Cosa succede quando cuciniamo- impariamo a capire il meccanismo di formazione dell’acrilamide

Ultima modifica : 31/10/2008

AGGIORNATO 11/6/2014

Per molte migliaia di anni le persone hanno utilizzato il calore per cucinare. Tuttavia, il processo di cottura, durante la preparazione dei sapori, di miscele di odori e colori, può anche portare alla formazione di sostanze dannose. Uno di questi composti è l’acrilamide che durante gli ultimi anni ha destato un grande interesse scientifico e mediatico.

La scoperta dell’acrilamide nel cibo

Inizialmente, l’acrilamide era conosciuta solo per il suo impiego nei processi industriali come quelli della produzione di plastici, colle, carta e cosmetici. L’esposizione accidentale dei lavoratori ad alti livelli di acrilamide ha portato all’identificazione di questa sostanza come neurotossica. Questo significa che l’acrilamide ad alte dosi ha la capacità di causare un danno al tessuto nervoso. Si sa, inoltre, che negli animali, alte dose del composto, causano cancro e agiscono sulla riproduzione.

Nel 2002, ricercatori dell’Università di Stoccolma, in Svezia, fecero la sorprendente scoperta della formazione di acrilamide negli alimenti e, da allora in poi, l’acrilamide è stata trovata in una serie di alimenti trattati ad alte temperature.1 L’acrilamide si può formare negli alimenti durante i processi di cottura che arrivano a temperature di 120°C o più alte, per esempio friggendo, cocendo al forno e arrostendo. Originariamente è stata rilevata acrilamide in patate fritte, patatine, biscotti e crackers, crostini di pane, cereali per la prima colazione, patate arrosto, prodotti di panetteria e caffè. Ulteriori indagini hanno rilevato la presenza di acrilamide nella frutta secca, nella frutta al forno, nelle olive nere e in alcune noci tostate.

Come si forma l’acrilamide negli alimenti?

La formazione di acrilamide negli alimenti si verifica come conseguenza di una reazione nota come la reazione di Maillard, che è una reazione chimica tra un amminoacido (componente principale della proteina) e uno zucchero come glucosio, fruttosio o lattosio.

Il calore è richiesto per dar inizio alla reazione di cottura che determina una cascata di modificazioni chimiche che alla fine scaturiscono nel “rosolarsi” del cibo e nella formazione di una serie di odori e sapori messi insieme. Queste componenti insieme danno il caratteristico aspetto e sapore del cibo cotto. Uno degli esempi più comuni della reazione di Maillard è il pane bianco che viene abbrustolito.

La formazione della stessa acrilamide è solo parzialmente conosciuta dato che la reazione di Mailard è una delle reazioni chimiche più complicate che si verificano nel cibo. Tuttavia, la formazione e la concentrazione di acrilamide nei cibi appare essere dipendente dal tipo di alimento, di temperatura e dalla lunghezza del tempo di cottura. In generale, i farinacei (per esempio il pane, le patate) che devono essere cotti ad alte temperature e per lunghi periodi di tempo contengono maggiori livelli di acrilamide.

Così come il tempo e la temperatura di cottura, la ricerca ha mostrato che anche il livello di un aminoacido, noto come aspargina, è legato alla formazione di acrilamide. Questo particolare amminoacido ha una struttura chimica che è molto simile alla struttura chimica dell’acrilamide, il che suggerisce che durante la reazione di Maillard, l’aspargina potrebbe essere convertita nel composto acrilamide.

Che livelli di acrilamide si trovano negli alimenti?

Gli scienziati sono comunemente d’accordo nel ritenere che gli alimenti contenenti alti livelli di acrilamide sono quelli fritti, fritti in abbondante olio o cotti al forno, come torte, pane e patate fritte. Il comitato congiunto di esperti sugli additivi alimentari (JECFA, Expert Committee on Food Additives) riporta che gli alimenti che contribuiscono maggiormente al consumo totale di acrilamide per la maggior parte dei paesi sono le patatine (16-30%), patatine croccanti (6-46%), caffè (13-39%), dolci e biscotti (10-20%) e pane e panini/toast (10-30%).2

Altri alimenti contribuiscono meno del 10% sul totale. L’assunzione di acrilamide all’interno dell’UE varia fra 0,3-1,4 microgrammi per kg di peso corporeo al giorno, e in base alla dieta nazionale.3

Fino ad ora non sono stati trovati livelli di acrilamide in alimenti che sono stati bolliti, cotti o cucinati al vapore. Questo si può spiegare con la temperatura massima di queste tecniche, che non supera i 100°C, e dall’assenza di una reazione di rosolatura.

L’acrilamide presente negli alimenti è dannosa per la salute umana?

Poco dopo lo studio Svedese, è stato pubblicato il parere del Comitato Scientifico per l’Alimentazione (Scientific Committee on Food, SCF) sulla possibile preoccupazione per la salute umana associata alla presenza di acrilamide negli alimenti.4 L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) afferma che “ l’acrilamide appartiene al gruppo di composti chimici che si ritiene non abbiano una “soglia” di effetti nettamente identificabile, poiché essendo presenti in concentrazioni molto basse presentano un rischio molto basso, ma non uno uguale a zero”.5

Nel 2005, la giuria dell’Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA, European Food Safety Authority) sui contaminanti ha sostenuto le conclusioni del rapporto del JECFA secondo il quale devono essere fatti degli sforzi per ridurre l’esposizione a queste sostanze.2,6

Per meglio comprendere i rischi dovuti alla cottura degli alimenti ad alte temperature, la Commissione Europea ha fondato il progetto HEATOX (Heat-generated Food Toxicants – Identification, Characterisation and Risk Minimalisation), sostanze tossiche degli alimenti generate dal calore – identificazione, caratterizzazione e riduzione dei rischi.3 L’obiettivo di HEATOX era di identificare, caratterizzare e ridurre i rischi in seguito alla formazione di composti sfavorevoli durante la cottura degli alimenti. In particolare, questo progetto si è concentrato sull’acrilamide e nel 2007 sono state rese note quattro principali conclusioni scaturite da esperimenti condotti in laboratorio: 1) L’acrilamide presente negli alimenti può rappresentare un fattore di rischio per il cancro; 2) È possibile ridurre i livelli di formazione di acrilamide nel cibo, ma non è possibile eliminarla; 3) Sono disponibili metodiche analitiche per ricercare l’acrilamide negli alimenti; 4) La cottura degli alimenti può produrre altri composti con effetti sulla salute umana.

Cosa si deve fare per ridurre la quantità di acrilamide negli alimenti?

Le industrie alimentari hanno adottato delle misure per ridurre la formazione di acrilamide negli alimenti, quali il pane croccante, biscotti e prodotti da forno, patatine, attraverso la ri-focalizzazione dei controlli di qualità, cambiando ricette e procedimenti di cottura. È importante comunque sottolineare che tali procedimenti non possono tenere conto della stagionalità, che ha un impatto significativo sul contenuto dei precursori dell’acrilamide nei prodotti greggi dell’agricoltura.

Per raccogliere le conoscenze ottenute dalle industrie alimentari, la Confederazione delle Industrie degli Alimenti e delle Bevande dell’Unione Europea (CIAA) ha pubblicato delle “Istruzioni per l’Acrilamide”, che elencano i passaggi che possono essere effettuati sia dalle industrie alimentari sia dai consumatori a casa per ridurre i livelli di acrilamide negli alimenti.7 Le linee conclusive della ricerca dell’HEATOX sono state prese in considerazione e introdotte dove possibile nell’aggiornamento del documento sopra citato.

I ricercatori attualmente stanno cercando la possibilità di ridurre la quantità di acrilamide negli alimenti bloccando la reazione durante la cottura, avvalendosi delle biotecnologie e delle attuali tecniche di allevamento. Ad esempio, aumentando i livelli di zolfo e diminuendo i livelli di azoto nel suolo si è visto che si riduce la quantità di acrilamide in molti alimenti coltivati. Inoltre, utilizzando delle modificazioni genetiche, i ricercatori hanno prodotto una varietà di patata del tutto nuova, che contiene bassi livelli di zuccheri rispetto alle patate tradizionali.8 La diminuzione della quantità di zuccheri riducenti (ad es. glucosio) nelle patate equivale a ridurre la concentrazione di acrilamide poiché questi zuccheri costituiscono una componente fondamentale della reazione di Maillard, che porta alla formazione del composto sfavorevole. Allo stesso modo sono stati considerati i geni delle piante responsabili del controllo dei livelli di formazione di asparagina. Infatti l’asparagina è un altro componente fondamentale per la formazione di acrilamide, una sua diminuzione nelle piante equivale ad un effetto di riduzione di formazione di acrilamide durante la reazione di Maillard.

I vantaggi della cottura

In generale la cottura degli alimenti presenta molti vantaggi, che non si devono dimenticare. Oltre ad aumentare l’appetibilità e il gusto dei cibi, con la cottura si riduce il rischio di avvelenamento da cibo. Inoltre la cottura rende molti nutrienti essenziali molto più rapidamente disponibili e facilmente utilizzabili dal nostro organismo.

Cosa dobbiamo fare?

Mentre la ricerca continua a ricercare mezzi per ridurre la formazione di acrilamide durante la cottura di molti alimenti, i consumatori devono evitare una eccessiva cottura (esagerato imbrunimento) degli alimenti. Seguire le istruzioni di cottura riportate sulle confezioni  e cucinare con utensili adeguati rappresentano un valido aiuto per raggiungere questo obiettivo. Inoltre i consumatori devono cercare di variare le tecniche di cottura includendo soprattutto la bollitura, la cottura a vapore e metodi simili che contribuiscono a ridurre al minimo la formazione di acrilamide.  Tra i prodotti che possono avere elevate quantità di acrilamide ci sono anche gli alimenti ricchi di energia, questi prodotti devono essere consumati con moderazione in una dieta salutare ed equilibrata.

Testi di riferimento

  1. Tareke E, Rydberg P, Karlsson P, Eriksson S, Törnqvist M. (2002) Analysis of acrylamide, a carcinogen formed in heated foodstuffs. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 50(17):4998-5006. doi: 10.1021/jf020302f S0021-8561(02)00302-3
  2. JECFA Report TRS 930-JECFA 64/8.
  3. The HEATOX Project, Final Project Leaflet.
  4. Scientific Committee on Food (2002) Opinion of the Scientific Committee on Food on new findings regarding the presence of acrylamide in food.
  5. World Health Organisation (WHO). Food Safety section: Frequently asked questions - acrylamide in food.
  6. European Food Safety Authority, Key Topics section: Acrylamide in food.
  7. The CIAA Acrylamide ‘Toolbox’.
  8. Rommens CM, Ye J, Richael C, Swords K. (2006) Improving Potato Storage and Processing Characteristics through All-Native DNA Transformation. Journal of Agricultural and Food Chemistry 54(26):9882-9887. doi: 10.1021/jf062477l S0021-8561(06)02477-0

Aggiornamento giugno 2014

La Confederazione delle Industrie degli Alimenti e delle Bevande dell’Unione Europea (CIAA) ha ufficialmente cambiato la propria denominazione nel giugno 2011 ed è oggi nota come FoodDrinkEurope (FDE).

Il progetto europeo HEATOX si è concluso a novembre 2007 e i suoi risultati sono stati inclusi nel Manuale dell’acrilamide pubblicato da FDA (ex CIAA), che viene costantemente aggiornato sulla base delle ultime scoperte scientifiche.

Nel gennaio 2014 FDE ha pubblicato una serie aggiornata di opuscoli specifici di settore basati sul Manuale dell’acrilamide e disponibili in 23 lingue europee, che contengono gli ultimi strumenti per aiutare le aziende alimentari europee a mitigare la formazione di acrilamide in certi cibi e prodotti alimentari.

Il rapporto più recente sull’acrilamide redatto dal JECFA, il Comitato congiunto di esperti sugli additivi alimentari, è stato pubblicato nel 2011 e fa parte della valutazione condotta dal JECFA su alcuni contaminanti degli alimenti. Il JECFA ha riportato che gli alimenti che contribuiscono maggiormente al consumo totale di acrilamide per la maggior parte dei paesi sono le patate fritte a bastoncino (10-60%), le patatine croccanti (10-22%), dolci e biscotti (10-15%) e pane e panini/toast (13-34%), mentre altri alimenti contribuiscono meno del 10% sul totale.

La Commissione Europea ha redatto delle raccomandazioni per gli stati membri (2007/331/CE) nel 2007 riguardanti il monitoraggio dei livelli di acrilamide in quegli alimenti noti per il loro elevato contenuto di acrilamide e quelli che vengono significativamente consumati giornalmente nel regime alimentare umano.

All’inizio del 2011 la Commissione Europea ha comunicato livelli indicativi di acrilamide in alcuni alimenti sulla base dei dati europei di monitoraggio. I valori indicativi non rappresentano una soglia di sicurezza e servono esclusivamente a segnalare la necessità di un'indagine da parte delle autorità competenti e per individuare le cause di superamento del livello. Tali valori indicativi sono stati aggiornati nel novembre 2013.

Nel 2012 l’Autorità europea per la sicurezza alimentare (EFSA) ha pubblicato i dati europei sui livelli di acrilamide in vari alimenti rilevati dal 2007 al 2010 e sono stati utilizzati come misura per verificare se le strategie individuate nell’approccio del Manuale sono state implementate con successo dal settore alimentare europeo. La rilevazione di prove di efficacia dell’approccio del Manuale nel settore alimentare è importante per informare le future discussioni degli stati membri europei su come affrontano la questione dell’acrilamide. I dati europei hanno riportato l’analisi di 10 categorie alimentari diverse, sebbene alcuni campioni di esse fossero di piccole dimensioni come ad esempio per le patatine croccanti, nel cui caso lo studio non ha rilevato una tendenza alla diminuzione dei livelli di acrilamide. I valori indicativi di acrilamide consigliati dalla Commissione Europea e basati sui dati di monitoraggio del 2010 sono stati superati nel 3-20% di campioni prelevati da diverse categorie alimentari. Il rapporto ha concluso che sono necessarie un’estensione del periodo di tempo e descrizioni dettagliate delle provenienze dei campioni alimentari per una valutazione più accurata della tendenza.

Il rapporto dello studio pubblicato nel 2013 sull’analisi di una molto più ambia database per le concentrazioni di acrilamide nelle patatine croccanti dal 2002 al 2011 ha mostrato che, in contrasto con rilevazioni precedenti, una generale tendenza di diminuzione nel tempo dei livelli di acrilamide era sostenuta durante tale periodo.

L’EFSA, l’Autorità europea per la sicurezza alimentare, sta attualmente conducendo una valutazione per accertare la correlazione fra l’acrilamide e la salute umana, le cui conclusioni terranno conto dei relativi sviluppi internazionali, fra cui il lavoro svolto dal JECFA. La versione finale del rapporto disponibile a pubblica consultazione è prevista a giugno 2014. Il feedback ricevuto assisterà nella formazione dell’opinione scientifica finale prevista nel 2015.

Testi di riferimento

  1. FoodDrinkEurope, Acrylamide Pamphlets, January 2014. Available here (Accessed 22nd May, 2014).
  2. Evaluation of certain contaminants in food (Seventy-second report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives). WHO Technical Report Series, No. 959, 2011. Available here (Accessed 22nd May, 2014).
  3. European Commission Recommendation of 3 May 2007 on the monitoring of acrylamide levels in food (2007/331/EC). Available here (Accessed 23rd May, 2014).
  4. Commission recommendation of on investigations into the levels of acrylamide in food, Brussels, 10.1.2011 C(2010) 9681 final. Available here (Accessed 23rd May, 2014).
  5. European Food Safety Authority; Update on acrylamide levels in food from monitoring years 2007 to 2010, EFSA Journal 2012;10(10):2938. Available here (Accessed 23rd May, 2014).
  6. Powers et al. (2013) Acrylamide concentrations in potato crisps in Europe from 2002 to 2011, Food Additives & Contaminants: Part A, 2013. Available here (Accessed 23rd May, 2014).

Ulteriori informazioni

Acrylamide Q&As (in inglese)