食品中的丙烯酰胺及其控制

□ 吕 晴 扬州大学旅游烹饪学院食品科学与工程学院 刘海波 扬州大学电气与能源动力工程学院蒋云升 王 可 扬州大学旅游烹饪学院食品科学与工程学院

在人均可支配收入持续增长的条件下，人们对于食物的追求从“吃得饱”逐渐演变为了“吃得好”。过度追求味觉与嗅觉的刺激会导致钠超标、致癌物的摄入等问题。更多的人主动关注食品的营养与质量安全问题，其中影响健康的有害物质如丙烯酰胺在1994 就被世界卫生组织国际癌症研究机构列入Ⅱ类致癌物的清单[1]。由丙烯酰胺引起的社会食品安全问题得到相关行业广泛科研人员的重视，在来源、形成及毒性等方面都获得了理论信息。

1 丙烯酰胺污染现状

富含淀粉的食物如马铃薯、山芋等经过高温加工后均会生成丙烯酰胺。周宇等[2]对中国市场上常见的11 种油炸及烘烤食品进行丙烯酰胺检测分析，结果发现这11 种被检测食品均含有较高含量的丙烯酰胺。其中，丙烯酰胺含量最低的雪饼，仍高达7 μg/kg，而薯片的丙烯酰胺含量最高，平均值为559 μg/kg。此外，由于使用聚丙烯酰胺作为絮凝剂处理饮用水，因此水中也可能会存在丙烯酰胺残留[3]。

2 丙烯酰胺的危害

丙烯酰胺具有明确的神经毒性及潜在的致癌、发育、遗传及生殖毒性。丙烯酰胺的神经毒性常作用于神经末梢，通过影响周围和中枢神经的突触传递从而对人体造成损伤[4]。研究表明丙烯酰胺可以引起氧化应激反应，使细胞内氧化自由基的产生速率高于消耗速率，导致氧化还原失衡。而氧化应激反应又参与了由丙烯酰胺诱导的细胞凋亡与神经炎症，促进丙烯酰胺的神经毒性作用[5]。古梓婷等对丙烯酰胺中毒大鼠坐骨神经髓鞘进行毒性损伤分析，发现丙烯酰胺可能使外周膜蛋白髓鞘碱性蛋白（MBP）与施万细胞上的跨膜蛋白髓鞘关联糖蛋白（MAG）表达量下降，从而导致髓鞘修复能力下降，最终引发如麻木、感觉过敏、运动功能不全等神经性症状[6]。

丙烯酰胺进入体内以后，通过细胞色素P450 中的氧化酶作用转化为环氧丙酰胺[7]。环氧丙酰胺能够直接引起DNA 突变[8]，相对丙烯酰胺更容易与DNA 中的鸟嘌呤结合为加合物，并且具有显著的累积效应。

3 丙烯酰胺的产生

食品加工过程中以天冬酰胺为主要氨基酸的美拉德反应会产生丙烯酰胺[9]。美拉德反应是还原糖与氨基酸、蛋白质之间的反应，经过复杂的中间反应最终形成棕色或棕黑色的拟黑素以及一些风味物质。它常见于日常生活中的各种烹制手段中，也就导致了丙烯酰胺存在普遍性。有研究表明[10]，天冬酰胺酶的添加可以减少丙烯酰胺的产生，且效果明显，佐证了天冬酰胺是影响丙烯酰胺的产生的重要因素。而富含油脂的物质在加热的过程中，会产生中间产物丙烯醛，丙烯醛能与其他物质反应生成丙烯酰胺[11]。

4 丙烯酰胺的控制

4.1 降低丙烯酰胺的含量

通过在食品中添加物质起到减少丙烯酰胺生成的作用，是目前在工业中常应用的一种方式。吴本阳等的试验研究了模式美拉德反应产物对面包中丙烯酰胺生成量的影响[12]，发现添加低浓度的模式美拉德反应产物、合适浓度的精氨酸与葡萄糖可以显著抑制面包中丙烯酰胺的产生。邱朝坤等对天冬酰胺/葡萄糖低湿模拟反应体系中生成丙烯酰胺的最佳反应与提取条件进行研究[13]，也证明了不同配比的添加剂对丙烯酰胺的生成能产生明显的影响。通过调整配方及生产体系，可以在工业生产上有效抑制丙烯酰胺的产生。

国内外已经发现了可以抑制丙烯酰胺成分的天然活性成分。目前能够起到有效抑制作用的香辛料提取物有具有生物活性的天然生姜成分、皮坤胡辣椒提取物、迷迭香提取物等。水果提取物中的多酚类物质与苯丙苏素类化合物有较强的抑制效果。叶茎类提取物中的竹叶提取物、绿茶提取物中的没食子儿茶素没食子酸酯与橄榄叶提取物均在抑制丙烯酰胺方面有良好作用。谷豆类提取物中存在于谷物外层的游离氨基酸和各类原花青素可以起到抑制丙烯酰胺生成的作用，其中经济效益较高的黑花生衣提取物是理想的抑制剂[14]。

4.2 降低丙烯酰胺的毒性

丙烯酰胺会导致机体产生氧自由基，从而造成细胞的氧化损伤。大蒜素对丙烯酰胺引起的肝肾损伤能够起到保护作用，且对自由基有一定清除作用。它增强了谷胱甘肽S—转移酶的活性，从而降低了环氧丙酰胺所引起的细胞氧化压力的升高[7]。贾会等研究了芦丁对丙烯酰胺染毒大鼠胼胝体髓鞘蛋白表达的影响[15]，发现芦丁抑制了大鼠染毒后引起的胼胝体髓鞘碱性蛋白及髓鞘蛋白脂蛋白的减少，从而能够起到保护作用。但降低丙烯酰胺毒性的明确机理与安全性研究大多停留在实验阶段，尚未在实际的食品生产中得到广泛应用。

4.3 加强对丙烯酰胺的监管

国内外尚未有完善的法律条文限制丙烯酰胺的含量，目前需要加强对丙烯酰胺的监测。对于丙烯酰胺的风险监测已被纳入2020 年食品安全风险监测计划中，对人群中丙烯酰胺的暴露水平也需要进行及时的更新评估[16]，为建立丙烯酰胺的限量值提供可靠的依据。

5 小结

自从丙烯酰胺的毒性被发现后，食品安全行业工作者致力于探寻降低食物中丙烯酰胺毒性或含量的理想方法。目前虽然有各种实验研究已经发现了相对有效的方法，但无法从根源上解决丙烯酰胺的污染问题，且国内外仍然缺少对丙烯酰胺进行有效监管的体系。未来的研究重点将集中在：发现既可以有效抑制丙烯酰胺含量，又能在实际生产中不改变已有食品风味的低成本添加剂；研究抑制丙烯酰胺毒性的机理，为工业化生产安全的生物控制剂提供成熟的理论基础，实现高效、安全的丙烯酰胺污染治理。