22 Aralık 2013 Pazar

Akrilamid üzerine İTÜ'den bir toplama

Akrilamid için verdiğiğm bağlantılar fos çıkabiliyor. Ben de buraya kaydetmeye karar verdim.

Aşağıdaki İTÜ'den hocaların toplaması. Orjinal bağlantısı: http://www.dunyagida.com.tr/haber.php?nid=2845

Akrilamid; oluşum mekanizması ve azaltma stratejileri

Yrd. Doç. Dr. Neşe ŞAHİN YEŞİLÇUBUK, Fatma CEBECİ İstanbul Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü sahinnes@itu.edu.tr, fcebeci@itu.edu.tr
Nişastaca zengin gıdalarda ısıl işlem sonucunda akrilamid oluştuğunun belirlenmesinin ardından, akrilamid bir proses kontaminantı olarak  ilgi  çekmeye başlamıştır. Günümüzde proteince zengin gıdalarda da oluştuğu bilinmekle beraber, yapılan pek çok araştırma akrilamid oluşumu açısından riskli gıdaların başında patates kızartması, patates cipsi, bisküvi, kahvaltılık gevrek gibi ürünlerin geldiğini göstermektedir. Potansiyel karsinojen (kanser yapıcı) olarak değerlendirilmiş olması nedeniyle üründen uzaklaştırılmasını/miktarının azaltılmasını hedefleyen pek çok çalışma vardır. Azaltma stratejileri belirlenirken kullanılacak olan yöntemin risk/fayda değerlendirmesini yapmak önemlidir.  Burada önemli olan husus son ürün kalitesini bozmadan, yeni riskler yaratmadan miktarın azaltılmasıdır. Akrilamidle ilgili üzerinde yoğun olarak çalışılan diğer bir konu da akrilamidin kanserle olan ilişkisidir. Konu ile ilgili olarak bugüne kadar yapılan çalışmalarda bu bağlantı henüz kesin olarak saptanmamıştır. Bu çalışmada akrilamidin toksikolojik açıdan değerlendirilmesi yapılmış oluşum mekanizması açıklanarak gıdalarda azaltılma stratejileri üzerinde durulmuştur.
1.Giriş
Akrilamid 1950’li yıllarda ticari olarak üretilmesinin ardından suyun arındırılması işlemleri, kağıt üretimi, poliester reçine üretimi gibi pek çok proseste, jel kromatografisi ve elektroforez uygulamalarında kullanılmıştır. Ancak İsveç’li bilim adamları tarafından 2002 yılında nişaşta açısından zengin gıdalarda ısıl işlem sonucunda akrilamid oluşumunun belirlemesiyle akrilamid bir proses kontaminantı olarak ilgi çekmeye başlamıştır (ANONİM, 2005).

Şekil.1.Akrilamid
Kaynak:Anonim, 2005.

Özellikle karbonhidratça zengin; kızartma, kavurma gibi proseslerle ısıl işlem gören ürünlerde akrilamid riski bilinmekte olup yapılan taramalar  proteince zengin gıdalarda da akrilamid oluştuğunu göstermiştir (KAPLAN ve ark., 2009). Akrilamidi bu kadar ciddi bir tehlike haline getiren nörotoksik, karsinojenik ve genotoksik etkileri olduğu yönünde yapılan çalışmalardır (CROSS ve SINHA , 2006).
Bu çalışmayla hedeflenen, akrilamid oluşma riskinin görüldüğü gıdalar için akrilamid, akrilamid oluşumu ve azaltma stratejileri hakkında derleme bilgi sağlamaktır.
2.Toksikolojik değerlendirme
Hayvan denemelerinde akrilamidin DNA hasarlarına, kromozom anomalilerine neden olduğu gözlenmiş, bu nedenle Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı (IARC) tarafından insanlar için muhtemel karsinojen olarak nitelendirilmiş ve Grup 2A içinde sınıflandırılmıştır (ANONİM, 2005). Akrilamidin patates kızartmaları başta olmak üzere çeşitli gıdalarda yaygın olarak bulunduğu ileriki yıllarda gündeme gelmiştir. İsveç Ulusal Gıda Yönetimi (SNFA) ve Stockholm Üniversitesi tarafından 2002 yılının Nisan ayında yayınlanan raporda, yüksek sıcaklıkta fırınlanmış ve kızartılmış gıdalarda akrilamid oluşumunun gözlendiği bildirilmiştir, ardından toksikolojik açıdan değerlendirmeler hız kazanmıştır. Haziran 2002’de FAO/WHO akrilamidle ilgili olarak toplanarak  JECFA’dan  akrilamidin  toksikolojik durumu hakkında görüş istemiştir.
Yapılan çalışmalarda akrilamidin, deney hayvanlarının midelerinde hızlı bir şekilde emildiği ve alımını takiben fetüs de dahil olmak üzere çeşitli dokulara yayıldığı gözlenmiştir. JECFA değerlendirmelerine göre akrilamid oral yolla alındığında akut toksisite dozunun 100 mg/kg vücut ağırlığı (v.a.) değerinden, LD50 değerinin ise 150 mg/kg değerinden yüksek olduğu belirtilmektedir. Birkaç hayvan türünde yapılan çalışmalar akrilamidin toksik etkisinin özellikle sinir sistemine yönelik olduğunu göstermiştir. Akrilamide sürekli maruz kalma durumunda toksik hasar sürekli artarak sinir sistemini etkilemektedir. Bu etkiler ileri aşamalarda beynin öğrenme, hafıza ve kavrama bölgelerinde dejenerasyonlara neden olmaktadır. Epidomiyolojik çalışmalar insanlarda da toksik etkinin başlıca hedefinin sinir sistemi olduğunu göstermiştir (ANONİM, 2005).
Akrilamid, vücutta kimyasal olarak reaktif bir epoksit olan glisidamide dönüşmektedir (DOERGE ve ark., 2005).  Ames Salmonella testinde akrilamid mutajenite göstermemesine rağmen glisidamid pozitif sonuç vermiştir. Akrilamid memeli hücrelerinde mutajenik özellik göstermektedir. Ayrıca erkek kemirgenler üzerine yapılan çalışmalar gamet mutajeni olduğunu göstermiştir (ÖZCAN ve ark., 2007). Her ne kadar hayvan deneylerinde akrilamidin mutajenik ve tümör oluşturma etkisi gözlenmiş olsa da yapılan epidemiyolojik çalışmalar kanserle akrilamidi birebir eşleştirmede yetersiz kaldığı belirtilmektedir (PELUCCHI  ve ark., 2011).
 Akrilamidle ilgili son toksikolojik değerlendirmelerde akrilamid için NOAEL değeri 0,2 mg/kg v.a./gün olarak saptanmıştır (ANONIM, 2011).
3. Akrilamid oluşumu
Isıl işlem gören gıdalarda akrilamid oluşumu ile ilgili birçok teori vardır. Bunun nedeni, akrilamidin gıdalarda oluşumuyla ilgili birden fazla mekanizma öne sürülmesidir. Konu ile ilgili olarak yapılan çalışmalarda proteince zengin gıdalarda ısıl işlem sonrasında karbonhidrat içeriği yüksek gıdalara göre daha düşük seviyelerde akrilamid oluştuğu belirlenmiştir (CROSS ve ark., 2006). Bu nedenle karbonhidratça zengin gıdalar (patates, tahıl bazlı gıdalar, vb.) akrilamid oluşumu açısından daha riskli bulunmaktadır (CIESAROVA, 2011).
Uygulanan prosesler incelendiğinde gıdalarda akrilamidin sadece fırınlanma, kızartma ve  kavurma gibi yüksek ısıl işlem uygulamalarında değil kurutma gibi daha düşük işlem sıcaklıklarında da oluştuğu  gözlenmiştir (AMREIN ve ark., 2007).

 3.1.Oluşum mekanizmaları
Akrilamid oluşumu ile ilgili çeşitli mekanizmalar üzerinde durulmuş olup, bu mekanizmalar Şekil 2’de gösterilmektedir.  Şekil 2’den de görüleceği birinci mekanizmada kızartma sırasındaki yüksek sıcaklık etkisiyle yağdaki trigliseritler akroleine dönüştükten sonra akrilamid oluşmaktadır. İkinci mekanizmada ise ortamdaki aminoasitler ile indirgen şekerlerin reaksiyonu sonucu akrilamid oluşumu gerçekleşmektedir (BECALSKI ve ark., 2003).

Şekil.2. Akrilamid oluşumunda üzerinde durulan mekanizmalar
Kaynak: Becalski A., Lau B. P.-Y., Lewis D., Seaman S.W., s2003. Acrylamide in Foods: Occurance, Sources and Modeling. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2003, 51, 802-808. (Uyarlanmıştır.)
Günümüzde ise akrilamid oluşumu için temel bileşenlerin ısıl enerji ve asparajin olduğu bilinmekte, karbonhidratça zengin gıdaların yapısındaki şeker, karbonil kaynağı olarak görev yaptığı için riskli gıda grubu olarak anılmaktadır. Ancak akrilamid oluşumunda kilit bileşen asparajindir. Asparajin dekarboksilasyonla 3-aminopropionamide  (3-APA) dönüşerek akrilamid oluşturabilmektedir (GÖKMEN, 2010).

 3.2. Oluşumunu etkileyen faktörler
Akrilamid oluşumunu etkileyen faktörler ürün değişkenleri ile proses değişkenleri olarak incelenebilir.
3.2.1. Ürün değişkenleri
Asparajin: Asparajin akrilamid oluşumunda öncül madde olup, miktarı arttıkça akrilamid oluşum düzeyinin de arttığı belirtilmektedir (BECALSKI, 2003; RYBERG, 2003; GÖKMEN, 2010).
Şeker tipi ve konsantrasyonu: Formülasyonda glukoz oranı arttıkça akrilamid düzeyinde artış gözlendiği yapılan çalışmalarla belirlenmiştir. Bunun yanısıra formülasyondaki şeker tipi de akrilamid oluşum düzeyini etkilemektedir. Uygulanan model sistemde glukoz ve fruktoz karşılaştırıldığında fruktozun daha yüksek miktarlarda akrilamid oluşuma neden olduğu görülmüştür (BECALSKI ve ark., 2003). Formülasyondaki sukrozun glukoz ile yer değiştirmesi sonunda ise akrilamid düzeyinde belirgin azalma sağlanmıştır (GÖKMEN   ve ark., 2007).
Ürün pH değeri: Gıdanın pH değeri gıda maddelerinde gerçekleşen birçok reaksiyonu etkilediği gibi bu reaksiyonlar da gıdanın pH değerini etkileyip değiştirebilmektedir. pH değerin düşürülmesi Maillard reaksiyonunun istenmediği durumlarda reaksiyonun azaltılması veya engellenmesini sağlar. Akrilamid oluşumu da Maillard reaksiyonu gibi pH değerinin değişiminden etkilenmektedir. Akrilamid oluşumu için gerekli optimum pH 7-8’dir. Asitlik artırıldığında akrilamid oluşumu için gerekli olan Schiff bazının oluşum mekanizması bloke edilmektedir. Ortam pH’sının değişimi, hem şekerlerin hem de amino grubunun reaktifliklerini  etkilemektedir (CLAEYS  ve ark., 2005).
Ürünün su içeriği: Akrilamid oluşumunda nem, oldukça etkilidir. Maillard reaksiyonunda yüzde 12-18’lik nem düzeyine ihtiyaç vardır. Akrilamid oluşumunda patateslerde suyun büyük bir kısmının buharlaşması ile güçlü bir artış tespit edilmiştir, bu artış hem akrilamid oluşumunda hem de yıkımında  gözlenmektedir, ortamdaki nem azaldıkça akrilamid oluşumu hızlanırken akrilamid yıkımı da hızlanmaktadır (CLAEYS ve ark., 2005).
Gıda matrisi: Karbonhidratça zengin gıdalar akrilamid oluşumu açısından daha riskli görülmekle beraber yalnızca bu gıda grubunun riskli olduğu söylenemez. Proteince zengin gıdalarda karbonhidratça zengin gıdalara oranla daha düşük seviyelerde akrilamide rastlanmıştır. Bu durum akrilamidin proteinlere bağlanmasıyla açıklanmaktadır (CLAEYS ve ark., 2005). Yapılan pek çok akrilamid taraması da bu sonucu doğrular niteliktedir (ANONİM, 2005). Yağ içeren gıdalarda lipit oksidasyon ürünlerinin bir indüktör olarak asparajinin akrilamide dönüşümünü desteklediği varsayılmaktadır (ZAMARO ve ark., 2008). Özellikle ortamda şekerin bulunmadığı durumlarda   lipit oksidasyon ürünleri  karbonil kaynağı olması bakımından önemlidir (CAPUANO ve ark., 2010).
3.2.2. Proses değişkenleri
Sıcaklık-süre: Bir proses kontaminantı olan akrilamid oluşumu için termal enerji gereklidir. Akrilamidle ilgili yapılan ilk çalışmalar, oluşumu için yüksek sıcaklıkları öngörmekteydi ancak günümüzde çok yüksek sıcaklıklara gerek olmadığı yönünde pek çok çalışma vardır. Gerekli olan nem düzeyi sağlandığında 120ºC’nin altındaki sıcaklıklarda akrilamid oluşumu görülmektedir. Sabit sıcaklıkta (200ºC) ısıl işlem süresi uzadıkça akrilamid miktarı artmakla beraber, aynı sıcaklıkta belli bir sürenin üzerinde yapılan işlemlerde oluşan akrilamid miktarının azaldığı görülmüştür. Bu etki akrilamid yıkım reaksiyonlarının hızlanmasıyla açıklanmaktadır (RYDBERG ve ark., 2003).
GÖKMEN ve ark. (2005) patates kızartması üzerine yaptıkları çalışmada 150ºC, 170ºC, 190ºC‘de 9 dakikalık kızartma sürelerinde kabuktaki akrilamidin yükselen sıcaklıkla beraber arttığını doğrulamıştır. Bu araştırma sadace artan sıcaklığın değil aynı zamanda uzayan kızartma süresinin de akrilamid düzeyini artırdığını göstermiştir. Bu çalışmada ayrıca patatesin yüzeyi ile iç kısmı arasında akrilamid düzeylerinin farklı olduğu ve akrilamid düzeyinin patatesin yüzey kısmında en yüksek değere ulaştığı sonucuna varılmıştır.

4. Çeşitli gıdalarda tespit edilen akrilamid seviyeleri
Ticari olarak üretiminin yanı sıra yapılan araştırmalarla akrilamidin bir proses kontaminantı olarak önemi günden güne belirgin hale gelmektedir. İsveç’te yapılan çalışma, günlük diyet ile alınan akrilamid miktarının yüzde 85’inin patates cipsleri, patates kızartmaları kahve, ekmek, bisküviler ve kahvaltılık gevreklerden kaynaklandığını göstermiştir  (KONİNGS ve ark., 2003).
FDA, gıdalardaki akrilamid düzeyleriyle ilgili bir eylem planı hazırlamış ve bu eylem planında hedeflerini belirlemiştir. FDA tarafından insanların yoğun akrilamid alım kaynakları olan gıdalar ve ortalama akrilamid miktarlarıyla ilgili yaptığı değerlendirmelerde 20 Kasım 2003 - 7 Ekim 2004 tarihleri arasında piyasada mevcut çeşitli gıda gruplarının akrilamid miktarlarının belirlenmesi yönünde bir çalışma yapılmıştır. Sonuçların değerlendirilmesinde tespit edilme limiti bebek mamaları hariç 20 ppb’dir. Bebek mamalarında bu değer 10 ppb olarak alınmış, bu limitlerin altındaki değerler tespit edilemedi (TE) olarak değerlendirilmiştir.
Tablo 1. FDA’nın akrilamid taraması sonuçları
Gıda Akrilamid (ppb)
Kahve 27-609
Ekmek ve fırıncılık ürünleri TE-58
Kahvaltılık gevrekler TE-534
Krakerler 39-1540
Patates cipsleri 462-1970
Patates kızartmaları 109-1250
Bebek mamaları TE
Kaynak: Anonim , 2004 (Uyarlanmıştır).
EFSA (Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi)’nin de akrilamidle ilgili çalışmaları mevcuttur. Farklı yaş grupları tarafından diyet ile birlikte alınan akrilamid miktarlarını belirleyebilmek için üye ülkelerde tüketilen gıdalarda akrilamid seviyelerini izlemiş, konuyla ilgili rapor yayınlamıştır. Rapordaki 2007 yılı verileriyle 2009 yılı verileri kıyaslandığında 22 gıda örneğinin sadece 3 tanesinde (çörekler, bebe bisküvileri, krakerler) akrilamid miktarında azalma gözlenmişken hazır kahve ve gevrek ekmeklerde artış söz konusu olmuştur. Diğer örneklerdeki akrilamid miktarı aynı seviyelerde kalmıştır (ANONİM, 2011).
Ülkemizde üretilen ürünlerin akrilamid miktarlarının tespit edildiği çalışmalar da mevcuttur (Tablo 2).
Tablo 2.  Türkiye’deki çeşitli ürünlerin akrilamid miktarları
Gıda Ortalama (µg/kg) En Düşük ve En Yüksek Değerler (µg/kg) Örnek Sayısı
Buğday gevreği 177 <10-468 24
Bisküvi 198 <10-648 16
Çikolata 75  37-100 5
Ekmek 38 <10-85 22
İnstant kahve 260  95-402 6
Kraker 247  26-587 18
Patates cipsi 834  59-2336 8
Patates kızartması 403 355-436 9
Zeytin(siyah) 82 <10-216 8
Kaynak: Ölmez H.,Tuncay F.,Özcan N., Demirel S., 2008. Survey of acrylamide levels in foods from the Turkish market. Journal of Food Composition and Analysis. 21 (2008) 564– 568 (Uyarlanmıştır).
Yapılan araştırmalar Ülkemizde de akrilamid açısından riskli gıdaların başında patates kızartmaları, patates cipsleri, bisküvi, kahvaltılık gevrek gibi ürünler olduğunu göstermektedir.
İncelenen ürünlere bakıldığında karbonhidratça zengin gıdalar göze çarpmakla beraber proteince zengin gıdalarda da akrilamid oluştuğu görülmektedir. Türk mutfağında önemli bir yere sahip olan döner, ızgara, kebap gibi et ve tavuk ürünleri akrilamid içeriği bakımından incelenmiş ve  akrilamid  düzeyi 25-250µg/kg aralığında saptanmıştır (KAPLAN ve ark., 2009). Sonuçlardan da görüleceği gibi hem ekmek gibi ürünlerde oluşması, hem de hazır gıdaların artan tüketim oranlarıyla bağlantılı olarak akrilamidin insan sağlığı açısından risk oluşturduğu söylenebilmektedir.

5. Önleme ve azaltma stratejileri:
Akrilamidin ısıl işlemle oluşumunun ve potansiyel karsinojenik etkisinin tespitinin ardından gıdalarda oluşum miktarlarını azaltmak ve kontrol altına alabilmek için farklı ürünlerde pek çok çalışma yapılmıştır. Üründen tamamen uzaklaştırılması mümkün olmadığından çalışmalar mümkün olan en yüksek oranda azaltmayı hedeflemiştir. Bu çalışmaların etkinliğini belirleyen sadece akrilamid seviyesinde sağladıkları azalma değil aynı zamanda uygulanan yöntemin ürünün duyusal özelliklerinde, kalite değerinde bir değişikliğe neden olmaması ve işletmelerde uygulanabilirliğidir (ANONİM, 2009).
Aşağıda çeşitli ürünlerde değişik zamanlarda yapılan çalışmalara örnekler verilmiştir. Bu azaltma çalışmaları ürünün formülasyonuna yönelik ve uygulanan prosese yönelik azaltma çalışmaları olarak değerlendirilebilmektedir.
5.1. Ürün formülasyonuna yönelik çalışmalar
İndirgen şekerler akrilamid oluşumunda karbonil kaynağı olarak rol oynamakta ve dolayısıyla üründe indirgen şeker miktarının artması daha fazla akrilamid oluşumuna neden olmaktadır. Bu nedenle hammaddede bulunan indirgen şeker miktarını azaltarak akrilamid oluşumunun kontrol altına alınması mümkündür. GÖKMEN ve ark.(2006) patates üzerine yaptıkları çalışmada depolama sırasında patateste artan indirgen şeker miktarını azaltarak, söz konusu üründe akrilamid oluşum miktarını azaltmayı hedeflemiştir. Çalışmada iki farklı ışınlama dozu (50 ve 200 Gy) ile ışınlanmış ya da kontrollü atmosfer koşullarında depolanmış patateslerin aylık şeker ve asparajin bileşimindeki değişimler incelenmiştir. Kontrollü atmosfer koşullarında ortamdaki oksijenin azalması, depolama sırasında indirgen şeker miktarını artırmıştır. Normal atmosferde depolamanın indirgen şeker miktarını azaltıcı yönde etkisinin olduğu ve bu etkinin ışınlamayla daha da geliştirilebileceği görülmüştür (GÖKMEN  ve ark., 2006).
Akrilamid oluşumunu engelleyici ajanların kullanımı da akrilamid miktarının azaltılmasında önemlidir. Bu ajanlara örnek olarak çay kateşinleri, ferulik asit, sodyum bikarbonat, amonyum bikarbonat verilebilir. Bu ajanlar arasında endüstriyel açıdan uygulanabilirliği ve ucuz olması, duyusal açıdan ağızda istenmeyen bir tat bırakmaması gibi artılarıyla  kalsiyum klorür (CaCI2) uygulama potansiyeli en yüksek ajandır (OU ve ark., 2008).
Kalsiyum klorür, patates kızartmalarında akrilamid oluşumu sınırlandırmada etkili olmuştur (GÖKMEN ve ark., 2005). Ancak bazı gıdalarda akrilamid oluşumunu azaltmada etkili olan ajan, başka bir gıdada aynı etkiye sahip olmayabilir. Kalsiyum klorür  zeytinde kullanıldığında akrilamidi azaltmada belirgin bir etki göstermemiştir (CASADO  ve ark., 2010). Zeytinde akrilamid azaltıcı ajan olarak sarımsak kullanıldığında belirgin bir azalma sağlanmış ancak duyusal testlerde panelistler üründeki sarımsak tadı aldıkları için ürünü kabul edilebilir bulmamışlardır. Tüketici kabulünü etkilemeden akrilamid seviyesinin aşağıya çekilmesi için zeytinde sodyumbisülfat (NaHSO3) kullanımının etkili olduğu bulunmuştur (CASADO ve ark., 2010).
Akrilamid miktarının azaltılmasında model sistemlerde bazı fenolik bileşiklerin kullanımı artan sıcaklıkla (>125°C)  ve ısıl işlem süresiyle beraber akrilamid miktarının arttırdığı ancak troloks, ferulik asit, gallik asit, protokateşeik asit ve kafeik asit kullanımının akrilamid miktarının azaltılmasında etkili olduğu görülmüştür (KOTSİOU  ve ark., 2011). Bunun yanısıra fenolik bileşiklerin farklı etki mekanizmalara sahip olması çeşitli araştırma sonuçlarının birbiri ile çelişmesine neden olmaktadır. Bu durum, terminal fonksiyonel grupların (aldehit veya amino) akrilamit miktarının azaltılmasında rol oynayabileceği belirtilmektedir (ZENG ve ark., 2009).
Antioksidanların yüksek sıcaklıklarda ısıl işlem görmüş gıdalarda akrilamit oluşumunu azalttığı  yönünde çeşitli bulgular mevcut olup, bu mekanizmanın üç farklı şekilde işlediği düşünülmektedir. Bunlardan birincisi, oksidasyon ürünlerinin oluşmuş akrilamidin yıkımına sebep olması, ikinci teori oluşan quinonların ve karbonil bileşikleriinn akrilamidin öncüsü olan asparajin ile reaksiyona girmesi, ve üçüncü teori ise kızartma yağında oluşan karbonil bileşiklerin oluşumunun antioksidanlarla engellenmesi yönündedir (OU ve ark., 2010).
 
Akrilamid oluşumunu azaltma yönünde yapılan çalışmalar hammadde özelliklerini de kapsamaktadır. Örneğin patateste varyete, hasat yılı, depolama koşulları gibi şartların patates ürünlerindeki akrilamid düzeyine etkisi pek çok araştırmacının ilgisini çekmiştir. Sülfat fakir topraklarda yetişen buğday üzerine yapılan araştırmalarda bu tip buğdaylarda daha yüksek miktarlarda asparajine rastlanmıştır (MUTTUCUMARU ve ark., 2006). Yüksek miktarda asparajin içeren patateslerden üretilen patates cipslerinde de daha yüksek oranda akrilamid oluştuğu gözlenmiş olup, bu ürünlerdeki akrilamid düzeyinin  asparajin içeriği kadar indirgen şeker düzeyinden de etkilendiği belirlenmiştir (WİCKLUND  ve ark., 2006).

5.2. Proses parametrelerini değiştirmeye yönelik çalışmalar
Ürün formülasyonunun yanısıra ısıl işlem süresi-sıcaklık ya da proses öncesi uygulanan ön işlemler gibi proses parametrelerini değiştirerek akrilamid miktarını azaltmaya yönelik çalışmalar da mevcuttur. Aşağıda bu uygulamalara örnekler verilmiştir.
Maltla ilgili yapılan bir çalışmada koyu renkli bira üretimi ve bazı fırıncılık ürünlerinde kullanılan koyu kavrulmuş maltın içerdiği akrilamid oranı incelenmiş ve akrilamid oranını azaltmak için asparajinaz enzimi ve asparajin aminoasidi ile rekabet eden glisin aminoasidinin kullanımı araştırılmıştır. Bu çalışma sonunda kavurma sıcaklığı arttıkça akrilamid oranının arttığı, malt renginin koyulaştığı ve kurutma basamağından önce yeşil malta asparajinaz enzimi ve glisin uygulamasının kavurma sırasında akrilamid oluşumu üzerine sınırlandırıcı etkisinin olduğu görülmüştür. İki farklı sıcaklıkta (150° C, 175° C) kavrulan örneklerde enzim ilavesiyle akrilamid miktarında  sırasıyla yüzde 24,6 ve yüzde 16,5 oranlarında azalma sağlanmıştır.  Farklı miktarlarda glisin ilavesi ile de akrilamid miktarı azaltılabilmiştir. Bu iki uygulamanın kombinasyonuyla akrilamid miktarında yüzde 60,5 oranında azalma olduğu gözlenmiştir (KÖKSEL, 2009). Akrilamid miktarını azaltmak için asparajinaz kullanımı ticari olarak da uygulanmakta olup, asparajinaz enzimi GRAS statüsündedir (ANONİM, 2009).
Isıl işlem süresinin azaltılması yoluyla da akrilamid miktarının azaltılması yönünde çalışmalar mevcuttur. GÖKMEN ve ark.(2009)  yaptıkları başka bir çalışmada,  kızartma sırasında oluşan akrilamid miktarına dondurulmuş parmak patateslere mikrodalga ön çözündürme işleminin etkisi incelenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda mikrodalga çözündürme ön işlemi ile parmak patateste 170, 180 ve 190°C'lerdeki kızartma sıcaklıklarında oluşan akrilamid miktarı sırası ile yüzde 10, yüzde 89 ve yüzde 64 oranında azaltılmıştır. Uygulanan işlem sonucunda elde edilen örneklerin renk, tekstür ve yağ içeriği gibi kalite özellikleri kontrol örnekleriyle kıyaslanmış ve incelenen özellikleri bakımından kontrol örneklerine benzer bulunmuştur. Bu çalışma akrilamid miktarının azaltılabilmesi için 175°C’ nin altındaki sıcaklıklarda ısıl işlemlerin uygulanması gerektiğini doğrular niteliktedir. Nitekim FAO akrilamid oranını önemli düzeyde azaltmak için kızartma sıcaklığını 175° C nin altına çekmek gerektiğini vurgulamıştır (ANONİM, 2004).
Patates kızartmaları üzerine yapılan bir başka çalışmada kızartma işlemi öncesinde, kısa sürede uygulanan haşlama işleminin ve sitrik asit çözeltisinde bekletmenin akrilamid oluşumu üzerine etkileri incelenmiştir. İncelenen örneklerde 50° C’de 70 dakika  ve 70° C’de 40 dakika  uygulanan haşlama işlemi sonrası sırasıyla yüzde 91-97 oranında  azalma sağlanmıştır. 10 ve 20 g/l sitrik asit çözeltisi ile 1 saat muamele edilen patates örneklerinde oluşan akrilamid miktarlarında yüzde 70’e yakın bir azalma sağlandığı belirtilmektedir (PEDRESCHİ  ve ark., 2007).
Kavrulmuş bademlerle yapılan başka bir çalışmada ise akrilamit oluşumuna badem cinsi, yetiştirildiği bölge ve hasat yılının istatistiksel olarak bir etkisinin bulunmadığı görülmüştür. Ancak stabilite çalışmaları, kavrulmuş badem örneklerinin 60° C’de 3 gün süre ile depolanması sonucunda akrilamid seviyelerinde ortalama yüzde 50,2 oranında bir azalma olduğunu göstermiştir (ZHANG ve ark., 2011).
Gerek formülasyonlarda yapılan değişiklikler gerekse proses parametrelerinde yapılan değişiklikler ile akrilamid oluşum mekanizmasına müdahale edilerek gıdalarla birlikte alınan akrilamid miktarının azaltılması/engellenmesi yönünde pek çok çalışma ve uygulamalar mevcuttur. Bu uygulamaların yanı sıra son üründen akrilamidin vakum altında uzaklaştırılması yönünde çalışmalar da yapılmıştır. Örneklere basınç altında vakum uygulandığında akrilamid miktarında önemli bir değişme gözlenmezken, 0.83 su aktivitesine hidrate edilmiş patates cipsleri ve bisküvilerde 60° C’de 6,67 Pa vakum uygulamasının akrilamidi uzaklaştırmada başarılı olduğu görülmüştür. Ancak bu işlemde vakum uygulamasının süresi arttıkça ortam akrilamid oluşumunu destekler niteliktedir  (ANESE ve ark., 2010).
Avrupa Gıda ve İçecek Konfederasyonu (CIAA) endüstride akrilamid oluşumunu azaltabilmek için şimdiye kadar bu konuda yapılan çalışmaları derleyerek bir araç çubuğu yayınlamıştır. Burada çeşitli gıdalar için çeşitli sektörlerde pratik bir şekilde uygulanabilecek akrilamid azaltma stratejileri yer almaktadur. Gıdalarda oluşan ısıl işlem kaynaklı toksik bileşikleri elimine edebilmek için 2003-2007 yılları arasında yürütülen bir AB projesi olan “HEATOX” projesinin sonuçları ve endüstrinin konuyla ilgili tecrübeleri araç çubuğunun bilgi kaynağını oluşturmaktadır (ANONİM, 2009).
Gıdalarda akrilamid azaltma stratejileri oluşturulurken, ürün kompozisyonu ya da proses koşulları değiştiğinde bu değişikliklerin ürünün besleyiciliğini, kalitesini, güvenliğini ne şekilde etkilediği de düşünülmelidir. Örneğin patates kızartmalarında düşük sıcaklıklarda kızartma yapmak akrilamid düzeyini azaltırken kızartma işlemini gerçekleştirmek için daha uzun sürelerde ısıl işlem uygulanması ürünün daha yağlı olmasıyla sonuçlanmaktadır (ANONİM, 2009). Burada risk ve fayda değerlendirmesi yapabilmek önemlidir, bir riski elimine etmeye çalışırken yeni bir risk yaratmaktan da kaçınılmalıdır.

6. SONUÇ
EFSA’nın diyetle birlikte alınan akrilamid miktarı üzerine yaptığı taramalarda görüldüğü üzere ürünlerin akrilamid miktarındaki azalmalar her üründe başarılı ile sonuçlanmamıştır, birkaç üründe başarılı sonuç alınmıştır ancak sınırlı kalmıştır. İncelenen 22 gıda örneğinin sadece 3 tanesinde akrilamid miktarında azalma gözlenmiş, hazır kahve ve kızarmış ekmeklerde ise artış görülmüştür. Gıdalar yoluyla toplam akrilamid alımını azaltmak için patates kızartması, kahve ve gevrek ekmek tüketiminden kaynaklanacak akrilamid miktarını azaltabilmek ve kontrol altına alabilmek gereklidir.
Yapılan çalışmalardan da görüldüğü gibi akrilamid düzeyini kontrol edebilmek, ürünün üretileceği hammaddenin seçim basamağından başlamaktadır. Uygun hammadde ve proses koşulları optimizasyonu ile akrilamid miktarında önemli oranda azalma sağlanabilmektedir.

7.Kaynaklar
       
        AMREIN  T. M., ANDRES L., ESCHER F., AMADO R., 2007. Occurrence of acrylamide in selected foods and mitigation options. Food Additives and Contaminants, Supplement 1; 24 (S1): 13–25.
        ANESE M., SUMAN M., NICOLI M. C., 2010. Acrylamide removal from heated foods. Food Chemistry, 119:  791–794.
 ANONİM, 2003. Chemical Fact Sheets. (WHO), http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/en/gdwq3_12.pdf (Alıntı tarihi: 23.04.2011)
        ANONİM, 2005. Summary and conclusions of the sixty-fourth meeting of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) 7 - 17.
        ANONİM, 2009. CIAA Toolbox. Şubat 2009 - Rev. 12.
       ANONİM, 2011. Scientific report of EFSA results on acrylamide levels in food from monitoring years 2007-2009 and exposure assesment.
        BECALSKI A., LAU B. P. -Y., LEWIS D., SEAMAN S.W., 2003.Acrylamide in foods: Occurance, sources and modeling. Journal Agricultural Food Chemistry,  51: 802-808.
        CAPUANO E., OLIVIERO T., AÇAR Ö., GÖKMEN V., FOGLIANO V., 2010. Lipid oxidation promotes acrylamide formation in fat-rich model systems. Food Research International,  43: 1021–1026.
        CASADO F.J., SANCHEZ A.H., MONTANO A., 2010. Reduction of acrylamide content of ripe olives by selected additives. Food Chemistry,  119:  161–166.
        CIESAROVA Z., 2011. Successes and limitations in acrylamide mitigation efforts Part 1: Relevance, occurence and exposure. Agro Food Industry Hi-Tech,  22(3): 26-28.
        CLAEYS W.L., DE VLEESCHOUWER K., MARC HENDRICKX M.E., 2005. Quantifying the formation of carcinogens during food processing: acrylamide. Trends in Food Science & Technology,  16: 181–193.
        CROSS A., SINHA R., 2006. Impact of food preservation, processing and cooking on cancer risk. Chapter 5. by Taylor & Francis Group, LLC.
 DOERGE D.R., GAMBOA da COSTA G., McDANIEL L.P., CHURHWELL M., TWADDLE N.C., BELAND F.A., 2005. DNA adducts derived from administration of acrylamide and glycidamide to mice and rats. Mutation Research 580: 131–141.
EPA veritabanı,   http://www.epa.gov/iris/subst/0286.htm (Alıntı tarihi: 30.11.11)       
FDAveritabanı,2004.http://www.fda.gov/Food/FoodSafety/FoodContaminantsAdulteration/ChemicalContaminants/Acrylamide/ucm053549htm (Alıntı tarihi:24.04.2011)
        GÖKMEN V., 2010. Gıdalarda Akrilamid.II.Gıda Güvenliği Kongresi, İstanbul, 9-10 Aralık.
        GÖKMEN V., ACAR J., AKBUDAK B., TURAN Z.M. Kontrollü atmosferde depolama ve ışınlama uygulamalarının patateslerde akrilamid oluşum riski üzerine etkileri. TÜBİTAK Proje No: TOVAG 3248 (Ankara, 2006).
        GÖKMEN V., AÇAR Ö., KÖKSEL H., ACAR J., 2007. Effects of dough formula and baking conditions on acrylamide and hydroxymethylfurfural formation in cookies.  Food Chemistry, 104: 1136–1142.
        GÖKMEN V., PALAZOĞLU K., 2009. Mikrodalga çözdürme önişlemi ile kızartma sırasında parmak patateslerde oluşan akrilamid miktarının azaltılması. TÜBİTAK Proje No: 108O003 (Mersin, 2009).
        GÖKMEN V., PALAZOĞLU K., ŞENYUVA H.Z., 2006. Relation between the acrylamide formation and time –temperature history of surface and core regions of French fries. Journal of Food Engineering, 77: 972–976.
        GÖKMEN V., ŞENYUVA H.Z., 2005. Acrylamide formation is prevented by divalent cations during the Maillard reaction. Food Chemistry, 103: 196–203.
        KAPLAN O., KAYA G., ÖZCAN C., İNCE M., YAMAN M., 2009. Acrylamide concentrations in grilled foodstuffs of Turkish kitchen by high performance liquid chromatography-mass spectrometry.  Microchemical Journal,  93:173–179.
        KONINGS E.J.M., BAARS A.J., van KLAEVEREN J.D.,  SPANJER M.C., RENSEN P.M., HIEMSTRA M., van KOOIJ J.A., PETERS P.W.J.,2003. Acrylamide exposure from foods of the Dutch population and an assessment of the consequent risks. Food and Chemical Toxicology,  41: 1569–1579.
        KTSIOU K., TASIOLA-MARGARI M., CAPUANO E., FOGLIANO V., 2011. Effect of standard phenolic compounds and   olive oil phenolic extracts on acrylamide formation in an emulsion system. Food Chemistry 124 : 242–247.
        KÖKSEL H., 2009. Malt üretiminde akrilamid oluşumunun sınırlandırılması.TÜBİTAK Proje No: TOVAG 108 O 185 (Ankara,2009).
        MUTTUCUMARU N., HALFORD  N.G., ELMORE J.S., DODSON A.T., PARRY M., SHEWRY P.R., MOTTRAM D.S., 2006. Formation of high levels of acrylamide during the processing of flour derived from sulfate-deprived wheat. Journal of Agricultural and Food Chemistry,  54: 8951-8955.
        OU S., LIN Q., ZHANG Y.,  HUANG C., SUN X., FU L., 2008. Reduction of acrylamide formation by selected agents in fried potato crisps on industrial scale. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 9 116–121.
        OU S., SHI J., HUANG C., ZHANG G.,TENG J., JIANG Y., YANG B.,2010. Effect of antioxidants on elimination and formation of acrylamide in model reaction systems. Journal of Hazardous Materials,  182: 863–868.
        ÖLMEZ H., TUNCAY F., ÖZCAN N.,DEMİREL S., 2008. A survey of acrylamide levels in foods from the Turkish market. Journal of Food Composition and Analysis,  21: 564-568.
        ÖZCAN K., ÖZEN H., KARAMAN M., KAMBER, U., 2007.  Farelere gebelik süresince değişik miktarlarda verilen akrilamidin yavrularda beyin gelişimi üzerine etkisinin immunohistokimyasal yöntemlerle incelenmesi. TÜBİTAK Proje No: TOVAG 106 O 001 (Ankara, 2007).
        PEDRESCHI F., KAACK K., GRANBY K.,2004.Reduction of acrylamide formation in potato slices during frying. Lebensm.-Wiss. u.-Technol., 37:  679–685.
        PELUCCHI C., GALEONE C., TALAMANI R., NEGRI E., POLESEL J., SERRAINO D., La VECCHIA C., 2011. Dietary acrylamide anda pancreatic cancer risk in an Italian case-control study. Annals of Oncology,  22: 1910-1915.
        WICKLUND T., ØSTLIE H., LOTHE O., KNUTSEN S.H., BRATHEN E.,KITA A., 2006. Acrylamide in potato crisp—the effect of raw material and processing. LWT, 39: 571–575.
        ZAMARO R., HIDALGO F.J., 2008. Contribution of lipid oxidation products to acrylamide formation in model  systems. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56: 6075-6080.
      ZENG X., CHENG K. W., JIANG Y., LIN Z. X., SHI J. J., OU S. Y., ve ark., 2009. Inhibition of acrylamide formation by vitamins in model reactions and fried potato strips. Food Chemistry, 116:34–39.
      ZHANG G., HUANG G.W., XIAO L., SEIBER J., MITCHELL A. E., 2011. Acrylamide formation in almonds (Prunus dulcis): Influences of roasting time and temperature, precursors, varietal selection and storage. Journal of Agricultural and Food Chemistry 59, (15):  8225-8232.

1 yorum:

GM dedi ki...

Ay ay geç gördüm nasıl geçti sınav:)))