Akrilamid u hrani - PBF

Akrilamid 


2-propenamid 

 

 

“crosslinker” – 

metilenbisakrilamid 

 

Kemijska formula: 

C 3 H 5 NO 

Molarna masa: 

71.08 g/mol 

Bijeli kristali lako topivi u 

vodi 

Bez okusa i mirisa 

Uporaba u industiji – 

polimeri akrilamida 

tetrametiletilendiamin (TEMED) – 

katalizator u polimerizaciji gelova 

Poliakrilamid: polimer (-CH 2 CHCONH 2 -) 

formiran iz monomernih jedinica 

akrilamida koje mogu biti i križno povezane 

http://www.nationaldiagnostics.com/article_info.php/articles_id/6 

1

Poliakrilamid 

Polimeri akrilamida (poliakrilamid) koriste 

se u proizvodnji umjetnih materijala, boja 

i ljepila te u industriji papira i tekstila 

Tijekom obrade pitke vode kao flokulanti 

U kozmetičkoj industriji 

U grañevinskoj industriji 

Toplina, svjetlost, te odreñeni parametri u 

okolišu (izuzev pH) promoviraju 

depolimerizaciju 

Poliakrilamid 

Kozmetička industrija – zakonska 

regulativa NN 47/2008 

Poliakrilamidi 

a) proizvodi za njegu tijela koji se ne 

ispiru - maksimalni sadržaj slobodnog 

monomera akrilamida 0,1 mg/kg 

b) ostali kozmetički proizvodi - 

maksimalni sadržaj slobodnog monomera 

akrilamida 0,5 mg/kg 

prisustvo svesti na najmanju moguću 

tehnološki ostvarivu mjeru 

2

Akrilamid u hrani 

Studija švedskih znanstvenika o 

profesionalnoj izloženosti akrilamidu u 

grañevinskoj industriji (konstrukcija 

tunela - akrilamid korišten kao adjuvans 

sredstva za brtvljenje) dovela do 

spoznaje o prisustvu akrilamida i u hrani 

2002. g. Swedish National Food 

Administration i University of Stockholm 

zajednički objavili rezultate istraživanja: 

Hrana bogata na ugljikohidratima 

procesirana pri visokim temperaturama sadrži 

značajnu količinu akrilamida 

http://jnci.oxfordjournals.org/cgi/content/full/94/12/876 


Procesiranje hrane pri visokim temperaturama 

(pečenje, prženje) 

Smatra se da su najvažniji čimbenici u njegovoj tvorbi 

temperatura i vrijeme procesiranja hrane 

Tvorba akrilamida odvija se na površini namirnice, pri 

čemu je važna prisutna količina vode 

Prisutnost u hrani nije rezultat kontaminacije iz 

okoliša! 

3


Pretpostavljeni mehanizmi nastajanja su: 

preko akrilaldehida (akrolein) i akrilne 

kiseline, dobivenih razgradnjom lipida, 

ugljikohidrata i slobodnih aminokiselina 

dehidracijom/dekarboksilacijom nekih 

organskih kiselina, uključujući jabučnu, 

mliječnu i limunsku kiselinu 

direktno iz aminokiselina 

Većina studija potvrdila je: glavnina akrilamida u 

hrani nastaje reakcijom između slobodnog 

asparagina i reducirajućeg šećera (najčešće 

glukoza) putem Maillard – ove reakcije 

Formiranje akrilamida 

4

Akrilamid u hrani – 

pretpostavljeni mehanizmi nastajanja 

OH 

C O 

CH 

CH 2 

NH 3 

X 

Akrilna kiselina 

NH 2 

C O 

CH 

CH 2 


X 

NH 3 

H 

C O 

CH 

CH 2 

Akrolein 

carbonyl 

NH 2 

C O 

CH 2 

NH 2 CH COOH 

Asparagin 

NH 2 

C O 

CH 2 

CH 2 

NH 2 CH COOH 

Glutamine 

R1 

O 

R2 

carbonyl source 

MW (dextrose) 180 

+ 

NH2 

O 

CH2 

CH OH 

NH2 

O 

asparagine 

MW 132 (138) 

NH2 

O 

CH2 

HO H 

N CH OH 

R 1 

R2 O 

R1 

R2 

NH2 

CH2 

N CH 

O 

Schiff base 

MW 294 (300) 

O 

OH 

H2O 

CO2 

decarboxylation 

H 2 O 

H2O 

NH2 

CH2 

R1 

N CH2 

R2 

H2O 

O 

MW 250 (255) 

R1 

R2 

O 

+ 

NH2 

CH2 

O 

H2N CH2 

Beta alanine amide 

MW 88 (93) 

NH2 

CH 

CH2 

ACRYLAMIDE 

MW 71 (75) 

O + 

R1 

R2 

NH 

NH2 

CH 

O 

+ NH3 

CH2 

ACRYLAMIDE 

MW 71 (75) 

5

Prekursori akrilamida 

H 

C 

O 

CH 2 

H 

H 

O 

O 

H 

C 

O 

CHOH 

CH 2 OH 

CHOH 

CHOH 

CHOH 

CH 2 OH 

glioksal 

gliceraldehid 

2-deoksiglukoza 

riboza 

U reakciji s asparaginom 

nastaju značajne količine 

akrilamida 


 

 

 

Formiranje akrilamida u 

ovisnosti o temperaturi 

Akrilamid (mg/mol a.k.) 

formiran iz asparagina 

(0,1 mmol) i glukoze 

(0,1 mmol) u 0,5 M 

fosfatnom puferu (pH 

5,5) – trajanje reakcije 

20 minuta 

Akrilamid ne nastaje 

ispod 120°C 

http://www.nature.com/nature/journal/v419/n6906/full/419448a.html 

6



tijekom vremena u 

pirolizatima N-glikozida: 

glukoza + glutamin (∆) 

glukoza + asparagin (□) 

glukoza +metionin (o) 

http://www.nature.com/nature/journal/v419/n6906/full/419449a.html 

Unos akrilamida putem hrane 

Švedska: 40 µg/osoba – dan 

(0.67 µg/kg t.m.-dan) 

FAO/WHO (2002) 

Dugotrajna izloženost 

0.3 - 0.8 µg/kg-dnevno 

Djeca i adolescenti – viši unos 

(visokokalorična “brza” hrana) 

7


WHO 0.3-0.8 µg/kg t.m./dan 

uneseno: 

Doručkom 8% 

Ručkom 21% 

Večerom 22% 

Užina 13% 

Kava 36% 

Pušenje rezultira višim unosom akrilamida: 1-2 µg/cigareta 


S u m m a r y o f A c r y la m id e V a lu e s in F o o d (p p b ) 

C a te g o r y E u r o p e a n D a ta F D A D a ta 

B re a d s 1 2 -3 2 0 0 < 1 0 -3 6 4 

C ris p b re a d < 3 0 -1 6 7 0 

C ra c k e rs a n d B is c u its < 3 0 -2 0 0 0 2 6 -5 0 4 

C e re al < 3 0 -2 3 0 0 5 2 -2 6 6 

O th e r G rain s < 3 0 

P o ta to C h ip s 1 5 0 -1 2 8 0 1 1 7 -2 7 6 2 

O th e r S a lty S n ac k s 1 2 2 -4 1 6 1 2 -1 1 6 8 

F re n c h F rie s 8 5 -1 1 0 4 2 0 -1 3 2 5 

O th e r P o tato P ro d u c ts < 2 0 -1 2 4 0 0 

O th e r V e g e tab le a n d F ru it P ro d u c ts 1 0 -< 5 0 < 1 0 -7 0 

P re p are d F o o d s < 3 0 -3 0 

M e a ts < 3 0 -6 4 < 1 0 -1 1 6 

C a n d y an d D e s s e rt ite m s < 2 0 -1 1 0 < 1 0 -9 0 9 

C o o k ie s 3 6 -1 9 9 

C o ffee a n d T e a 1 7 0 -7 0 0 1 7 5 -3 5 1 

O th e r N o n a lc o h o lic B e v e ra g e s < 3 0 

A lc o h o lic B e v e ra g e s 3 0 

D a iry P ro d u c ts 1 0 -1 0 0 < 1 0 -4 3 

B ab y F o o d an d F o rm u la 4 0 -1 2 0 < 1 0 -1 3 0 

D ry S o u p M ix es < 1 0 -1 1 8 4 

G ra v y a n d S ea s o n in g s 3 8 -5 4 

M is c e lla n e o u s 7 0 -2 0 0 < 1 0 -1 2 5 

8


 

 

Redukcija unosa akrilamida putem hrane (izbjegavanje 

unosa odreñene hrane) vs. hrana kao važan izvor 

makro- i mikronutrijenata 

S namirnicama u kojima je (do sada) detektiran 

akrilamid ujedno se unosi: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38% kalorija 

33% ugljikohidrata 

36% vlakana 

28% masnoća 

20% kalcija 

47% željeza 

25 - 35% drugih mikronutrijenata 

15% vitamina A 

34% vitamina E 

22 - 44% vitamina B, C i folata 

www.fao.org/ag/agn/jecfa/acrylamide/petersen/Petersen.ppt 

Apsorpcija, distribucija, metabolizam 

i ekskrecija 

Apsorpcija oralnim putem brza i potpuna 

Slabija apsorpcija dermalnim putem - 25% dermalno 

apliciranog akrilamida se apsorbira unutar 24 sata 

Nakon ingestije, akrilamid se vrlo brzo putem krvotoka 

distribuira do ciljnih tkiva i organa; detektiran u timusu, jetri, 

srcu, mozgu, bubrezima te u majčinu mlijeku 

Prolazi placentalnu barijeru 

Ne deponira se u organizmu 

Oko 90% apsorbiranog akrilamida izlučuje se putem urina u 

obliku metabolita (najčešće konjugati merkapturne kiseline) 

Apsorpcija, distribucija, metabolizam 

i ekskrecija 

Biotransformacija akrilamida odvija se preko 2 

glavna puta: 

 

 

konjugacija s glutationom ili 

oksidacija (CYP 450) do glicidamida 

Epoksidacija dominantna pri niskim razinama 

akrilamida u krvotoku 

Formiranje glicidamida – presudno za 

genotoksični učinak akrilamida 

Apsorpcija (oralna administracija), 

distribucija,metabolizam 

i ekskrecija 

http://www.efsa.europa.eu/cs/BlobServer/DocumentSet/04-Alexander.pdf?ssbinary=true 

10

Biotransformacija 


Biomarkeri izloženosti akrilamidu 

Akrilamid i glicidamid adukti hemoglobina 

Formiranje adukata s N-terminalnim valinom 

hemoglobina – 

marker za in vivo 

izloženost akrilamidu 

Urinarni metaboliti 

–Konjugati merkapturne kiseline 


11

Biomarkeri izloženosti akrilamidu 

DNA adukti 

- U studijama toksičnosti na 

eksperimentalnim životinjama 

Kromosomske aberacije 

– Profesionalna izloženost 

Mikronukleus test 

– Ekspozicija putem prehrane 

Izmjene sestrinskih kromatida 

– Studije na eksperimentalnim 

životinjama i in vitro testovi 


Toksičnost akrilamida 

Glicidamid - glavni metabolit akrilamida, epoksid 

koji se smatra jačim kancerogenom i 

mutagenom (eksperimentalne životinje) 

Za akrilamid je pretpostavka da je 

neurotoksičniji od glicidamida 

Akrilamid i glicidamid – interakcija s 

makromolekulama (hemoglobin/enzimi/DNA) 

Hemoglobin adukti: stabilni tijekom cijelog vijeka 

eritrocita (120 dana u čovijeka; 60 dana štakor; 

40 dana miš) 

12

Akrilamid - Material Safety Data Sheet 

Molecular formula: CH2=CHCONH2 

CAS No: 79-06-1 

EC No: 201-173-7 

(Occupational Exposure Limit) 

http://msds.chem.ox.ac.uk/AC/acrylamide.html 


Akutna toksičnost 

Akutna oralna toksičnost 

LD 50 (štakor/miš) =107-270 mg/kg (WHO 1996) 

Akutna dermalna toksičnost 

LD 50 (štakor)= 400 mg/kg 

Primjećen je utjecaj na živčani sustav ljudi i životinja, te 

utjecaj na reproduktivne organe štakora nakon 

primjenjenih jednokratnih doza koje su bile za 4-5 x 

veće od procijenjenog dnevnog unosa akrilamida 

hranom 

13


Simptomi akutnog trovanja akrilamidom 

(ingestija) 

Poremećaji u ponašanju 

Zvučne i vizualne halucinacije 

Poremećaji svijesti 

Konvulzije 

Hipotenzija 

Respiratorni poremećaji 

Odgoñena periferna neuropatija 


Simptomi kronične izloženosti na radnom 

mjestu 

Kontaktni dermatitis 

Preznojavanje 

Zamor 

Gubitak na težini 

Promijene u ponašanju 

14


Glavni i relevanti toksični učinci akrilamida na 

zdravlje ljudske populacije očituju se u smislu: 

Neurotoksičnosti 

Kancerogenog potencijala 

Neurotoksičnost akrilamida 

Neurotoksični efekti pojavljuju se pri visokim dozama 

akrilamida (NOAEL 0,5 mg/kg) – znatno veće doze od 

onih koje se unose putem hrane 

Aksonopatija – degeneracija aksona, mijelinske 

ovojnice, “tijelo” stanice ostaje intaktno; ireverzibilne 

promijene u središnjem živčanom sustavu 

Toksičnost akrilamida - aksonopatija 

http://www.columbia.edu/itc/hs/pubhealth/p8312/NervousSysToxicologySlides.pdf 

15

Toksičnost akrilamida – kancerogeni 

potencijal 

Studije na staničnim linijama su pokazale: 

Akrilamid uzrokuje kromosomske lomove 

Točkaste mutacije 

Poliploidija, aneuploidija 

Eksperimenti na životinjama: 

Utvrñena povećana učestalost pojave tumora (pri 

aplikaciji visokih doza) 

In vivo i in vitro potvrđeno formiranje DNA adukata 

Epidemiološke studije 

Nije potvrñena korelacija izmeñu unosa akrilamida 

putem prehrane i incidencije kancera mokraćnog 

mjehura, crijeva, bubrega, dojki, ovarija 

Akrilamid/glicidamid – DNA adukti 

Besaratinia, A., Pfeifer, G. P. (2007) A review of mechanisms of acrylamide carcinogenicity, 

Carcinogenesis 28, 519–528. 

16


http://www.aenews.wsu.edu/Oct02AENews/Oct02AENews.htm 

Štakori soja Fischer 344 (muški/ženski) – tretirani 

s 0 (kontrola), 0.01, 0.1, 0.5 ili 2.0 mg akrilamida/kg 

t.m./dan tijekom 2 g. u cilju utvrđivanja kronične 

toksičnosti i onkogenog potencijala (akrilamid 

dodan u pitku vodu) 

Tijelesna masa štakora tretiranih s 2.0 mg/kg/dan 

(m/ž) i 0.5 mg/kg/dan (m) minimalno niža u odnosu 

na kontrolne vrijednosti 

Poslijednja 4 mjeseca - viši mortalitet u štakora 

koji su zaprimili dozu akrilamida od 2.0 mg/kg/dan 

Tkivno specifičan učinak – degeneracija 

perifernih živaca, uočen u štakora tretiranih s 2.0 

mg/kg/dan 

Učestalost pojave više različitih tipova tumora u 

odnosu na kontrolu također pri dozi od 2.0 

mg/kg/dan: U ženki štakora - tumor mliječnih 

žlijezda, središnjeg živčanog sustava, štitnjače, 

tkiva usne šupljine, uterusa, klitoralnih žlijezda. U 

mužjaka - tumor štitnjače, tumori testisa 

Pri nižim dozama (0.5 mg/kg/dan) – povišena 

incidencija samo tumora mezotelijalnog tkiva 

testisa 

Pri dozama 0.1 ili 0.01 mg/kg/dan – nije 

zabilježena statistički značajna povišena učestalost 

pojave tumora 

Redukcija akrilamida u hrani 

 

 

 

 

Selekcija vrste i varijeteta (npr. krumpira – ograničavajući faktor 

tvorbe akrilamida u krumpiru je količina reducirajućih šećera) niskog 

sadržaja reducirajućih šećera 

Uvjeti uzgoja 

Uvjeti skladištenja (skladištenje krumpira na temperaturama 

iznad 6°C – niži potencijal nastanka akrilamida) 

Dodatak dvo- i trovalentnih kationa kao metoda reduciranja 

akrilamida u termički procesiranoj hrani 

Enzimatsko uklanjanje asparagina: dodatak asparaginaze - 

hidroliza asparagina pri čemu su produkti asparaginska kiselina i 

amonijak 

 

 

Uklanjanje asparagina fermentacijom 

Uporaba dušićnih gnojiva može i reducirati i povisiti količinu 

akrilamida u termički procesiranoj hrani ovisno o vrsti ishodne 

sirovine 

17

Akrilamid u hrani - PBF

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?