我知道你怕黄曲霉素,那么就不怕丙烯酰胺吗?

高温烹饪会让食物变得更加有吸引力,看着那种焦黄的颜色,闻着那种诱人的气味就让人不自觉地分泌口水。
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但在高温烹饪(如油炸、烘烤、烧烤、烘焙)过程中,高蛋白食物会自然生成苯并吡与杂化芳香胺,而高淀粉食物则能生成自然产生丙烯酰胺
爱吃油炸烘焙食品的朋友可能听过这个名字,更多的人可能完全不知晓,或者即便知道不以为然。实际上,丙烯酰胺这种神经毒性物质的毒性丝毫不弱于苯并吡。
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2019年英国报道过一个与此有关的惨痛悲剧。一名英国男孩常年吃薯条、薯片、香肠,不爱吃蔬菜水果,14岁时确诊营养性视神经病变 ,此后三年视力逐渐丧失,17岁时完全失明。
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看到这里,爱吃油条的人,孩子爱吃薯片的人,你还能够安心吃哪些东西吗?不担心那些可悲的事件发生在我们的家庭里吗?本期食与心带大家深入了解丙烯酰胺,以及怎样减少丙烯酰胺毒害。
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——丙烯酰胺的来源
提起丙烯酰胺,就会回想起在大学做生物学实验的时候几乎天天看到的那种令人不快的化学制剂,也忘不掉那排英文名字acrylamide和一个骷髅头的标记,还有neurotoxic agent(神经毒素)的提示。当时在实验室做基因片段分离的时候会使用。它是一种无色、无味、重量轻的化合物,分子式 (C3H5NO) 。
丙烯酰胺的遗传毒性和致癌作用是通过其缩水甘油酰胺代谢物产生的,与丙烯酰胺相比,缩水甘油具有更大的诱变潜力。缩水甘油酰胺可与各种分子中的 -SH、-OH 和 -NH2 基团形成键合,诱导细胞 DNA 突变和酶生理功能的改变。
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除了实验室里的分子生物学实验,丙烯酰胺还多用于工业生产(建筑和石油工业用作灌浆剂、土壤稳定剂、石油钻井添加剂;制造成聚丙烯酰胺,用于水处理、造纸、采矿、纺织等)。而食物中的丙烯酰胺并非人为添加 ,而是食物加工过程中自然产生。
在高温烹饪(如油炸、烘烤、烧烤)过程中,食物中的天冬酰胺和还原糖(如葡萄糖、果糖)发生美拉德反应(Maillard Reaction)时可自然生成丙烯酰胺。
也就是说,高温烹饪的肉食更易生成苯并芘,而高温烹饪的素食更易生成丙烯酰胺
下图列举了5类可能含有丙烯酰胺的食物
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——丙烯酰胺对人体的影响
丙烯酰胺具有神经毒性、基因毒性和潜在的致癌性。
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——怎样减少丙烯酰胺摄入
丙烯酰胺主要是淀粉类食物在高温烹饪(120度以上)时产生。油炸制成的薯片薯条、油条、方便面,烘焙制作的饼干、蛋糕、披萨、面包、锅巴、雪饼、麻花等食物,烘焙过的坚果、咖啡,以及做好的面食进一步煎炒时都可能产生丙烯酰胺。
除了温度,pH值也是影响丙烯酰胺的重要因素。
不少人发面时为避免发太酸会加入碱(小苏打)来中和。实际上,碱性环境(高pH)会强化美拉德反应,促进丙烯酰胺生成。使用碳酸氢钠(小苏打)等碱性膨松剂,会提高面团的pH值,促进天冬酰胺生成,并能让饼干/面包等颜色加深,看上去更加诱人。
而用酸面团(乳酸菌发酵面团)制作时,乳酸菌不仅能分解麸蛋白人体能消化麸质吗?怎样安全吃面食?),还能降低面团pH值,抑制糖化反应,阻碍丙烯酰胺生成。乳酸菌还能吸附和代谢丙烯酰胺,将其作为碳源和氮源利用。
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荟萃分析发现,食品加工过程中食用益生菌处理能显著降低面包和薯片中的丙烯酰胺含量。传统酸面团中的发酵主力——乳酸菌和酵母菌都能抑制抑制丙烯酰胺生成。【1】
结合这些发现,可以通过以下方法减少丙烯酰胺摄入:
1. 调整烹饪方式
  • 避免长时间高温烹饪,低温蒸煮、焖炖更健康。食与心建议:能生吃的就不做熟,能蒸的就不煮,能煮的就不炒,能不油炸就不要油炸。
  • 避免升高pH值的操作(如加入膨松剂),尽量降低原材料(如面团)的pH值,以减少烹饪过程中的糖化反应。
  • 减少食物表面焦化,不要食用过度烤焦的部分(如烤到黑糊的面包、红薯和薯条)。

2. 改变食材选择
  • 少吃加工食品(如薯片、速溶咖啡、炭烧坚果)。
  • 多摄入水果、蔬菜、全谷物(不易产生丙烯酰胺)。

3. 食品加工改进
  • 工业生产中可采用酶处理(天冬酰胺酶)降低丙烯酰胺含量。
  • 一些国家已对食品中丙烯酰胺含量制定限量标准(如欧盟食品安全法)。
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值得注意的是:除了丙烯酰胺,之前介绍过的AGEs(晚期糖基化终末产物,如何减轻食物糖化对肾脏的损害),以及上期的苯并芘和杂环胺(烧烤食物致癌,有办法避免吗),可以算是高温烹饪食物中的四大杀手。而减少高温烹饪食物摄入,就能同时减小这四种毒素的摄入。
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——怎样解毒丙烯酰胺
有人可能会说,“我的工作就跟丙烯酰胺有关”,“父母就是爱吃油条,几十年的老习惯了”,“孩子每天都要吃薯片/饼干,不过不敢让他/她吃太多”……
如果就是舍弃不了高温烹饪的食物,如果丙烯酰胺已经进入体内,有没有什么简单的解毒方法呢?下面我们来看看科学研究的发现。
补充益生菌能保护身体免受丙烯酰胺暴露的毒害
2024年的一项对于小鼠的研究发现,长期低剂量丙烯酰胺摄入(5毫克/千克体重/天,持续10周)通过通过抑制 TGR5-GLP-1 轴诱导葡萄糖代谢紊乱,升高葡萄糖水平,降低胰岛素和胰高血糖素(高血糖素样肽-1,GLP-1)水平。如果在丙烯酰胺暴露10周后补充罗伊氏乳杆菌菌株3周,则能通过胆汁酸-TGR5-GLP-1 轴改善丙烯酰胺暴露造成的葡萄糖代谢紊乱。同时,罗伊氏乳杆菌干预还增加了回肠超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性以及总抗氧化能力,从而保护肠道免受丙烯酰胺诱发的氧化应激损伤。【2】
对于大鼠的研究发现,大剂量丙烯酰胺摄入(40毫克/千克体重/天)3周会抑制大鼠生长,诱发后肢张开和共济失调的症状,增加海马、小脑、肝脏、小肠和肾脏的氧化应激,诱发海马神经退行性病变(神经细胞核苍白染色或溶解,神经细胞结构模糊,神经胶质细胞数量增加,呈弥漫性增生),引起小脑、肝脏、肾脏和小肠组织损伤。【3】
【共济失调(Ataxia)是一种运动协调障碍,表现为步态不稳、四肢笨拙、言语含糊、平衡困难等。】
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而干预期间每天补充植物乳杆菌菌株能改善这些变化,且益生菌用量越大,改善效果越好。每天1毫升10^9 CFU/ml 的植物乳杆菌就能修复上述几乎所有异常。且暴露前补充植物乳杆菌(暴露前1小时)比暴露后补充(暴露前1小时)的保护效果更好。(假设我们用NS5来解决问题,爱吃烧烤油炸食品的人应该每天喝200-1000毫升NS乳酸菌饮料)。
另一项大鼠研究重点关注了丙烯酰胺对于生殖系统和神经系统的影响,丙烯酰胺剂量为20毫克/千克体重/天,连续暴露30天造模,益生菌干预组则在暴露期间每天补充复合益生菌(嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、嗜热链球菌和低聚果糖)。30天后,检测分析睾丸、精囊、前列腺和小脑的变化。【4】
结果发现,与对照组(无丙烯酰胺暴露)相比,丙烯酰胺模型组的睾丸重量显著下降,精子形成减少(Johnsen 评分),精原细胞、精母细胞、精子细胞和睾丸间质细胞的数量显著减少,诱发睾丸损伤(生精细胞变性,形成巨大的精子细胞;只有少量精原细胞和支持细胞;一些上皮细胞空泡化)、精囊损伤(上皮完整性丧失)、前列腺损伤(上皮增生、血管肿胀、腺上皮细胞破裂)、小脑层体积减小(包括颗粒层和白质层)。
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与丙烯酰胺模型组相比,益生菌干预能促进精子形成、增加精原细胞等细胞数量,改善睾丸、精囊、前列腺和小脑组织损伤。且益生菌用量越大,改善效果越好。大剂量益生菌干预能将上述异常修复到正常对照水平。
这些研究提示,补充益生菌能保护身体免受丙烯酰胺暴露造成的肠道炎症、糖尿病、肝肾问题、共济失调和男性不育等问题
食与心温馨总结:肉食高温烹饪(如烧烤)会产生苯并芘和杂环胺等致癌物,素食高温烹饪(油炸/烘烤)也会产生丙烯酰胺这样的危险物质。除了致癌性,丙烯酰胺对于神经系统和生殖系统的毒害也不容小觑。
传统油条制作常用明矾(硫酸铝钾)和硫酸铝铵作为膨松剂让油条更加蓬松香脆。很多人都听过“油条中的铝会让人老了痴呆”,但这种观点一直饱受争议,目前也没有直接证据证明铝会导致阿尔茨海默病及其他神经退行性疾病。
实际上,更可能的原因是膨松剂升高了面团pH值,促进了糖化反应发生,导致油炸过程产生了更多的丙烯酰胺、AGEs、甚至苯并芘和杂环胺等,这些有毒物质最终诱发了神经系统退行性病变。
所以日常烹饪减少丙烯酰胺摄入的关键除了避免高温,就是避免升高pH值。减少膨松剂使用,多用益生菌发酵降低pH值(如酸面团),都能阻止烹饪过程中产生丙烯酰胺。
咖啡爱好者会不会担心自己喝的咖啡里丙烯酰胺是否存在呢?确实存在!能不能去除呢?非常容易!喝咖啡的时候你用一张过滤咖啡的滤纸,它就有吸附丙烯酰胺的功能。
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即便是食用了薯片饼干面包蛋糕等,丙烯酰胺已经进入体内,补充乳酸杆菌或多食用含有活性益生菌的发酵食物(如酸奶、酸豆浆/谷浆/蔬菜汁)都能减轻丙烯酰胺的毒害,促进身体修复。
食与心一再提示:不要长期大量食用高含丙烯酰胺的食物,过量摄入后,即便是补充大量乳酸杆菌,也可能难以完全修复或抵消丙烯酰胺造成的损伤。

参考材料
1.https://link.springer.com/article/10.1007/s11694-021-00997-5
2. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/fo/d4fo01061b
2. https://link.springer.com/article/10.1186/s13765-020-00527-9
3. https://journals.lww.com/apjr/fulltext/2024/13040/probiotic_microorganisms_affect_the_reproductive.4.aspx