Acrylamid és a burgonya

A gasztronómia, a táplálkozástudomány és a burgonyatermesztés/-feldolgozás szakterületein megjelent cikkeket és közleményeket böngészgetve manapság a nemzetközi és hazai irodalomban egyaránt találkozhatunk e bűvös szóval: acrylamid. A Nemzetközi Rákkutatási Ügynökség (IARC) 1994-ben valószínűsítette először az acrylamid karcinogén hatását, 2002-ben pedig a Svéd Élelmiszer-biztonsági Hivatal hívta fel a figyelmet az élelmiszerekben található acrylamidra, kiemelve a sütött burgonyatermékekben talált magas értékeket. Szoros összefüggést állapítottak meg a nyers burgonya redukálócukor-tartalma és a sült burgonya acrylamidtartalma között. Cikkemben kiemelten foglalkozom a feldolgozóipari (pommes-frites; chips; püré, pehely) fajták kérdésével annak ellenére, hogy sajnos Magyarországon ma már nincs burgonyafeldolgozás, mivel a mintegy 160 000 tonnát kitevő hazai burgonyafeldolgozó-kapacitás az utóbbi 20 évben megsemmisült. Ezen a téren született azonban a legtöbb acrylamiddal kapcsolatos vizsgálati eredmény, és ezek az eredmények közvetlenül vonatkoztathatóak a friss fogyasztású asztali burgonyákra is. Öntsünk tehát tiszta vizet a pohárba, és tekintsük át az acrylamid kérdést a tudomány jelen állása szerint!

Bizonyára valamennyien tisztában vagyunk azzal a ténnyel, hogy az azonos nyersanyagok minden esetben lényegesen más-más ízűek lesznek sütve és főzve. Nagyon sok különbséget lehet találni a sütés és főzés között, de e folyamatok alapvetően mégis csupán két jelentős dologban különböznek egymástól; ezek pedig a hőmérsékletük, és a nedves (vizes) vagy száraz környezetük. Nyilvánvaló, hogy a sütés lényegesen magasabb hőmérsékleti tartománya és a főzés alacsonyabb hőmérséklete egymástól eltérő kémiai reakciókat eredményez. Főzés esetében a víz 100 fokos forráspontja eleve határt szab a mélyrehatóbb átalakulásoknak, míg az olajok és zsiradékok magasabb forráspontja teszi lehetővé a magasabb hőmérsékleten történő sütést, amely legtöbbször sütőben, fritőzben vagy serpenyőben történik. Itt nem csupán a hagyományos házi ételkészítési módok mindenki által jól ismert menetére, edényeire és eszközeire kell gondolnunk, hanem a feldolgozóüzemek ipari méretű eljárásaira, fritőzeire és speciális főzőedényeire is.

Maillard-reakció és karamellizáció

Az élelmiszergyártás és a házi ételkészítés során magas hőmérséklet hatására végbemenő kémiai folyamatokat nevezzük Maillard-reakciónak az ezt először leíró francia kémikus Louis-Camille Maillard után. E reakció során a szénhidrátok és az aminosavak reagálnak egymással, melyben első lépésként vizet adnak le, a reakció végeredményeként pedig hő hatására számos termék keletkezik. Újabb kutatási eredmények alapján megállapították, hogy az acrylamid is a Maillard-reakció során képződik, de létrejöttében csak egyetlen aminosavnak; az asparaginsavnak van szerepe. Hő hatására vízelvonás mellett ez alakul át acrylamiddá, ezt látszik alátámasztani a két anyag molekulájának hasonlósága is. A redukáló cukrok „csupán” katalizátor szerepet töltenek be ebben a folyamatban, de ettől függetlenül sokkal nagyobb hatásuk van az acrylamidképződés mértékére, mint a burgonyában mindig nagyobb mennyiségben jelen lévő asparaginnak. Alacsony redukálócukor-tartalom mellett csak nagyon kis mértékben képződik acrylamid.

Sütés közben magas hőmérsékleten két folyamat zajlik le, amikor a komponensekben résztvevő redukáló cukrok (elsősorban fruktóz és glukóz) molekulái és a fehérjék reagálnak egymással és okozzák számos élelmiszer barnás színének és jellemzően kellemes ízének kialakulását. Magas hőmérsékleten számos növényi eredetű táplálékban képződik több-kevesebb acrylamid a házi elkészítés során, de éppígy az ipari méretű élelmiszer-feldolgozás esetében is. Leggyakoribb a kenyér és egyéb pékáruk sütésekor megbarnult héjrészekben, de nagyon jelentős mértékű a dohányzás (cigaretta, szivar, pipa) során végbemenő acrylamidképződés, vagy gondolhatunk akár a mindennapos reggeli feketekávénkra is. A barna színt a keletkezett nagy molekulák idézik elő, ezek szerkezetét nem is mindig ismerjük. A színnel ellentétben az ízekért és illatokért kisebb méretű molekulák (aldehidek, pirazonok stb.) felelnek. A másik folyamat a karamellizáció, amikor is a cukrok (főként a szacharóz, glükóz és fruktóz) a közölt hő hatására lebomlanak, miközben az étel színéért és ízéért felelős új molekulák jönnek létre, lásd: karamellizált gyümölcsök, karamellbevonatok, öntetek és egyéb édességek.

A burgonya cukortartalmának hatása az acrylamidképződésre

A burgonya összes oldhatócukor-tartalma nagyon alacsony, nyers tömegre vonatkoztatva átlagosan 0,7-0,8% (0,2-1,5% szélső értékekkel). Ennek a cukormennyiségnek a humán táplálkozásban betöltött szerepe a burgonya hagyományos házi elkészítése során elenyésző. Jelentősége az élelmiszeripari feldolgozás térhódításával értékelődött fel, amikor is szoros összefüggésre derült fény a gumókban lévő redukálócukor-tartalom, valamint a zsírban/olajban sütött termékek sötétre színeződése és kedvezőtlen ízalakulása között. Mivel a redukálócukor-tartalom mennyisége nagyon szoros összefüggést mutat a kialakuló változásokkal, ezért a burgonya-alapanyaggal szemben az egyik nagyon fontos követelmény alacsony redukálócukor-tartalom. Kiváló minőségű chipset csak olyan burgonyából lehet gyártani, amelynek redukálócukor-tartalma nem haladja meg a 0,3%-ot. Mélyhűtött hasábburgonyánál és pürépehely gyártásnál ez az érték némileg magasabb; maximum 0,5%, illetve 0,7% lehet.


Jelentős mértékű a kávé pörkölése és a dohányzás során végbemenő acrylamidképződés

Az élelmiszeripari feldolgozás során – és természetesen a hagyományos konyhai elkészítés esetében is – több más tényező is befolyásolja a képződő acrylamid mennyiségét. Magasabb hőmérsékleten a nagyobb arányú vízvesztéssel, a sütés utolsó fázisában, a burgonyaszelet kéregképződésekor jön létre a legtöbb; például a Saturna (chips célfajta) burgonyafajtánál mérték a képződött acrylamid mennyiségét, és ez a háromszorosára emelkedett, amennyiben a sütési hőmérsékletet 150 0C-ról 190 0C-ra emelték. A képződött acrylamid mennyiségét növeli a sütési idő hossza is. A sütés során egyéb egészségkárosító anyagok is keletkezhetnek a sütőzsiradék minőségének használat közben létrejövő változásai – hidrolízis, oxidáció, polimerizáció – révén. Mivel a sütött termékek elszíneződésének intenzitása nagyon szoros összefüggésben van a nyersanyag redukálócukor-tartalmával, ezért a termék elszíneződésének – barnulásának –mértékéből jól lehet következtetni a redukálócukor-tartalomra és így a keletkezett káros anyag mennyiségére.

A képződött acrylamid mennyisége a háromszorosára emelkedett, amennyiben a sütési hőmérsékletet 150 0C-ról 190 0C-ra emelték

Az Európai Bizottság rendeletben írja elő a gyártók számára az élelmiszerek acrylamidtartalmának csökkentésére vonatkozó szabályokat. Ennek értelmében az élelmiszeripari feldolgozás során kockázatcsökkentő intézkedéseket kell alkalmazni a fogyasztók biztonságának növelése érdekében. Ipari körülmények között ezek eredményessége, hatékonysága laboratóriumi vizsgálatokkal ellenőrizhető – és ellenőrzik is. Mit tehetünk azonban mi, egyszerű fogyasztók és burgonyatermelők, akiknek nem állnak rendelkezésére ilyen eljárások, műszerek?

Az acrylamidtartalom csökkentésének lehetőségei

A burgonyagumó redukálócukor-tartalma genetikailag meghatározott, vagyis fajtatulajdonság. A termesztési és tárolási viszonyok, valamint technológiai beavatkozások azonban hatással vannak a redukálócukor-tartalom alakulására. Megfelelő fajtából is csak tudatosan irányított termesztési és tárolási technológiával lehet minden tekintetben jó minőségű alapanyagot előállítani. Az acrylamidtartalom-csökkentés érdekében az alábbi teendőink vannak:

1.) Redukálócukor-mentes fajták nemesítése

Ez természetesen hosszabb távú cél, de nemzetközi viszonylatban már elkezdődött az ilyen tulajdonsággal rendelkező fajták előállítása. A közelmúltban az USA-ban 150 genetikai anyagot (már listán lévő fajtákat; nemesítési alapanyagokat) vizsgáltak meg ebből a szempontból, és ezek közül egyelőre 3 volt teljesen mentes a redukálócukortól.


A sütött termékek elszíneződésének intenzitása nagyon szoros összefüggésben van a nyersanyag redukálócukor-tartalmával

2.) Fajtamegválasztás

Az elmúlt évszázad 80-as évtizedében az akkor meglévő fajtáknak csupán mintegy 3%-a felelt meg az élelmiszeripari feldolgozás magasabb szintű követelményeket támasztó elvárásainak, de akkoriban Magyarországon ilyen célú fajta még nem volt fajtalistán. Időközben, az Európai Unióhoz való csatlakozásunk folytán a mintegy 1 800 fajtát tartalmazó uniós fajtalista használata hazánkban is lehetővé vált. Napjainkban a több évtizedes céltudatos nemesítői munka eredményeképpen európai viszonylatban az újabb fajtáknak már mintegy 20%-a megfelel valamilyen feldolgozási célnak.


A burgonyagumó redukálócukor-tartalma genetikailag meghatározott, vagyis fajtatulajdonság

3.) Termesztéstechnológia

A termőhely kiválasztásától a betakarításig (beleértve a tárolást is) kisebb-nagyobb mértékben valamennyi technológiai elem jelentős mértékben határozza meg a burgonya redukálócukor-tartalmát és egyéb fontos tulajdonságait. A tápanyagellátás nagymértékben képes befolyásolni a gumók redukálócukor-mennyiségét. Csak akkor tartható alacsony szinten a gumók redukálócukor-tartalma, ha még a káliummal jól ellátott termőhelyeken is kijuttatjuk legalább a burgonya lombjával és gumójával kivont kálium mennyiségét. A túladagolt vagy a virágzás után az állományra juttatott nitrogén is kedvezőtlenül befolyásolja a burgonyagumó minőségét.

4.) Növényvédelem

Minden olyan károsítás, amely gátolja a növény fejlődését (rovarrágás, lombbetegségek) és lombtömegveszteséggel jár, növeli a gumók redukálócukor-tartalmát. Régóta közismert tény az összefüggés a szállítószövet károsodását előidéző levélsodródás vírusfertőzöttség és a növényi szövetek cukortartalmának növekedése között. Tehát használjunk vírusmentes vagy alacsony vírustartalmú minősített vetőgumót, a károsítók elleni védekezéseket pedig szakszerűen hajtsuk végre!

5.) Öntözés

Mivel a  burgonyanövény gyökérzete sekély, gyökereinek szívóereje pedig csekély, a növényfaj zavartalan termésképzéséhez egészen az érés kezdetéig igényli a talaj vízkapacitásának mintegy 75%-os folyamatos feltöltöttségét. A magas lég- és talajhőmérséklet, a szárazság elősegíti a növényállományok idő előtti fiziológiai elöregedését. A juvenilitásukat idejekorán elveszítő növények asszimilációs teljesítménye jelentősen csökken, tenyészidejük lerövidül, sőt szélsőséges esetben alacsony termésszinten bekövetkezhet az állományok kényszerérése is. A szárazság, a magas hőmérséklet és az állomány kényszerérése miatt bekövetkező stresszállapotok egyértelműen növelik a gumók redukálócukor-tartalmát.

6.) Betakarítás, manipulálás

Az idő előtti szártalanítás és az éretlen állapotban történő betakarítás egyaránt emeli a gumók redukálócukor-tartalmát, ugyanakkor a megkésett, már hideg időben történő betakarítás a szürkefoltosság és a gumósérülések arányát növeli meg.

7.) Tárolás, rekondícionálás

A korábban ismertetett tényezők közül a tárolási hőmérsékletnek van legnagyobb befolyása a redukáló cukor-tartalom alakulására. A 7 0C alatti hőmérsékleten történő tartós tárolásnál felgyorsul a redukálócukor felhalmozódása. Például Desirée fajtánál a betakarítást követően mért 0,14%-os redukálócukor-érték három hétig történő 2 0C-os tárolás után 2,12%-ra emelkedett. A cukorfelhalmozódás a tárolási idő hosszával és a gumók fiziológiai öregedésével arányosan ugyancsak növekszik. Az élelmiszeripari alapanyag fajták/tételek biztonságos és a jó minőséget megőrző tárolása a magasabb tárolási-hőmérsékleti igényük miatt fokozottan problematikus. A csírázásgátló kémiai szerek engedélyének uniós szintű visszavonása miatt így különösen fontos a redukálócukormentes tárolást lehetővé tevő fajták nemesítésének meggyorsítása. A hidegen történt tárolás következtében megemelkedett cukortartalmat melegítéssel lehet csökkenteni, ezt a beavatkozást rekondícionálásnak nevezzük. A gumók 10-14 napig tartó 18-20 0C-ra történő felmelegítése során a felgyorsult légzés és a keményítővé alakulás miatt csökken a gumók redukálócukor-tartalma. (Nota bene, a túl hosszú ideig túlságosan alacsony hőmérsékleten tárolt tételeknél ez az eljárás már nem elég hatékony.)

8.) Konyhatechnika

A burgonya otthoni felhasználásánál is próbáljunk okszerűen fajtát választani, vagyis a főzésre szánt fajtákból ne készítsünk sült krumplit, mert ezeknek a fajtáknak megsütve jellemzően magasabb lesz az acrylamidtartalmuk. Sajnos a hazai kulturálatlan kereskedői magatartás gyakran szembemegy ezzel a szándékkal, mert még a nagy áruházláncok esetében is van arra példa, hogy a beszállítók meghamisítják a fajtamegnevezést. Előfordul, hogy bármely sárga héjú fajtát szemrebbenés nélkül sütnivaló burgonyaként, többnyire Agria néven hoznak forgalomba.

A burgonya otthoni felhasználásánál is próbáljunk okszerűen fajtát választani!

A sütni szánt burgonyát először blansírozzuk, vagyis rövid ideig főzzük elő, majd hűtsük le, és megszárítása után kezdjük el sütni! Csak aranysárga színűre színeződésig süssük, mert minél barnább egy étel a sütés hatására, annál több acrylamid képződött benne.

Összefoglalás

Cikkemben bemutattam, hogy a burgonyánál számos lehetőségünk van az acrylamidfelhalmozódás gátlására, a fajtamegválasztástól a termesztés- és tárolástechnológián keresztül az elkészítés és feldolgozás módjáig. Ezeket a lehetőségeket tudatosan alkalmazva biztosíthatjuk, hogy a burgonya a továbbiakban is része legyen egészséges és sokszínű táplálkozásunknak.

Cikkemben jelentős mértékben támaszkodtam néhai Dr. Horváth Sándor (Keszthely) kutatási eredményeire és közleményeire.

SZERZŐ: PROKSZA PÉTER NY. OMMI TÉMAVEZETŐ

acrylamid chips gasztronómia gumó Maillard-reakció mezőgazdaság növénytermesztés pommes-frites redukálócukor redukálócukor-tartalom sült burgonya sütés