Procesní kontaminanty v potravinách

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

Významnou roli vzniku procesních kontaminantů kromě tepelného zpracování potravin představují 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 reakci redukujících cukrů (glukosa, fruktosa) s aminokyselinou asparaginem.  Potraviny, které významně přispívají dietární expozici akrylamidu jsou např.  bramborové lupínky, hranolky, káva, cereální výrobky (př. chléb, snídaňové cereálie). Pro stanovení akrylamidu využíváme techniku UPLC-MS/MS.

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

3-MCPD je potenciální lidským karcinogenem skupiny 2B. Hlavními prekurzory esterově vázané formy 3-MCPD jsou lipidy (monoacylglyceoly, diacylglyceroly nebo fosfolipidy) reagující s chloridovými ionty (př. kuchyňská sůl) nebo organochlorovanými sloučeninami. Jejich vznik je úzce spojen s rafinací oleje, ale vznikají také během kulinárních úpravách potravin.

Glycidol je pravděpodobným lidským karcinogenem skupiny 2B. Hlavní prekurzory esterově vázané formy glycidolu jsou diacylglyceroly ale i monoacylglyceroly. Glycidyl estery 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 dietární expozici furanu a jeho derivátům je káva. Další 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 derivátu 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.

(ii) sledování vlivu technologických podmínek na tvorbu procesních kontaminantů a na charakterizaci jejich výskytu v potravinách. Nedílnou součástí je hodnocení vlivu alternativních technologií zpracování potravin (př. vakuové smažení, ohmický ohřev, pulzní elektrické pole, sterilizace za vysokého tlaku a teploty) s cílem minimalizaci jejich přítomnosti v potravinách a zároveň s ohledem zachovat nutriční a senzorickou jakost potraviny.