《Applied Food Research》：Investigating the effect of different additives on the acrylamide formation process in bread tahdig: A health risk assessment study
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为解决高温烹饪食品中致癌物丙烯酰胺的安全性问题，研究人员开展了不同香料添加剂（姜黄、藏红花、肉桂）对面包锅巴中丙烯酰胺形成影响的研究，采用GC-MS方法测定含量，并运用MCS进行健康风险评估。结果显示香料可显著降低丙烯酰胺水平，尤其姜黄效果最佳；风险评估表明儿童存在潜在致癌风险，MOE值提示需引起公共卫生关注。
香喷喷、金灿灿的面包锅巴，是许多美食爱好者无法抗拒的诱惑。这种在高温下烹饪形成的焦脆锅底，不仅带来了独特的风味，也隐藏着一个全球性的食品安全担忧——丙烯酰胺（Acrylamide）的形成。丙烯酰胺是一种在高温加工淀粉类食物（如烘焙、油炸）过程中产生的潜在致癌物，其形成与食物中的天冬酰胺和还原糖在高温下发生的Maillard反应密切相关。随着公众健康意识的提高，如何在不牺牲美食风味的前提下，有效降低食品中的丙烯酰胺含量，成为食品科学领域的重要课题。
在此背景下，一项发表在《Applied Food Research》上的研究，将目光投向了伊朗传统美食“Tahdig”（锅巴），并探索了利用天然香料来“对抗”丙烯酰胺的可能性。这项研究不仅精确测量了面包锅巴中的丙烯酰胺含量，还系统评估了添加姜黄（Turmeric）、藏红花（Saffron）和肉桂（Cinnamon）这三种常见香料对其形成的影响，并进一步通过复杂的概率模型，评估了不同人群食用此类食品可能面临的健康风险。
为了回答这些问题，研究人员主要采用了以下几项关键技术方法：首先，使用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）这一广泛认可的方法来精确测定面包锅巴样本中的丙烯酰胺含量，该方法因其便利性、准确性和经济性而被选用。其次，研究采用了Monte Carlo模拟（MCS）技术进行概率性健康风险评估，该技术通过整合丙烯酰胺浓度、消费模式（基于伊朗人均33克/天的摄入率）和个体易感因素等数据，模拟了10,000次迭代，以评估致癌和非致癌风险。样本制备方面，研究使用了特定的拉瓦什面包，在180–200°C下烹饪30分钟，并添加了不同百分比（0.5%、1%、2%）的香料添加剂。此外，研究还应用了靶标危害商（THQ）、终生增量致癌风险（ILCR）和暴露边际（MOE）等风险评估指标来量化健康影响。
3.1. 分析方法验证
研究首先验证了GC-MS方法的可靠性。结果显示，方法的回收率为94.8%，检出限（LOD）为21 μg/kg，定量限（LOQ）为63 μg/kg，线性相关系数（R2）为0.9979。日内和日间重复性的相对标准偏差（RSD）分别低于9.64%和8.35%。这些参数表明，所建立的方法适合用于食品中丙烯酰胺的测量。
3.2. 所有锅巴样本中的丙烯酰胺水平
所有30个样本的丙烯酰胺平均含量为238.7±50.8 μg/kg（范围：175.3 – 361.6 μg/kg）。这一平均值低于欧盟为黑麦和小麦类制品设定的基准水平（300 μg/kg）。研究指出，烹饪方法和文化习俗的差异可能会影响丙烯酰胺的形成。
3.3. 不同添加剂对锅巴中丙烯酰胺形成率的影响
添加剂对丙烯酰胺水平有显著影响。具体而言，添加姜黄、藏红花、肉桂的锅巴样本以及未添加任何香料的对照样本，其丙烯酰胺平均含量分别为202.2±20.9、230.9±28.9、241.9±30.9和361.6±9.0 μg/kg。统计分析（双因素方差分析）显示，添加剂类型及其与浓度的交互作用对丙烯酰胺形成有极显著影响（p值=0.000），效应量（η2）为0.657，表明影响程度很大。排序为：姜黄锅巴 < 藏红花锅巴 < 肉桂锅巴 < 无添加剂锅巴。这归因于这些香料中含有的抗氧化活性成分（如姜黄中的姜黄素、藏红花中的藏花酸和藏红花醛、肉桂中的肉桂醛），它们可以抑制导致丙烯酰胺形成的Maillard反应。
3.4. 添加剂百分比对锅巴中丙烯酰胺形成率的影响
添加剂浓度越高，降低丙烯酰胺的效果越明显。添加0.5%、1%和2%香料的锅巴样本，其丙烯酰胺平均含量分别为253.9、231.3和189.8 μg/kg。统计分析表明，不同浓度组间的差异显著（p值=0.000）。这表明，增加香料添加量能更有效地利用其抗氧化特性来减少丙烯酰胺的生成。
3.5. 健康风险评估
研究人员使用Monte Carlo模拟评估了健康风险。评估指标包括估计每日摄入量（EDI）、靶标危害商（THQ）、终生增量致癌风险（ILCR）和暴露边际（MOE）。
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非致癌风险（THQ）：所有样本（无论是否添加香料）对儿童和成人计算出的THQ值均小于1，表明丙烯酰胺摄入带来的非致癌风险在可接受范围内。
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致癌风险（ILCR）：对于儿童，通过食用含肉桂、藏红花、姜黄添加剂及对照锅巴，其ILCR的第95百分位数分别为2.60E-4、2.43E-4、2.24E-4和3.43E-4。根据标准（ILCR > 1×10-4为有风险），儿童食用所有类型的锅巴（包括添加香料的）均存在潜在的致癌风险。而成人的ILCR值均低于1×10-4，风险在安全限度内。
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暴露边际（MOE）：基于遗传毒性效应的基准剂量下限（BMDL10，0.17 mg/kg体重/天）计算MOE。欧洲食品安全局认为，MOE值大于10,000才可接受。本研究中，无论是儿童还是成人，所有样本的MOE计算值均远低于10,000。这一结果提示，食用面包锅巴带来的丙烯酰胺暴露，其潜在的致癌效应对于儿童和成人均构成公共卫生关切。
敏感性分析显示，摄入率（IR）、丙烯酰胺浓度、体重（BW）和暴露持续时间（ED）是影响ILCR结果的最关键参数。
本研究得出以下核心结论：首先，在面包锅巴制作中添加天然香料（尤其是姜黄）能有效降低丙烯酰胺的形成，且效果随添加比例增加而增强。其次，虽然所有样本的丙烯酰胺平均水平未超过欧盟基准，但通过Monte Carlo模拟进行的概率性健康风险评估揭示，对于儿童群体，即使食用添加了香料的锅巴，其终生增量致癌风险（ILCR）仍可能超过安全阈值（1×10-4）。更重要的是，基于遗传毒性终点计算的暴露边际（MOE）值对于儿童和成人均低于10,000，这表明丙烯酰胺通过此类食品暴露带来的潜在致癌效应是一个需要关注的公共卫生问题。
讨论部分强调了该研究的创新性和现实意义。它首次综合评估了传统高消费食品锅巴中的丙烯酰胺水平及天然香料的减害效果，并将分析化学与高级风险评估模型结合。研究指出，尽管香料有积极作用，但尚不足以完全消除风险，特别是对摄入量相对体重更高的儿童。因此，除了在烹饪中利用有益香料，还需要通过全面的食品监测计划，识别和控制常见食品中的丙烯酰胺水平，并将健康风险评估结果整合到公共卫生策略中。该研究为制定更安全的传统食品制备方法提供了科学依据，并呼吁开展更长期的纵向研究，以深入理解丙烯酰胺暴露的持续健康效应。研究也承认了自身的局限性，如样本量有限、横断面设计无法推断因果关系，以及未评估环境暴露等其他来源。
