Rizici povezani sa toplotnom obradom hrane

Toplotna obrada hrane ključna je za poboljšanje mikrobiološke sigurnosti, povećanje prehrambene kvalitete i smanjenje razine potencijalno toksičnih spojeva u hrani.
Toplotna obrada hrane,bilo u domaćinstvu ili u industrijske,od davnina je praksa  koja poboljšava  organoleptička svojstva hrane,produžuje njeno čuvanje i osigurava
mikrobiološku sigurnost .Toplotna obrada je važan postupak da bi se uopšte očuvala hrana, posebno u proizvodnji hrane koja se drži bez hlađenja.Osim toga, neophodna je jer poboljšava osjetilna svojstva, osobito boju, teksturu i okus u prženim, kuhanim i pečenim proizvodima.

                       

Najčešće konzumirana hrana koja je izložena visokim temperaturama tokom pripreme

Toplina potiče hemijsku promjenu, a mnoštvo novih molekula nastaje u hrani, od kojih se za neke tvrdi da daju pozitivne učinke na zdravlje, na primjer, djelujući kao antioksidanti i antimuta-geni koji djeluju na zdravlje. S druge strane, to može dovesti do stvaranja toksičnih spojeva
zbog inducirane toplote tzv termičko onečišćenje , koji pokazuju kancerogene i u nekim  slu-čajevima mutagena svojstva, kao što su heterociklički amini, akrilamid,furan,furfural i cloro-
propanol.Posebno su štetni heterociklički aromatski amini i policiklički aromatski ugljikovodici, spojeva koji se formiraju pod većim temperama, a ti izvori mogu biti i radno okruženje, dim
cigarete i onečišćenje zraka.

Termički obrađena hrana poput pekarskih proizvoda, pržene kafa, snack hrana, baby puree i rafiniranih ulja mogu sadržavati gore navedene spojeve u različitim količinama kao rezultat toplote i pretvorbi određenih spojeva koji su prirodno dostupni u prehrambenim proizvodima. Konačno, koncentracija opasnosti, zbog toplotnog procesa u hrani ovise o koncentraciji njihovih odgovarajućih prekursora, kao i o uslovima obrade toplotnom energijom.

Hemijske reakcije koje dovode do stvaranja onečišćenja toplotnog procesa u hrani su različite.

U te hemijske rekcije su uključene tvari od kojih se hrana i sastoji:masti,ugljikohidrati,proteini sa ili bez slobodnih aminokiselina kao prekusori.Međusobne reakcije između svih tih sastoja-ka međusobno su povezani i jako ovise od količine hrane,njenog sastava i uslova prerade. 

Najpoznatija reakcija koje se javlja u hrani tokom zagrijavanja,je reakcija između ugljikohidrata i slobodnih amino grupa proteina ili aminokiselina i glavni je izvor nastajanja  spornih spojeva.  Ova reakcija, tzv. Maillardova reakcija, uzrokuje smeđu boju u hrani. Maillardova reakcija daje jedinstvenu boju i okus prehrambenim proizvodima.Međutim, postoje i neke neželjene poslje-dice Maillardove reakcije kao što su:

 (1) gubitak hranjivih tvari poput lizina,
(2) stvaranje toksičnih spojeva poput akrilamida, i
(3) stvaranje  proizvoda koji su odgovorni za razvoj određenih bolesti.

Maillardova reakcija ima tri faze u kojima se formiraju tipični produkti.Neki od njih kao N -e-fruktozilizin (FL) i karboksimetilizin (CML) korišteni su za procjenu količine glikoproteina u grijanoj hrani koja ukazuje na gubitak nutritivne vrijednosti. Neki drugi produkti  Maillardove reakcije su proizvodi kao što su akrilamid i furfural ukazuju na sigurnosne rizike stvorene u hrani tokom toplinske obrade zbog mogućih štetnih učinaka ovih spojeva na ljudsko zdravlje.

U aprilu 2002. godine, izvješće švedskih vlasti o prisutnosti akrilamid (2-propenamid) kod
pržene i pečene hrane, privuklo je pozornost širom svijeta, s obzirom da je akrilamid klasi-ficiran kao vjerojatno kancerogen za ljudi (grupa 2A) od strane IARC-a . Akrilamid nastaje u hrani kao rezultat procesa pečenja, a ta se hrana opet  koristi od kad postoji ljudska vrsta.
Početna istraživanja pokazala su da se hrana bogata ugljikohidratima kao što su krompir, odnosno proizvodi od prženog krompira i kruh od cjelovitog zrna, nalaze se relativno visoke koncentracije akrilamida.

Prisutnost akrilamida u termički obrađenoj hrani, smatra se važnim problemom sigurnosti hrane. Izloženost akrilamida ovisi o prehrambenim navikama stanovništva i načinu na koji se hrana obrađuje i priprema. Općenito, prženi proizvodi od krompira, pekarski proizvodi i pržena kava pojavljuju se kao najvažnije kategorije hrane koje najviše pridonose izloženosti akrilami-du. Razine akrilamida u toplotom obrađenoj hrani ovise od određenih faktora, recepta i uslova toplotne obrade. Poznato je da početne koncentracije prekursora i temperature prerade utječu na brzinu stvaranja akrilamida u hrani .

Tokom pečenja ili prženja hrane,dolazi do isparavanje vode, što je važna prepreka za pove-ćanje unutarnje energije i ograničava količinu formiranog akrilamida. Međutim, veća toplotna obrada hrane, na višim temperaturama uzrokuje brže gubljenje vlage, a upravo ta toplota i razina vlage omogućuju stvaranje akrilamida .U toku pečenja temperatura je različita na razli-čitim mjestima pečenja hrane, kao rezultat  prijenosa topline zavisno od mase proizvoda. Temperatura na površini hrane, raste mnogo brže nego u unutarnjim dijelovima hrane tokom zagrijavanja u uobičajenim uslovima .To čini površinu hrane rizičniji  s gledišta hemijskih reak-cija, što dovodi do stvaranja neželjenih toksičnih spojeva. Utvrđeno je da se stvaranje akrilami-da odvija uglavnom na površini ili u dijelu blizu površine. To uzrokuje veliku razliku između koncentracije akrilamida na površini i sredini hrane.

Kao rješenje, vrlo je korisno pronaći odnos između vremena toplotne obrade i temperature, za procjenu potencijalnih rizika toplinskog procesa. 

Toplotni proces dovodi do nekoliko reakcija u prehrambenim proizvodima koji mogu dovesti do oštećenja prehrambene vrijednosti hrane, stvaranja toksičnih spojeva kao što su akrilamid i furan . Unos ovih egzogenih spojeva može uzrokovati njihovu akumulaciju u krvotoku i proteini-ma tkiva, a zatim prolaze kroz daljnje reakcije  u tijelu. Nedavni nalazi ukazuju da su in vivo Maillardovi reakcijski procesi barem djelomično odgovorni za dijabetičke komplikacije i opći proces starenja. Sve to može doprinijeti smanjenju funkcije tkiva i organa sa vremenom odra-stanja,odnosno povezanost s hroničnim i degenerativnim bolestima, kao što su dijabetes, zatajenje bubrega , arterioskleroza , Alzheimerova bolest i Parkinsonova bolest. Međutim,  me-hanizmi tih učinaka uglavnom su nepoznati. Stoga, postoji jasna potreba za dubljim istraživa-njem ne samo razumijevanjem in vivo učinaka  spojeva prisutnih u grijanoj hrani, već i bolje razumijevanje mehanizama i elemenata koji utječu na njihovo formiranje u hrani.

·