Акриламід - природна сполука, створена людиною, комерційно доступна з 1950-х років. Застосовується у промисловості у виробництві пластмас, переважно поліакриламідних полімерів, і у виробництві фарб, а також для фільтрації питної води. Застосовується у виробництві одноразових підгузників, виробів медичного призначення та сільськогосподарської продукції, напр. менші кількості акриламіду також використовуються для очищення соку цукрових буряків. Акриламід - токсична, можливо канцерогенна, мутагенна та подразнююча сполука, яка легко засвоюється при попаданні всередину.
Ім'я: Акриламід, 2-пропенамід, вініламід, амід акрилової кислоти, проп-2-енамід
Англійська назва: акриловий амід, амід акрилової кислоти, 2-пропенамід, етиленкарбоксамід, амреско акрил-40, акрилагель, оптимум
Формула: C3H5NO
Номер CAS: 79-06-1
Акриламід - це білий кристалічний матеріал, який плавиться при відносно низьких температурах (84 ° C) [1]. Він також добре розчиняється у воді (2040 г/л при 25 ° C), етанолі, ефірі та хлороформі [2, 3]. Акриламід термічно не розкладається на аміак, а термічно на оксид вуглецю, діоксид вуглецю та оксиди азоту.
R-фрази [4]:
R45: Може спричинити рак.
R46: Може спричинити спадкове генетичне пошкодження.
R20/21: Шкідливий при вдиханні та контакті зі шкірою.
R25: Токсичний при ковтанні.
R36/38: Подразнює очі та шкіру.
R43: Може спричинити сенсибілізацію при контакті зі шкірою.
R48/23/24/25: Отруйний: небезпека серйозної шкоди здоров'ю при тривалому впливі при вдиханні, контакті зі шкірою та при ковтанні.
R62: Може пошкодити родючість.
S-фрази [2]:
S45: У випадку нещасного випадку або поганого самопочуття негайно зверніться до лікаря. Якщо можливо, слід показати ярлик.
S53: Уникати впливу - перед використанням отримати спеціальні вказівки.
Акриламід - природна сполука, створена людиною [5], комерційно доступна з 1950-х років. На той час його ще готували за допомогою акрилонітрилу, гідратованої сірчаної кислоти та сульфатних солей, але цей процес виявився небезпечним через утворення побічних продуктів. Його виробляли за допомогою акрилонітрилу та міді з 1971 р., А з 1985 р. Також синтезували за допомогою мікроорганізмів. Виробляється за найвищої ефективності в лабораторних умовах за допомогою реакції аспарагінової кислоти та цукру при високих температурах.
Виробляється в найбільших кількостях у США, Європі та Японії [6]. Окрім виробництва, акриламід може також утворюватися спонтанно під час нагрівання їжі до температури вище 120 ° C (випікання, обсмажування), реакції аспарагіну та відновлюючих цукрів, тобто т.зв. Через реакцію Майяра. Вперше процес був описаний дослідниками Стокгольмського університету у Швеції лише в 2002 році; з тих пір акриламід був знайдений у багатьох високотемпературних продуктах харчування [7].
Акриламід використовується в промисловості для виробництва пластмас та, головним чином, поліакриламідних полімерів та фарб, а також для фільтрації питної води. Застосовується у виробництві одноразових підгузників, виробів медичного призначення та сільськогосподарської продукції, напр. менші кількості акриламіду також використовуються для очищення соку цукрових буряків. Інші способи використання використовуються у виробничих процесах клеїв, в’яжучих та фарб, але він також присутній у виливках із піску, паст для друку на текстилі та пристроях, що утримують воду, а також може бути обов’язковим агентом [8]. Він також використовується в зубних пломбах, як добавка в бурові розчини, у зшиванні гуми, у догляді за шкірою та матеріалах для ущільнення, у стабілізаторах ґрунту, у засобах для гоління [9], у обробці целюлози та паперу, у переробці харчових продуктів, у питній воді лікування та у фотографії [10].
Акриламід утворюється, коли певні продукти, такі як картопля та борошно, сильно нагріваються. Окрім певного виду цукру, ці продукти містять також природний компонент білків - аспарагінову кислоту. Таким чином, акриламід можна виявити в багатьох харчових продуктах, таких як хліб, кава, печиво, крупи, чіпси тощо. Спеціальна хімічна реакція між амінокислотами та цукром викликає характерний аромат смажених, запечених та підсмажених продуктів, таких як хліб, смажена їжа, кава та карамель [28].
Акриламід може потрапляти в організм пересічної людини при контакті з повітрям, питною водою та різними продуктами харчування, а також при контакті зі шкірою, але куріння також може бути важливим джерелом [11]. Його викид у питну воду та їжу частково зумовлений промисловими викидами (наприклад, через скиди) [12], але головною причиною його появи в продуктах харчування є вимивання з упаковки, що містить акриламід, та наявність хімічної речовини, що утворюється при термічній обробці [6 ]. Наступна таблиця показує вміст акриламіду в деяких продуктах харчування [12].
Назва групи товарів
Рівень акриламіду (мкг/кг)
Середній
Мінімум-максимум
Кількість випробуваних зразків
Картопляні чіпси (тонко нарізані)
Картопля фрі (товсто нарізана)
може розвинутися у працівників рослин, що використовують акриламід - речовина може потрапляти в організм через шкіру та при вдиханні. Концентрації акриламіду 0,1-3,6 мг/м 3 (в середньому 0,6 мг/м 3) вимірювали у робочому повітрі рослин з використанням акриламіду [6].
З людського організму акриламід виводиться із сечею, з найбільшим зв’язуванням з глутатіоном. Майже 90% виснаження за 7 днів [29].
Вимірювана концентрація акриламіду в відсіках навколишнього середовища на 100% походить від викидів, пов'язаних з діяльністю людини. Викид у навколишнє середовище можливий через складний ланцюг транспортування, зберігання, використання та утилізації, головним чином через продукти розкладу поліакриламіду [6].
Він може потрапляти в повітря, воду та ґрунт завдяки розповсюдженню навколишнього середовища: за оцінками Американської агенції охорони навколишнього середовища, до 250 тонн акриламіду може потрапляти в наше середовище щороку [8]. Завдяки своїй чудовій розчинності у воді та швидкому розповсюдженню він може з’являтися в основному у підземних водоймищах, напр. земляні роботи з використанням акриламіду, т. зв під час процедур затірки [10]. Вважається, що це відносно легко розкладається речовина, тому її несприятливий вплив на навколишнє середовище також є помірним [9]. Рідко вимірюють його концентрацію в навколишньому середовищі [13]: 1-50 мкг/л було виявлено у стоках рослин з поліакриламіду, а при використанні в якості сполучного речовини він досяг концентрацій до 400 мг/л у свердловинах, що оточують територію Використання. Однак ніяких виявлених значень не спостерігалося поблизу заводів, що використовують акриламід ні в повітрі, ні в ґрунті (при межах виявлення 0,1 0,1 г/м3 та 0,02 мг/кг відповідно) [9].
Помірно небезпечний для риби. EPA (1985) повідомляє значення LC 50 для кількох видів риб, включаючи Carassius auratus (золота рибка), Rasbora heteromorpha (риба-арлекін) та Poecilia reticulata (гуппі). Значення LC 50 у проточній воді: 460 мг/л, 250 мг/л та 130 мг/л, виміряні з рибами-арлекінами для 24-годинних, 48-годинних та 96-годинних випробувань. Статичні 24-годинні та 96-годинні показники LC 50 для золотих рибок становили 460 мг/л та 160 мг/л (EPA). 7-денний LC 50 для гуппі становить приблизно 35 мг/л. Цілодобова LC 50 Daphnia magna (водяна блоха, перша стадія) становить 230 мг/л [30].
У повітрі очікуваний період напіввиведення становить 6,6 години, у ґрунті це значення становить 21-36 годин, залежно від типу грунту. У воді він розкладається за 2-12 днів, залежно від кількості мікроорганізмів, здатних розкладати акриламід. На основі досліджень на водних організмах акриламід має низький потенціал для біоакумуляції [8]. В аеробних ґрунтах за 14 днів руйнується 74–94%, у заболочених, а в анаеробних ґрунтах лише 64–89%. Залежно від типу грунту, передбачуваний період напіввиведення становить 21-36 годин [31].
Акриламід - токсична, можливо канцерогенна, мутагенна та подразнююча сполука, яка легко всмоктується в організм. Період напіввиведення в крові становить приблизно 2 години, в тканинах це може бути до 5 годин [10], але для спорожнення майже 90% потрібно 7 днів. Залежно від особи, шляху та кількості потрапляння в організм, це може спричинити місцеві ефекти, такі як подразнення шкіри та слизової, що супроводжуються пухирями та відшаруванням, або може поширюватися на все тіло, що призводить до симптомів центральної та вегетативної нервової системи [6 ]. Типові симптоми гострого отруєння можуть включати сплутаність свідомості, галюцинації, погіршення пам’яті та запаморочення, дистрес у дорослих та порушення поведінки.
Хронічний вплив протягом місяців та років призводить до втоми, сонливості, утрудненого сечовипускання та дефекації, втрати ваги, ураження нервової системи та надмірного потовиділення [3, 14]. Це може спричинити пошкодження нервових волокон (дистальна аксонопатія), переважно в мономерній формі, що проявляється порушеннями чутливості кінцівок, слабкістю та відсутністю прогресивної координації рухів (атаксія) [15].
Згідно з класифікацією IARC, сполука, віднесена до категорії 2A, ймовірно, є канцерогенною для людини [32]. Епідеміологічні дослідження виявили статистично значущий зв’язок між професійним впливом акриламіду та частотою розвитку раку підшлункової залози; для інших видів раку можливий зв’язок недостатньо обґрунтований [12].
ЄС класифікує акриламід як мутаген категорії 2. Про мутагенність акриламіду свідчать хромосомні аномалії [12] та порушення клітинного поділу в експериментах на тваринах [15]. На основі досліджень на піддослідних тваринах тератогенні ефекти не продемонстровані.
Споживання акриламіду в ЄС становить 0,3-1,4 мкг/кг маси тіла/день, залежно від харчових звичок. Оскільки споживання акриламіду може становити ризик розвитку раку [33], ФАО та ВООЗ не встановили загально безпечного мінімального споживання (NOAEL). Однак кілька великих виробників добровільно вирішили зменшити вміст акриламіду у своїх продуктах через ризики [34].
Гострих отруєнь акриламідом не очікується при середній експозиції населення. Приклади цього можна знайти лише в екстремальних умовах, таких як тривалий професійний вплив без належного захисного обладнання [16], або випадкове/навмисне проковтування великої кількості акриламіду [10, 17]. Однак особливу увагу слід приділяти свердловинам, пробуреним або пробуреним поблизу яких використовується акриламід або поліакриламід: за таких умов концентрація акриламіду вже може досягти рівня, достатнього для гострого отруєння. Про це свідчить випадок із сім’єю з п’яти осіб, яка використовувала воду із викопаного колодязя, забрудненого акриламідом, для купання, пиття та приготування їжі. У їхньому випадку акриламід спричиняв нервові та поведінкові розлади, і їх відновлення зайняло кілька місяців [18].
У середніх умовах хронічний вплив акриламіду з низькою концентрацією є більш поширеним, головним чином через їжу та питну воду та куріння. Однак наразі доступна обмежена інформація щодо впливу на здоров’я тривалого впливу низьких концентрацій акриламіду.
На думку EPA, для акриламіду максимальний рівень забруднення у питній воді, який ще не викликає максимального рівня забруднення (MCL), дорівнює нулю, тобто не існує значення концентрації, при якому можна виключити ризик для здоров'я [19]. До подібного висновку дійшла ВООЗ; на їх думку, акриламід є однією з хімічних речовин, для якої неможливо встановити безпечний поріг, тобто ризик для здоров'я не усувається навіть при дуже низьких концентраціях, а лише знижується [20].
Хоча акриламід, ймовірно, був присутній у раціоні людини з самого початку його приготування - хоча ріст чіпсів та картоплі фрі в останні роки, безумовно, збільшив споживання акриламіду - міжнародні експерти вважають безпеку харчових продуктів та зменшують вміст акриламіду у питній воді. Проблема посилюється тим, що в даний час не існує прийнятного методу рутинного виявлення акриламіду в питній воді, і його скринінг вимагає спеціальних процедур очищення води [19]. На сьогодні для постачальників води найважливішим завданням є обмеження використання акриламіду в процесах очищення води, що може зменшити кількість води, яка надходить у питну воду [19].
Що стосується продуктів харчування, як виробники, так і споживачі можуть вживати відповідних заходів, щоб уникнути акриламіду. Відомо, що акриламід утворюється при випіканні вуглеводівмісних продуктів при нагріванні до температури вище 120 ° С, але вище 170 ° С його концентрація зростає в геометричній прогресії. Таким чином, вибравши оптимальний час і температуру випікання, кількість утвореного хімічного речовини можна зменшити. Рекомендується більше одного разу не смажити на одній і тій же олії і не спалювати там їжу. Вимірюваних кількостей акриламіду в приготованих або приготованих на пару їжі не виявлено, тому ці методи приготування можна вважати безпечними для акриламіду. Оскільки ми знаємо, які продукти містять більше акриламіду, ніж у середньому, доцільно зменшити частку цих продуктів у нашому раціоні, вибравши різноманітну, здорову дієту.
Оскільки чіпси та картопля фрі містять значну кількість акриламіду, важливо звернути увагу на оптимальне випікання цих продуктів. Рекомендується вибирати сорти картоплі з максимально низьким вмістом цукру. Будьте обережні, щоб не зберігати картоплю при температурі вище 6 ° C, не купуйте картоплю, яка стояла вночі (непокрита) в морозну погоду. Перед смаженням промийте скибочки картоплі в теплій/гарячій воді, щоб видалити надлишок цукру.
Для промисловості також важливо вжити заходів щодо зниження рівня акриламіду, для чого вже були зроблені позитивні кроки, такі як "Набір інструментів з акриламіду" Європейської асоціації виробників продуктів харчування та напоїв (CIAA) [21] і так званий " акриламідний інструментарій "Європейським Союзом. Проект HEATOX (Токсичні речовини в їжі) [22]. CIAA також підготував настанови для угорських споживачів та виробників [35].
У разі професійного опромінення рекомендується інформувати працівників з акриламідом про ризики та симптоми опромінення акриламідом, а також застосовувати відповідне захисне обладнання та повністю відповідати нормам безпеки [10].
З точки зору безпечності харчових продуктів, існує кілька варіантів зменшення вмісту акриламіду в продуктах харчування, який починається з вирощування врожаю. Одним із можливих способів цього є зменшення вмісту аспарагіну в рослинах, що виробляють їжу. Відомо, що злаки, вирощені на бідних сульфатами ґрунтах, а також борошно та хліб, виготовлений з них, містять більше аспарагіну, ніж рослини, вирощені на достатньо багатих поживними речовинами ґрунтах, тому випікання при 160 ° С може дати до 5-7 в рази більше акриламіду [23]. Окрім правильного надходження поживних речовин, вибір сорту може також впливати на концентрацію аспарагіну в рослині, тим самим знижуючи рівень акриламіду. Продукти з низьким вмістом аспарагіну виробляють менше акриламіду, на який може впливати не тільки виробництво, але й зберігання.
На кількість хімічної речовини в таких продуктах, як сухарі, печиво та пелюстки картоплі, виробник може впливати, регулюючи процеси приготування.
У 2002 році Міністерство охорони здоров’я Канади доручило всім виробникам продуктів харчування в країні уникати поєднання аспарагіну та глюкози при високих температурах та розглянути альтернативні процеси виробництва [36].
Альтернативи промисловому використанню акриламіду як сполучного включають поліуретани, силікати, формальдегіди та, в певних ситуаціях, клеї, цементні та бентонітові форсунки. Однак також рекомендується врахувати ризики для навколишнього середовища перед використанням альтернативних варіантів [24].
Європейське агентство хімічних речовин (ECHA) класифікувало акриламід як речовину, що викликає велике занепокоєння, згідно з Регламентом REACH про реєстрацію, оцінку, санкціонування та обмеження хімічних речовин та Регламентом (ЄС) № 1907/2006 Європейського Парламенту та Ради [ 25]. Певні обмежувальні заходи також приймає рішення профспілка.
Європейський Рекомендація Комісії 2007 р (2007/331/ЄС) зазначає, що держави-члени повинні регулярно вимірювати рівень акриламіду в продуктах харчування [37].
Вміст акриламіду в питній воді в Угорщині регулювався в 201/2001. (Х.25.), Відповідне граничне значення для очікуваної залишкової концентрації мономеру у воді становить 0,10 мкг/л. У багатьох країнах допустима концентрація мономеру акриламіду в поліакриламіді, який використовується для очищення питної води, обмежується 0,05% для якості водопровідної води [6].
Що стосується харчових продуктів, 152/2009. (XI.12.) Міністерства сільського господарства та розвитку сільських територій містить Додаток 29 Угорської книги продовольства № 1-2-2002/72 про пластмаси та пластмасові предмети, що контактують з продуктами харчування, де зазначено, що індивідуальна межа розчинення упаковки пластик у випадку акриламіду 3], але оскільки це канцероген, рекомендується обмежити вплив до мінімально можливого рівня. В Угорщині 25/2000. (IX.30.) Спільний указ EüM-SzCsM про хімічну безпеку робочих місць на основі гранично допустимої концентрації акриламіду в повітрі на робочому місці також становить 0,03 мг/м 3 .
Концентрація акриламіду, що вимірюється в елементах навколишнього середовища, не регулюється законодавством.