Implementação de medidas de mitigação para a redução de acrilamida em bolachas

Abstract

A acrilamida é um contaminante alimentar que ocorre maioritáriamente em produtos confecionados a altas temperaturas, como é o caso das bolachas. A acrilamida é um composto solúvel em água formado devido à reação de Maillard, principalmente, entre os açúcares redutores e a asparagina livre. Esta substância é classificada como possível carcinogénea, o que revela a importância da sua deteção, quantificação e, em alguns casos, mitigação nos alimentos processados, como é o caso das bolachas. Neste trabalho foram testadas diferentes estratégias de mitigação da acrilamida: 1) alteração da formulação da receita-padrão, nomeadamente no conteúdo em açúcar e tipo de farinha, 2) adição da enzima asparaginase para redução do conteúdo em asparagina, e 3) adição de um polissacarídeo ácido, a pectina com 50% de metilesterificação. Estas estratégias foram testadas em dois tipos de bolachas, cereais e cacau, produzidas pela Dan Cake S.A. Os atuais métodos de extração e quantificação de acrilamida em produtos alimentares, requerem diversos processos de extração intercaladas com etapas de limpeza e purificação da amostra, tornando o processo complexo e moroso. Neste trabalho, recorreu-se a um método simples e de fácil aplicação para determinar a acrilamida nas bolachas baseado na extração do espaço de vapor utilizando a microextração em fase sólida (HS-SPME) combinada com a análise em cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massa (GC-qMS). Este método revelou ser eficiente para a quantificação da acrilamida nas bolachas, tendo-se obtido valores idênticos ao fornecidos por um laboratório externo. As estratégias que revelaram ser mais eficientes para redução do teor de acrilamida nas bolachas foi a adição de asparaginase e pectina, reduzindo 49 e 64%, respetivamente. A substituição da farinha de trigo integral por farinha de arroz e a redução do xarope de glucose-frutose são alternativas para a redução de acrilamida em bolachas. A eficiência destas metodologias foi confirmada à escala industrial. As diferentes estratégias de mitigação testadas não alteraram significativamente as propriedades organoléticas das bolachas, exceto a textura das bolachas com adição de pectina que tiveram uma avaliação mais baixa devido ao aumento de rigidez. A quantidade de pectina a ser adicionada necessita de ser otimizada para permitir a diminuição da acrilamida formada sem alterar a textura das bolachas. No entanto, esta metodologia de mitigação revelou ser mais vantajosa em termos económicos, comparando com a adição de asparaginase.

Acrylamide is a major food contaminant in products submitted at high temperatures, such biscuits. Acrylamide is a water-soluble compound, mostly formed by the Maillard reactions between reducing sugars and free asparagine. This substance has been classified as a possible carcinogen, which reveals the importance of its detection, quantification and mitigation. As a consequence, it is very important to motorize the acrylamide levels in processed food. In this work, different mitigation strategies were applied through: 1) changes in the formulation of the standard recipe, namely in the sugar content and type of flour; 2) the addition asparaginase; and 3) the addition of an acidic polysaccharide, pectin with 50% methylesterification. These strategies were tested in two types of cookies, cereals and cocoa, produced by Dan Cake S.A. The current methods of extraction and quantification of acrylamide in food products require several extraction treatments interspersed with sample cleaning and purification steps, making the process complex and time consuming. In this work, a simple and easily applied method based on HS-SPME extraction combined with gas chromatography mass spectrometry (GC-qMS) was used to quantify the acrylamide in biscuits. This method proved to be efficient for the quantification of acrylamide in the biscuits, obtaining values identical to those provided by an external laboratory. Asparaginase and pectin have been shown to be the most efficient strategies to reduce acrylamide content in 49 and 64%, respectively. Replacing whole wheat flour by rice flour and reducing glucose-fructose syrup are alternatives to mitigate acrylamide formation in biscuits. The efficiency of these methodologies has been confirmed on an industrial scale. The different mitigation strategies tested did not significantly change the organoleptic properties of the biscuits, except for the texture of pectin-added biscuits which had lower rating due to the stiffness increase. The amount of pectin to be added needs to be optimized to allow the acrylamide formed to decrease without altering the texture of the biscuits. However, this mitigation methodology has been found to be more advantageous economically compared to the addition of asparaginase.