙烯酰胺产生的重要途径之一，这一反应机理被称作天门冬酰胺途径。美拉徳反应的初始阶段是天门冬酰胺途。美拉德反应也常常被称为非酶褐变反应，在它的形成过程中除了天门冬酰胺之外还必须有还原性糖参与，否则不能形成丙烯酰胺。Schiff 碱的形成是美拉德反应的中间产物，会有可能形成丙烯酰胺的两种途径：一，是在上述反应的基础上继续完成美拉徳反应，Schiff 碱经过 Amadori重排之后，生成了 Amadori产物，之后有继脱水脱氢生成了羰基产物。在有些含羰基分子存在下，天门冬酰胺通过 Strecker 降解机制加热脱酸脱氨降解之后，就生成了丙烯酰胺；二，首先中间产物 Schiff 碱经过分子内环化生成了唑烷酮，然后唑烷酮经过脱羧以后形成中间产物偶氮甲碱叶拉徳内翁盐，此中间产物之后又重心排列形成 Amadori ，它的分子中的 C-N 键，在高温下断裂后生成丙烯酰胺。而这两种途径在高温之下都会存在，这种解说在一定程度上解释了丙烯酰胺的食物生成来源。另外丙烯醛是形成丙烯酰胺的前体化合物，它是由油脂在高温加热的过程中，释放出了丙三醇和甘油三酯。当油脂被加热到冒烟之后就能够分解成为丙三醇和脂肪酸，进而脂肪酸进一步氧化或者是丙三醇进一步脱水都能够可产生丙烯醛。早期主要的研究是集中在对炸薯条、炸薯片及薄脆饼干等富含淀粉的食品的丙烯酰胺的研究上面，经过研究检测发现，淀粉含量丰富的食品中丙烯酰胺的含量较高。同时在对油炸蛋白质和脂肪类的食品，例如猪肉、羊肉、鸡肉等也采用与淀粉类食物相同方法进行检测之后发现，这些肉类食品中含有很少量的丙烯酰胺。由此可以推出丙烯酰胺在富含蛋白质及脂肪的食物中含量很少，主要在富含碳水化合物的食物中形成。但是在富含碳水化合物的食物中满足一定的条件才能生成，而它主要存在于一些油炸类和（或）烘烤类的食物里。在开始对食品进行加工之前进行丙烯酰胺含量测定，结果检测不到丙烯酰胺，之后在烹饪过程中，低蛋白质、低脂肪、高碳水化合物的植物性食物加热到120℃以上逐渐发生美拉德反应而形成的，在这些食品中丙烯酰胺和成的佳温度为140-180℃，并在一定的范围内，随着温度的增加丙烯酰胺生成量也在逐渐增加，即在一定范围内丙烯酰胺的生成量与温度成正比。如果是在加工过程中控制的温度较低时，食品中丙烯酰胺生成的量很少；食物制作过程中的表面积也会影响的丙烯酰胺的生成，表面积越大在加工过程中就越容易形成丙烯酰胺；影响丙烯酰胺形成的重要因素也包括水分的含量，尤其是在油炸或者烧烤食品加工的后阶段水分减少且食品表面的温度升高后，所加工的食品中丙烯酰胺形成量更高。