Procesní kontaminanty v potravinách

Tepelné zpracování potravin slouží k zajištění mikrobiální bezpečnosti, k delší udržitelnosti, ke zvýšení stravitelnosti, ale také ke zlepšení senzorických vlastností, jako jsou chuť, vůně anebo barva potraviny. Vznik těchto senzoricky aktivních látek je doprovázen mnoha chemickými reakcemi, mezi nimiž je nejvýznamnější Maillardova reakce. Kromě žádoucích vlastností může docházet také ke vzniku tzv. procesních kontaminantů, které byly charakterizovány jako pravděpodobné či potenciální lidské karcinogeny, a proto představují významnou skupinu látek z hlediska bezpečnosti potravin.

Významnou roli ve vzniku procesních kontaminantů kromě tepelného zpracování potravin hrají podmínky zpracování (čas, vysoká teplota), ale také charakter potravinové matrice, tedy množství přítomných prekurzorů.

Výzkumná témata

Akrylamid

Akrylamid je pravděpodobným lidským karcinogenem skupiny 2A. Vzniká reakcí redukujících cukrů (glukosa, fruktosa) s aminokyselinou asparaginem.  Potraviny, které významně přispívají k dietární expozici akrylamidu, jsou např.  bramborové lupínky, hranolky, káva, cereální výrobky (např. chléb, snídaňové cereálie). Pro stanovení akrylamidu využíváme techniku UPLC-MS/MS.

Estery 3-monochlorpropan-1,2-diol (3-MCPD) a glycidolu

3-MCPD je potenciálním lidským karcinogenem skupiny 2B. Hlavními prekurzory jejich vzniku jsou lipidy (monoacylglyceoly, diacylglyceroly nebo fosfolipidy), které reagují s chloridovými ionty (např. kuchyňská sůl) nebo organochlorovanými sloučeninami. Jejich vznik je úzce spojen s rafinací oleje, ale vznikají také během kulinárních úprav potravin.

Glycidyl estery jsou pravděpodobným lidským karcinogenem skupiny 2B. Hlavní prekurzory jsou diacylglyceroly ale i monoacylglyceroly. Vznikají především v procesu rafinace oleje.

Hlavní dietární expozicí těchto procesních kontaminantů jsou kromě rafinovaných tuků a olejů, také pečivo, cukroviny, ale také dětská kojenecká výživa, pro jejichž zpracování se používají rafinované tuky či oleje.

Pro stanovení těchto procesních kontaminantů využíváme techniky GC-MS/MS nebo UPLC-HRMS.

Furan a jeho deriváty

Furan je potenciálním lidským karcinogenem skupiny 2B. V rámci jeho vzniku se účastní mnoho prekurzorů, jako jsou redukující cukry, aminokyseliny, polynenasycené mastné kyseliny, karotenoidy nebo kyselina askorbová. Potravinou, která významně přispívá k dietární expozici furanu a jeho derivátům, je káva. Dalším dietárním zdrojem furanu jsou sterilované potraviny, kde rizikovou skupinu představují batolata, u kterých je tento typ potravin často hlavním zdrojem živin. Pro stanovení furanu jeho derivátů využíváme zejména techniky SPME-GC-MS/MS a SPME-GC-HRMS.

Předmětem našeho výzkumu je:

 (i) vývoj a aplikace sofistikovaných analytických metod pro detekci procesních kontaminantů. Tyto metody umožňují citlivou detekci, spolehlivou identifikaci a kvantifikaci v komplexních potravinových matricích. Pro stanovení výše uvedených kontaminantů jsou použity akreditované metody dle ČSN EN ISO/IEC 17025:2018.

(2) sledování vlivu technologických podmínek na tvorbu procesních kontaminantů a na charakterizaci jejich výskytu v potravinách. Nedílnou součástí je hodnocení vlivu alternativních technologií zpracování potravin (např. vakuové smažení, ohmický ohřev, pulzní elektrické pole, sterilizace za vysokého tlaku a vysoké teploty) s cílem minimalizace jejich přítomnosti v potravinách a zároveň s ohledem na zachování nutriční a senzorické jakosti potraviny.