Möglichkeiten der Bildung undReduzierung von Acrylamid

( Beispiel: Pommes Frites)

Dr. Christian GertzChemisches Untersuchungsamt Hagen

gertz@cua-hagen.de

Einfluss Frittierdauer und -Temperatur auf die Acrylamid-Bildung

(Frittieröl: Rapsöl, raff.; 40 g Pommes Frites / 2,5 Liter)

184 210 204 287

10701240

20178 149 155 246

389

674

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Vorf

rittie

rte

Roh

war

e

160°

C, 2

'30'

'

160°

C, 3

'30'

'

165°

C, 2

'30'

'

165°

C, 3

'30'

'

170°

C, 2

'30'

'

170°

C, 3

'30'

'

175°

C. 2

'30'

'

175°

C, 3

'30'

'

180°

C, 2

'30'

'

180°

C, 3

'30'

'

185°

C, 2

'30'

'

185°

C, 3

'30'

'

Behandlung: Temperatur-Dauer

µg A

cryl

amid

/kg

fritt

iert

es P

rodu

kt

Acrylamidbildung in Pommes Frites3‘’30‘ in verschiedenen Ölen

20203 200 205

445594

10601271

897722

852

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Vorfritt

ierte

Rohware

HOSO

HOSO

Palmolein

, dopp

elt

Palmole

in, do

ppelt

Palmole

in, ei

nfach

Palmolein

, einf

ach

µg/k

g Ac

ryla

mid

180 °C170 °C

Acrylamidbildung beim Frittieren von Pommes Fritesmit Palmolein

205 445 594 326 7617228978520

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Sonn

enbl

umen

öl

Sonn

enbl

umen

öl

Palm

olei

n,do

ppel

t

Palm

olei

n,do

ppel

t

Palm

olei

n,ei

nfac

h

Palm

olei

n,ei

nfac

h

Fritt

ierö

l mit

30%

Palm

olei

n

Fritt

ierö

l mit

30%

Palm

olei

n

Acry

lam

id (µ

g/kg

)

180 °C170 °C

Bildung von Acrylamid aus Glycerin

O-CO-R3

O-CO-R1

R2-COO

Rx O

OHx=1,2,3

OH

OH

OH O

H

O

NH2NH3

OXIDATION

Triglycerid Glycerin Acrolein Acrylamid

Hydrolyse

Glycerin

Fettsäure

Fettsäure

Fettsäure

Fettsäure

0

2

4

6

8

10

12

14

1 2 3 4 5Heating time (h)

Pola

r mat

eria

ls re

sp. t

rigyc

erid

es d

i- an

d po

lym

ers

[%w

/w o

il]

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

FFA

resp

. dig

lyce

rides

[%w

/w o

il]

Total polar compounds (% w/w oil) Di- and polymeric Triglycerides Diglycerides Free Fatty Acids

Mono- Di-Glyceride Konzentration beim Frittieren

GPC der Acylglyceride (Frittierfett)

Bildung von Acrylamid aus Monoglyceriden

CH2

CH

CH2 O-CO-R1

OH

HO

R1 O

OH

HC

CH

H2C

CH2

OH

OH

HC

CH2

O

H

O

NH2NH3

OXIDATION

Monoglycerid Acrolein Acrylamid

H2O

Reaktionsmechanismus der Esterpyrolyse

CO CH2

CH2R1

O

C

CH

CCH2

CH2R1

C

C

O

OH

Monoglyceride Olefin Fettsäure

+

Einfluss von Silicon auf die Acrylamidbildungbeim Frittieren (40 g Pommes Frites / 2,5 L

Öl)

205 372 694852 913 12710

200

400

600

800

1000

1200

1400

Sonnenblumenöl Sonnenblumenöl Sonnenblumenöl +20 ppm Silicon

Sonnenblumenöl +20 ppm Silicon

Rüböl, teilhydriert, mit Silicon

Rüböl, teilhydriert, .mit Silicon

µg A

cryl

amid

/kg

170 °C 180 °C

Acrylamidbildung in Frittierfetten bei 168-175 °C (ohne und mit Silicon)

0

100

200

300

400

500

600

700

0 5 10 15 20 25Polare Anteile (%)

Acry

lam

id (µ

g/kg

)

FRITIERFETT m.SiliconFRITIERFETT ohne Silicon

Proben (Pommes Frites, fertigfrittiert) aus derLebensmittelkontrolle

Wärme-Massentransfer beim Frittieren

Lebensmittel FrittierölMassentransferWASSER

Öl

Spezifische Wärmekapazität (kJ/kg K)Wasser 4,182Fett1,670Eiweiss1,550Kohlenhydrate1,420

Wärmetransfer

C = f (Wassergehalt)C = f (Temperatur)

Wärmeleitfähigkeit nimmt ab Wärmeleitfähigkeit nimmt zu

Acrylamidgehalt in Pommes Frittes, gecoated (40 g,2,5 l Sonnenblumenöl)

205 90 303 6001618520

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Sonn

enbl

umen

öl

Sonn

enbl

umen

öl

Sonn

enbl

umen

öl+

geco

ated

Fritt

en (o

hne

red.

Zuck

er)

Sonn

enbl

umen

öl+

geco

ated

Fritt

en (o

hne

red.

Zuck

er)

Sonn

enbl

umen

öl+

geco

ated

Fritt

en (m

itre

d.Zu

cker

)

Sonn

enbl

umen

öl+

geco

ated

Fritt

en (m

itre

d.Zu

cker

)

Acry

lam

id (µ

g/kg

)

180 °C170 °C

Bildung von Acrylamid aus reduzierenden Zuckern

OH

OH

OH

OH

O

HO

CH2OH

O

H

HO HCH3

O

H

O

CH2

O

H

HO

O

OH

H

CH2

H2OH+ H2O

Glucose Glycerinaldehyd Methylglyoxal Acrylsäure

Verwendung von Additiven (mit Emulgatoren) zurOptimierung der Oberflächenspannung

Einfluss von Additiven auf die Acrylamid-Bildung (40 g Pommes Frites mit 20µg/kg), Rapsöl, 2,5 Liter)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

2'30'' 3'30'' 2'30'' 3'30'' 2'30'' 3'30''

165°C 165°C 175°C 175°C 185°C 185°C

Acry

lam

id in

µg/

kg

Reduktion der Acrylamidbildung beim Frittierenvon Pommes Frites

• Senken der Frittiertemperaturen aufmax. 175 °C

• Verkürzen der Frittierzeiten• Vermeidung von Silicon als Additiv• Ummanteln von Pommes Fritties• Reduktion der Oberflächenspannung (bessere

Porenbildung)