Transz-zsírsavak élelmiszereinkben Szigeti Tamás János, Dési Eszter

Átírás

1 Vidékfejlesztési Minisztérium Transz-zsírsavak élelmiszereinkben Szigeti Tamás János, Dési Eszter

2 Aszimmetriák az élővilágban Kihívások a méréstechnikában D és L vitaminok D és L redukáló cukrok D és L aminosavak Cisz és transz zsírsavak Élőlények

3 Transz zsírsavak (középpontos szimmentria, nincs konjugáció) H H C C H C C H H H H C C H Székforma H H

4 Cisz zsírsavak (tengelyes szimmentria, nincs konjugáció) H H H H C C C C H H H H H H C C Kádforma

5 Trigliceridek, energia-bevitel, zsírsavak, transz-zsírsavak

6 A gliceridek nélkülözhetetlen összetevői élelmiszereinknek Glicerin Telített zsírsavak (SAFA) Egyszeresen telítetlen zsírsavak (MUFA) Többszörösen telítetlen zsírsavak (PUFA) A telítetlenek egy másik csoportosítása Omega-3 zsírsavak Omega-6 zsírsavak Omega-9 zsírsavak

7 Lipidek technológiai szerepe az élelmiszerekben Szerkezet-képző anyag Hidrofób bioaktív vegyületek oldószere (pl. vitaminok, lecitin) Ízek, aromák, illatok hordozója, kenőanyag, hőközlő közeg

8 Eszenciális zsirsavak (karbonsavak) : F-vitaminok Többszörösen telítetlen karbonsavak. Pl.: C18:2 omega-6 zsírsav (linolsav) C18:3 omega-3 zsírsav (alfa-linolénsav, ALA) C20:5 omega-3 zsírsav (eikoza-pentaénsav, EPA) C22:6 omega-3 zsírsav (dokoza-hexaénsav, DHA) Nélkülözhetetlenek az emberi táplálkozásban. Az emberi metabolizmus nem képes kettős kötéseket vinni az omega-3 illetve az omega-6 helyekre! Hidrofil-hidrofób rendszerek, membránok építőkövei: Immunrendszer megfelelő működésének támogatása Gyulladáscsökkentés (gyökfogó scavanger hatások) Vérnyomás szabályozás Prosztaglandin-szintézis előanyagai

9 Alfa linolén- és linolsav omega 3 és omega 6 cisz-izomerek ω α α-3c-6c-9c-linolénsav (omega 3) α ω α-6c-9c-linolsav (omega 6)

10 Alfa linolén- és linolsav omega 3 és omega 6 cisz-izomerek ω α α-3c-6c-9c-linolénsav (omega 3) α ω α-6c-9c-linolsav (omega 6)

11 Cisz-alfa linolénsav (C18:3) szénatom-láncának görbülete A biológiai rendszerekben a vegyületek molekuláinak alakja legalább olyan fontos, mint a kémiai összetétel!

12 Cisz-alfa dokozahexénsav (C22:6) szénatom-láncának görbülete C22:6-4,7,10,13,16,19c-dokozahexénsav DHA Foszfolipidek nélkülözhetetlen alkotórésze

13 Döntéshozáshoz Mérni, vizsgálni kell!

14 A meghatározás lépései Milyen feladatokat kell megoldani a mérés során? 1. A zsír kivonása - megfelelő mennyiség, zsírsavösszetétele ne változzon 2. Származékképzés (zsírsav-észterek képzése) minél jobb hatásfokú átalakítás, zsírsavösszetétel ne változzon 3. Műszeres mérés, értékelés hatékony elválasztás 4. Számítások, korrekciók Az egyes lépésekre többféle módszer nem mindegy melyiket választjuk!

15 A zsír extrakciója gyakran alkalmazott módszerek MSZ ISO 1443:2002 MSZ 17617:1985 MSZ EN : szakasz MSZ :1989 MSZ :82 MSZ 9433: szakasz MSZ :1985 MSZ : szakasz MSZ 20699:1986 MSZ :1987 Hús és húskészítmények. Az összes zsírtartalom meghatározása Tartósított élelmiszerek zsírtartalmának meghatározása Zsírtartalmú élelmiszerek. Növényvédő szerek és poliklórozott bifenilek (PCB-k) meghatározása. 2. rész: A zsír, a növényvédő szerek, a PCB-k kivonása és a zsírtartalom meghatározása Sajt, ömlesztett sajt és túró kémiai és fizikai vizsgálata. A zsírtartalom meghatározása Lisztvizsgálati módszerek. Nyerszsír és avasság meghatározása Kekszek mintavétele, vizsgálata és minősítése Száraztészták vizsgálati módszerei. Kémiai vizsgálatok Sütőipari termékek vizsgálati módszerei. 1. rész: Kémiai vizsgálatok Azonnal oldódó kávékészítmények vizsgálata Édesipari termékek vizsgálata. Zsírtartalom meghatározása

16 A zsír extrakciója gyakran alkalmazott módszerek MSZ ISO 1443:2002 MSZ 17617:1985 MSZ EN : szakasz MSZ :1989 MSZ :82 MSZ 9433: szakasz MSZ :1985 MSZ : szakasz MSZ 20699:1986 MSZ :1987 Hús és húskészítmények. Az összes zsírtartalom meghatározása Tartósított élelmiszerek zsírtartalmának meghatározása Zsírtartalmú élelmiszerek. Növényvédő szerek és poliklórozott bifenilek (PCB-k) meghatározása. 2. rész: A zsír, a növényvédő szerek, a PCB-k kivonása és a zsírtartalom meghatározása Sajt, ömlesztett sajt és túró kémiai és fizikai vizsgálata. A zsírtartalom meghatározása Lisztvizsgálati módszerek. Nyerszsír és avasság meghatározása Kekszek mintavétele, vizsgálata és minősítése Száraztészták vizsgálati módszerei. Kémiai vizsgálatok Sütőipari termékek vizsgálati módszerei. 1. rész: Kémiai vizsgálatok Azonnal oldódó kávékészítmények vizsgálata Édesipari termékek vizsgálata. Zsírtartalom meghatározása A zsírmeghatározás szabványától eltérő módszert kell alkalmazni a zsírkinyeréshez!

17 E vegyületek analitikája nem egyszerű. Miért? Szabad zsírsavak: Freuendorf (1966), gázkromatográfia Lehotai, L., Morvay, J.: Gas chromatographic determination of acetic, propionic, butyric and valeric acids without the formation of derivatives. Acta Pharm Hung Jan; 50 (1): Magános elektronpár: H-hidas kötésekre O hajlamos; szellemcsúcsok, csökkent illékonyság R C Cisz transz módosulatok OH

18 Származékképzés Laboratóriumok által elterjedten akkreditáltan használt, visszavont szabvány: MSZ ISO 5509:2000 Frissebb szabvány: MSZ EN ISO :2011 akkreditációs ciklusok miatt még nem került be általánosan a laborok akkreditált gyakorlatába NEM BAJ: A két szabvány nem tér el gyökeresen egymástól, az új szabvány a réginek egy sokkal részletesebben kidolgozott, pontosított változata a korábbi szabvány egyik módszere (TMSH származékképzés) külön szabványba került (MSZ EN ISO :2010) 1. Átészterezés 2. Bór-trifluoridos módszer 3. TMSH módszer

19 Származékképzés Átészterezés: metanolos KOH oldat segítségével gyors, hatékony transz zsírsav mérési szabványa is ezt ajánlja Bór-trifluoridos módszer: többlépéses: elszappanosítás, majd észterezés időigényes TMSH-s módszer: egyszerű származékképzés egylépéses transz-zsírsavak analíziséhez nem alkalmas megváltoztathatja az összetételt, a szabvány nem zárja ki

20 Észterképzés O R C HO CH 3 OH

21 Észterezés H 2 O O Vízkilépés R C O CH 3 Illékony zsírsav-metilészter

22 Az elválasztás során fellépő intermolekuláris kölcsönhatások Fecskendő Nyomáscsökkentő Szeptum purge kimenet Kiterjedő oldószer- és minta-gőzök Tűszelep Split kimenet Kapilláris oszlop

23 Gázkromatográfiás elválasztás és detektálás A vizsgálat eredménye: Kromatogram 1. zsírsav µg/kg 2. zsírsav µg/kg 3. zsírsav µg/kg Kolonna

24 Gázkromatográfiás meghatározás MSZ ISO 5508:1992 Zsírsavösszetétel meghatározása gázkromatográfiás módszerrel elterjedten alkalmazott módszer hagyományos zsírsavanalízisre nem említi a transz-zsírsavakat általános, kevésbé korszerű leírást tartalmaz a műszerekre, eszközökre nézve MSZ EN ISO 15304:2002- A növényi zsírok és olajok transzizomer zsírsavtartalmának meghatározása érvényes szabvány korszerűbb a használt oszlopokra, készülékekre nézve nem ad tételes felsorolást a mérendő komponensekre nézve Határértékkel való összehasonlítás esetén nagyon fontos kérdés, hogy mely komponensek összegét hasonlítjuk össze az előírással.

25 Telített karbonsavak homológ sora (zsírsavak) Triviális név IUPAC név Szerkezet Jelölés Ecetsav Etánsav CH 3 COOH C2:0 Propionsav Propánsav CH 3 CH 2 COOH C3:0 Vajsav Butánsav CH 3 (CH 2 ) 2 COOH C4:0 Valeriánsav Pentánsav CH 3 (CH 2 ) 3 COOH C5:0 Kapronsav Hexánsav CH 3 (CH 2 ) 4 COOH C6:0 Önantsav Heptánsav CH 3 (CH 2 ) 5 COOH C7:0 Kaprilsav Oktánsav CH 3 (CH 2 ) 6 COOH C8:0 Pelargonsav Nonánsav CH 3 (CH 2 ) 7 COOH C9:0 Kaprinsav Dekánsav CH 3 (CH 2 ) 8 COOH C10:0 Undekánsav CH 3 (CH 2 ) 9 COOH C11:0 Laurinsav Dodekánsav CH 3 (CH 2 ) 10 COOH C12:0 Tridekánsav CH 3 (CH 2 ) 11 COOH C13:0 Mirisztinsav Tetradekánsav CH 3 (CH 2 ) 12 COOH C14:0 Pentadekánsav CH 3 (CH 2 ) 13 COOH C15:0 Palmitinsav Hexadekánsav CH 3 (CH 2 ) 14 COOH C16:0 Margarinsav Heptadekánsav CH 3 (CH 2 ) 15 COOH C17:0 Sztearinsav Oktadekánsav CH 3 (CH 2 ) 16 COOH C18:0 Nonadekánsav CH 3 (CH 2 ) 17 COOH C19:0 Arachinsav Eikozánsav CH 3 (CH 2 ) 18 COOH C20:0 Heneikozánsav CH 3 (CH 2 ) 19 COOH C21:0 Behénsav Dokozánsav CH 3 (CH 2 ) 20 COOH C22:0 Trikozánsav CH 3 (CH 2 ) 21 COOH C23:0 Lignocerinsav Tetrakozánsav CH 3 (CH 2 ) 22 COOH C24:0 Pentakozánsav CH 3 (CH 2 ) 23 COOH C25:0 Cerotinsav Hexakozánsav CH 3 (CH 2 ) 24 COOH C26:0

26 Telített karbonsavak homológ sora (zsírsavak) Triviális név IUPAC név Szerkezet Jelölés Ecetsav Etánsav CH 3 COOH C2:0 Propionsav Propánsav CH 3 CH 2 COOH C3:0 Vajsav Butánsav CH 3 (CH 2 ) 2 COOH C4:0 Valeriánsav Pentánsav CH 3 (CH 2 ) 3 COOH C5:0 Kapronsav Hexánsav CH 3 (CH 2 ) 4 COOH C6:0 Önantsav Heptánsav CH 3 (CH 2 ) 5 COOH C7:0 Kaprilsav Oktánsav CH 3 (CH 2 ) 6 COOH C8:0 Pelargonsav Nonánsav CH 3 (CH 2 ) 7 COOH C9:0 Kaprinsav Dekánsav CH 3 (CH 2 ) 8 COOH C10:0 Undekánsav CH 3 (CH 2 ) 9 COOH C11:0 Laurinsav Dodekánsav CH 3 (CH 2 ) 10 COOH C12:0 Tridekánsav CH 3 (CH 2 ) 11 COOH C13:0 Mirisztinsav Tetradekánsav CH 3 (CH 2 ) 12 COOH C14:0 Pentadekánsav CH 3 (CH 2 ) 13 COOH C15:0 Palmitinsav Hexadekánsav CH 3 (CH 2 ) 14 COOH C16:0 Margarinsav Heptadekánsav CH 3 (CH 2 ) 15 COOH C17:0 Sztearinsav Oktadekánsav CH 3 (CH 2 ) 16 COOH C18:0 Nonadekánsav CH 3 (CH 2 ) 17 COOH C19:0 Arachinsav Eikozánsav CH 3 (CH 2 ) 18 COOH C20:0 Heneikozánsav CH 3 (CH 2 ) 19 COOH C21:0 Behénsav Dokozánsav CH 3 (CH 2 ) 20 COOH C22:0 Trikozánsav CH 3 (CH 2 ) 21 COOH C23:0 Lignocerinsav Tetrakozánsav CH 3 (CH 2 ) 22 COOH C24:0 Pentakozánsav CH 3 (CH 2 ) 23 COOH C25:0 Cerotinsav Hexakozánsav CH 3 (CH 2 ) 24 COOH C26:0

27 LOD/LOQ Mérési határ észlelt vegyületek száma (cisz-transz izomerek) Vegyületek száma

28 Gázkromatográfiás paraméterek Készülék: HP5890 GC Detektor: FID Vivőgáz: hidrogén Kolonna: Supelco, SP-2560 (100 m x 0,25 mm x 0,2 µm) Hőmérséklet program: 60 0 C (10 perc), 10 0 C/min C-ig (18 perc), 3 0 C/min C-ig (7 perc), 5 0 C/min C-ig 0 C/min (7 perc) Injektálás: split 1:20, 1 µl Injektor hőmérséklet: C Detektor hőmérséklet: C Segédgáz: nitrogén Alsó méréshatár 0,01 m/m% Futtatási idő: <72 perc

29 A vizsgált transz zsírsavak és azok metilészterei t-9-tetradecénsav metilészter C14:1 t-9-hexadecénsav metilészter C16:1 t-9-oktadecénsav metilészter C18:1 t-9,t-12-oktadecadiénsav metilészter t-9,c-12-oktadekadiénsav metilészter C18:2 c-9,t-12-oktadekadiénsav metilészter t-9, t-12, t-15-oktadekatriénsav metilészter t-9, c-12, t-15-oktadekatriénsav metilészter c-9, c-12, t-15-oktadekatriénsav metilészter t-9, t-12, c-15-oktadekatriénsav metilészter C18:3 c-9, t-12, c-15-oktadekatriénsav metilészter t-9, c-12, c-15-oktadekatriénsav metilészter c-9, c-12, t-15-oktadekatriénsav metilészter

30 C14:1n9t C16:1n9t C14:1n9c C15: C15: C16:0 Transz zsírsavak nagyított kromatogramja (C14 C16) Norm FID1A, (Z:\FAMES\120214\006F0601.D) Area: Area: Area: Area: Area: Area: min

31 C18:2nct C18:2ntc C18:3ctc C18:3tcc C18:1n9t C18:2n6c C18:3ttt C18:3ttc+C18:3tct C18:3n C18:3ctt+C18:cct C20: C18:3n C18:1n9c C18:2n6t ISTD C20:0 Transz zsírsavak nagyított kromatogramja (C18) Norm. FID1A, (Z:\FAMES\120214\006F0601.D) Area: Area: Area: Area: Area: Area: Area: Area: Area: Area: Area: Area: Area: Area: Area: Area: min

32 C18:2nct C18:2ntc C18:3ctc C18:3tcc C18:1n9t C18:2n6c C18:3ttt C18:3ttc+C18:3tct C18:3n C18:3ctt+C18:cct C20: C18:3n C18:1n9c C18:2n6t ISTD C20:0 Transz zsírsavak teljes kromatogramja Norm. Norm FID1A, (Z:\FAMES\120214\006F0601.D) C:16 1n9t C:14 1n9t Area: Area: Area: Area: C:18 2nct C:18 1n9t C:18 2ntc Area: Area: Area: Area: Area: C:18 3ctt Area: Area: Area: Area: Area: Area: Area: min

33 Az elválasztás tartományai Tartomány vagy egyedi kalibráció?

34 Vizsgálati eredmények az összes zsírsav m/m%-ában (6 hónap) 2,50 2,00 43% LOD alatt 47 minta (<0,01 m/m%) 57% LOD felett 63 minta (>0,01 m/m%) 1,50 1,00 0,50 Tejtermékek Húsalapú termékek Alapanyagok Növényi olajok Takarmányok Édesipari termékek Snackek Összesen 110 minta II. félévében 0,

35 Mérési eredményeink gyakorlati értelmezése (forrás: ÉFOSZ) A köztudatban (tévesen) a transz-zsírsavak legismertebb forrása a margarin. Régen a margaringyártás során a finomított étolajokat nagy nyomáson és magas hőmérsékleten hidrogénnel telítették, így a transz-zsírsavak mennyisége elérhette a 10%-ot is. Napjainkban a jó minőségű margarinok gyártása során nem használnak hidrogénezett növényi olajokat, hanem kókuszvagy pálmazsír hozzáadásával, illetve egyéb új technológiai eljárásokkal készítik a margarint, így a transzzsírsav-tartalom 1% alá csökkent.

36 Zsiradékok vizsgálata (Újabb WESSLING-mérési eredmények) Napraforgó olaj Extra szűz olíva olaj Margarinkrém Sertés zsír Mangalica zsír Liba zsír

37 Zsiradékok fontosabb zsírsavai %-ban (WESSLING) 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 Palmitinsav Sztearinsav Olajsav Linolsav 20,00 10,00 0,00 Napraforgó Olíva Margarin Sertés Liba Mangalica

38 Telített-telítetlen zsírsavak %-os aránya (WESSLING)

39 Zsírsavak transz módosulatai (WESSLING) Az EU-ban tervezett határérték: maximum 2 %

40 Zsírsavak transz módosulatai (WESSLING) Az EU-ban tervezett határérték: maximum 2 %

41 Javasolható határérték a mérés/ellenőrzés oldaláról is A mérés/ellenőrzés oldaláról nézve véleményünk szerint elfogadható a kezdeményezés: 2,0 m/m% az összes zsír arányában DE! Alacsony zsírtartalmú készítmények esetén nehéz betartani és ellenőrizni, ezért szükséges kis zsírtartalom esetén ettől eltérni! Nem fogadható el: 0,0 m/m% azaz a nulla tolerancia

42 Javasolható határérték - finomítások Alacsony zsírtartalomnál a transz-zsírsav tartalom meghatározás rendkívül pontatlan lehet (egyezik a laboratóriumi tapasztalattal) <1 % zsírt tartalmazó termékeknél már a szervezetbe kerülő zsírmennyiség abszolút értéke is igen kicsi, feltételezhető, hogy így a transz-zsírsav tartalom okozta kockázat is jelentősen kisebb; Szükséges a kis zsírtartalmú termékek külön kezelése a szabályozásban Példa: Ausztria a 2 %-os küszöböt finomítja 20 % zsírtartalom felett 2% Max 20 % zsírtartalmú élelmiszerekben 4% Max 3 % zsírtartalmú élelmiszerekben 10%

43 Dr. William (Bill) Horwitz trombitája Dr. William Horwitz a IUPAC USA Nemzeti Bizottsága Analitikai Kémiai szekciójának társult tagja. Tanácsadója az USA Élelmiszerbiztonsági Hatóságának (Food and Drug Administration; FDA). William Horwitz ( ) Az általa felfedezett függvény (egyenlet, arány) az analtikiai vizsgálati eredmények megbízhatóságának, a mérési bizonytalnságok objektív összefüggéseit írja le: HORWITZ EGYENLET

44 CV = Variációs koefficiens % Laboratóriumok közötti variációs koefficiensek (Horwitz) ,5 µg/l µg/l CV = RSD X * 100 (%) µg/l 10 µg/l 25 µg/l 50 µg/l 100 µg/l 250 µg/l A vizsgált komponens koncentrációja µg/l

45 Természetes és technológiai eredetű transz-zsírsavak Természetes eredet Technológiai eredet A természetes és a gyártási technológia során keletkező transz változatokat műszeres eljárással rutinszerűen nem lehet megkülönböztetni: - Számítással tejtermékek esetén - NMR készülékkel - Költségkímélő, kis hibával működő módszerről nem tudunk

46 Összefoglalás Cél: az egészség védelme Jól működő szabályozás érdekében: Összehasonítható ellenőrzési módszerekkel kell rendelkezni! egyértelművé kell tenni az összegzendő komponenseket/tartományokat az alkalmatlan zsírkinyerési, származékolási technikákat ki kell zárni vagy kiemelni a megfelelő technikákat rögzíteni kell a korrekció menetét (tejtermékek) megfontolandó: a zsírkinyerés esetében szükséges-e szabványok rögzítése (rendkívül sokféle mátrix, szabványok folyamatos felülvizsgálata)

47 Köszönöm megtisztelő figyelmüket! Külön köszönet az Élelmiszerbiztonsági Üzletág munkatársainak!