AKRILAMIDA DAN BAHAYANYA PADA PRODUK PANGAN

Pembentukan Akrilamida Selama Pengolahan Pangan
Akrilamida ditemukan pada beberapa makanan tertentu misalnya keripik kentang, kentang goreng, sereal dan roti, yang dalam proses dan pembuatannya menggunakan suhu tinggi. Dimana dengan meningkatnya pemanasan dan bertambahnya waktu, dapat meningkatkan kadar akrilamida. Kajian awal Mottram et al. (2002) dan Stadler et al. (2002) menduga kuat bahwa pembentukan akrilamida dalam kentang yang dipanaskan sebagai hasil dari reaksi asam amino seperti aspargine (dan beberapa glutamine) dan gula reduksi (glukosa dan fruktosa). Asparagin yaitu asam amino utama mempunyai struktur mirip dengan akrilamida, dan diduga senyawa tersebut yang paling berperan dalam pembentukan akrilamida.
Mekanisme utama pembentukan akrilamida dalam makanan melalui reaksi Maillard, yaitu reaksi antara gula reduksi hasil degradasi pati (karbohidrat) (seperti glukosa dan fruktosa) dengan asam amino bebas (seperti alanin, asparagin, glutamin, dan metionin) yang terdapat secara alami dalam bahan pangan dengan pemanasan menggunakan suhu tinggi (di atas 120 °C).
Biasanya peristiwa ini terjadi pada saat penggorengan, pemanggangan atau pembakaran. Ketiga proses inilah yang bertanggung jawab terhadap tinggi-rendahnya akrilamid dalam pangan. Semakin gelap warna produk akibat pemasakan, makin banyak kandungan akrilamida di dalamnya.
Batas ambang akrilamida
Environmental Protection Agency (EPA) pada tahun 1992 dan masyarakat Uni Eropa dan WHO pada tahun 1985 telah membatasi kadar akrilamida dalam air minum sebesar 0,5 μg/L (ppb). Office of Environmental Health Hazard Assesment (OEAHHA), salah satu divisi EPA yang berlokasi di California, Amerika Serikat telah menetapkan bahwa 0,2 μg/hari akrilamida tidak bersifat karsinogenik. Menurut JECFA (2005) dosis tunggal akrilamida yang menghasilkan pengaruh toksik akut hanya pada dosis di atas 100 mg/kgBB, dan dilaporkan LD50 secara umum di atas 150 mg/kgBB.
Hasil kajian Risk assessment pada asupan akrilamida di beberapa negara diperkirakan antara 0,2-0,8 mg/kgBB/hari. Sedangkan FDA (2009) melaporkan bahwa diperkirakan asupan akrilamida bagi konsumen AS rata-rata 0,4 µg/KgBB/hari. Untuk konsumen Internasional rata-rata berkisar 0,2-1,4 µg/KgBB/hari. Berdasarkan perkiraan dari berbagai negara, diidentifikasi rata-rata asupan akrilamida dari 1-4 µg/KgBB/hari (Brunton et al. 2005). World Health Organization (WHO) menyatakan bahwa pada populasi umum, rata-rata asupan akrilamida melalui makanan berada pada rentang 0,3–0,8 μg/kgBB/hari.

 

Kandungan Akrilamida dalam Produk Makanan
Distribusi level akrilamida(a) dalam pangan tahun 2010

gambar 1

Sumber: EFSA (2012)

 

Definisi dan Struktur Kimia

Acrylamide tersusun dari grup amide dan grup vinyl yang merupakan produk intermediate yang dihasilkan dari penguraian reaksi mailard menjadi beberapa produk dengan prekursornya yaitu gula pereduksi dan aspargin (Mikulíková, R. 2007). Zat ini juga biasa digunakan untuk menjernihkan air minum. Sejak tahun 1950, akrilamida diproduksi dengan cara hidrasi akrilonitril dan terdapat dalam bentuk monomer, sedangkan poliakrilamida ada dalam bentuk polimer (Anonim 1994; 1985). Berikut di bawah ini konformasi struktur kimiawi akrilamida Gambar 1.

gambar 2

Gambar 1. Struktur akrilamida
Sumber: Mikulíková, R. (2007)

 

Karakteristik Fisik dan Kimiawi Akrilamida
Akrilamida (CH2=CHCONH2, CAS Registry Number 79-0601) merupakan Berbentuk kristal padat berwarna putih, tidak berbau, Highly soluble in water, etanol, eter dan kloroform, moderatly soluble in solvent organik, density 1.123 g/cm3 30o C. memiliki berat molekul 71, meleleh pada suhu 84,5 oC, dan mendidih pada suhu 125 oC, larut dalam air, aseton, dan etalolini, mudah bereaksi melalui reaksi amida atau ikatan rangkapnya, pada proses pembakaran menghasilkan zat-zat yang berbahaya bagi kesehatan, seperti amonia, karbonmonoksida, dan nitrogen oksida.
Akrilamida umumnya digunakan di industri sebagai bahan penjernih air minum, bahan baku perekat, plastik, tinta cetak, zat warna sintetik, zat penstabil emulsi, kertas, dan kosmetik. Selain itu, akrilamida sering digunakan sebagai kopolimer pada pembuatan lensa kontak. Akrilamida diproduksi sejak 1950 dengan cara hidrasi akrilonitril dan terdapat dalam bentuk monomer, sedang poliakrilamida ada dalam bentuk polimer (JECFA, 2005)
Bahaya Akrilamida
Kajian awal menunjukkan bahwa hubungan akrilamida dengan kesehatan berkaitan dengan karsinogenitas dan neurotoksisitas (Claus et al 2008). Akrilamida memiliki suatu sistem jenuh elektrofil yang dapat bereaksi dengan pusat nukleofil. Gugus protein dan asam amino menjadi target reaksi utama karena mempunyai pusat nukleofil.
Pengikatan akrilamida dengan protein pada hemoglobin, menjadi penyebab aksi toksisitas pada jaringan tersebut. Bentuk monomernya bersifat racun terhadap sistem saraf pusat, sedangkan bentuk polimer diketahui tidak bersifat toksik. Paparan akrilamida pada dosis tinggi terbukti dapat merusak DNA yang berperan sebagai materi genetik, saraf pusat, menimbulkan tumor, menurunkan tingkat kesuburan, serta mengakibatkan keguguran pada tikus percobaan, sedangkan dalam jangka waktu yang lama dengan dosis yang lebih kecil dapat memicu gangguan pada sistem saraf tepi. Setelah paparan terhadap akrilamida dihentikan, gangguan-gangguan tersebut dapat berkurang, tetapi dapat bertahan hingga berbulan-bulan bahkan bertahun-tahun (JECFA 2009).
Bahaya Acrylamide: a) bersifat neurotoxic berarti toksiknya menyerang jaringan syaraf peripheral pada manusia dan menyebabkan iritasi pada kulit dan mata. b) Acrylamide merupakan zat penyebab kanker (carcinogenic) yang merusak DNA dengan sebuah mutasi spektrum , dimana acrylamide dihasilkan jika bahan pangan diproses pada temperature > 120 oC) Acrylamide mampu memutasikan DNA dalam sel embrio tikus. Sel embrio yang terekspos akrilamide mengalami peningkatan jumlah akibat termutasi (Simonne A. H and Archer D. L. 2006).
Hasil review Claus et al (2008) juga melaporkan bahwa studi onkogenik pada tikus Fischer yang menerima 2 mg akrilamida/kg BB secara nyata meningkatkan tumor pada kelenjar thyroid, testes, sistem saraf pusat, uterus, dan jaringan lain (Johnson et al. 1986). Walaupun demikian, dari semua kajian penggunaan dosis akrilamida yang tinggi dengan hewan percobaan, tidak mudah untuk diekstrapolasi menjadi acrylamide intake melalui pangan pada manusia.
PUSTAKA
Amrein, T., Bachmann, S., Noti, A., Biedermann, M., Barbosa, M., Biedermann, B., Grob, K., Keiser, A., Realini, P., Escher, F., & Amado, R. (2003). Potential of acrylamide formation, sugars, and free asparagine in potatoes: A comparison of varietys and farming systems. Journal of Agricultural and Food Chemistry 51: 5556-5560.
Amrein, T. M., Schonbachler, B., Rohner, F., Lukac, H., Schneider, H., Keiser, A., Escher, F., & Amado, R. (2004). Potential for acrylamide formation in potatoes: data from the 2003 harvest. European Food Research and Technology 219:572-578.
Becalski, A., Lau, B., Lewis, D., Seaman, S., Hayward, S., Sahagian, M., Ramesh, M., & Leclerc, Y. (2004). Acrylamide in French fries: influence of free amino acids and sugars. Journal of Agricultural and Food Chemistry 52:3801-3806.
Biedermann, M. & Grob, K. (2003). Model studies on acrylamide formation in potato, wheat flour and corn starch; ways to reduce acrylamide contents in bakery ware. Mitteilungen aus Lebensmitteluntersuchung und Hygiene 94:406-422.
Brunton, N., R. Gormley, & B. Murray. 2005. Status Report on Acrylamide in Potato Products. The National Food Centre, Ashtown, Dublin.
Chuda, Y., Ono, H., Yada, H., Ohara, T., Matsuura, E., & Mori, M. (2003). Effects of physiological changes in potato tubers Solanum tuberosum L after low temperature storage on the level of acrylamide formed in potato chips. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 67:1188-1190.
Ciesarová, Z., E. Kiss, & P. Boegl. 2006. Impact of L-Asparaginase on Acrylamide Content in Potato Products. Journal of Food and Nutrition Research. 45(4):141-146.
Claus, A., R. Carle, & A Schieber.2008. Acrylamide in cereal products: A review. Journal of Cereal Science 47:118–133.
EFSA [European Food Safety Authority]. 2012. Update on acrylamide levels in food from monitoring years 2007 to 2010. EFSA Journal 10(10):2938. [38 pp.] doi:10.2903/j.efsa.2012.2938.
FDA (Food and Drug Administration). 2009. Acrylamide in Food. Federal Register. Vol. 74. No. 164. www.thefederalregister.com. Diakses 24 November 2009.
Fernandez, S., Kurppa, L., & Hyvonen, L. (2003). Content of acrylamide decreased in potato chips with addition of a proprietary flavonoid spice mix (Flavomare) in frying. Innovations in Food Technology 18: 24-26.
Granda, C., Moreira, R. G., & Tichy, S. E. (2004). Reduction of acrylamide formation in potato chips by low-temperature vacuum frying. Journal of Food Science.69:E405-E411.
Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA). 2005. Summary and conclusions of the sixty-fourth meeting of the JECFA. Rome.
Jung, M. Y., Choi, D. S., & Ju, J. W. (2003). A novel technique for limitation of acrylamide formation in fried and baked corn chips and in french fries. Journal of Food Science 68: 1287-1290.
Kusdibyo & A. A. Asandhi. 2004. Waktu Panen dan Penyimpanan Pasca Panen untuk Mempertahankan Mutu Umbi Kentang Olahan. Ilmu Pertanian. 11(1):51- 62.
Mikulíková, R and Sobotov, K.2007. Determination of Acrylamide in Malt with GC/MS. Acta Chim. Slov. Vol 54, 98–101. Czech Republic
Mottram, D., Wedzicha, B., & Dodson, A. (2002). Acrylamide is formed in the Maillard reaction. Nature 419: 448-449.
Noti, A., Biedermann, B., Biedermann, M., Grob, K., Albisser, P., & Realini, P. (2003). Storage of potatoes at low temperature should be avoided to prevent increased acrylamide formation during frying or roasting. Mitteilungen aus Lebensmitteluntersuchung und Hygiene 94: 167-180.
Olsson, K., Svensson, R., & Roslund, C. (2004). Tuber components affecting acrylamide formation and colour in fried potato: Variation by variety, year, storage temperature and storage time. Journal of the Science of Food and Agriculture 84: 447-458.
Pantastico, E.R.B. 1975. Postharvest Physiology Handling and Utilization of Tropicaland Subtropical Fruit and Vegetable. Edited by ER. B. Pantastico. Westport, Connecticut. The Avi Publishing, Co., Inc.
Pedreschi, F., K. Kaack, & K. Granby. (2004). Reduction of acrylamide formation in potato slices during frying. Lebensmittel-Wissenschaft and Technologie 37:679-685.
Pedreschi, F., Jorge Leo´n, D. Mery, P. Moyano, R. Pedreschi, K. Kaack, & K. Granby. 2007a. Color development and acrylamide content of pre-dried potato chips. Journal of Food Engineering. 79:786–793
Pedreschi, F., O. Bustos, D. Mery, P. Moyano, K. Kaack, & K. Granby. 2007b. Color kinetics and acrylamide formation in NaCl soaked potato chips. Journal of Food Engineering. 79:989-997.
Rydberg, P., Eriksson, S., Tareke, E., Karlsson, P., Ehrenberg, L., & M. Tornqvist. 2003. Investigations of factors that influence the acrylamide content of heated foodstuffs. Journal of Agricultural and Food Chemistry 51:7012-7018.
Simonne, A. H. and Archer, D. L. 2006. Acrylamide in Foods: A Review and Update1. IFAS Extension University of Florida.
Soyka, S., Frohberg, C., Quanz, M., & Essigmann, B. (2004). Process for reducing the acrylamide content of heat-treated foods. European PCT Patent Application, no: WO-2004-040999.
Stadler, R., Blank, I., Varga, N., Robert, F., Hau, J. r., Guy, P., Robert, M., & Riediker, S. (2002). Acrylamide from Maillard reaction products. Nature 419:449-450.
Takada, A.O., C. Matsuora-Endo, Y. Chuda, H. Ono, H. Yada, M. Yoshida, A. Kobayashi, S. Tsuda, S. Takigawa, T. Noda, H. Yamauchi & M. Mori. 2005. Change in Content of Sugar and Free Amino Acids in Potato Tubers under Short-Therm Storage at Low Temperture and the Effect on Acrylamide Level after Frying. Biosci. Biotechnol. Biochem. 69 (7):1232-1238.
United State Potato. 2008. Kentang untuk Olahan Keripik. www.potatoesusa-indonesia.com. [Download 18 November 2010].
Williams, J. S. E. 2005. Influence of variety and processing conditions on acrylamide levels in fried potato crisps. Food Chemistry 90: 875-881.
Zyzak, D. V., Sanders, R. A., Stojanovic, M., Gruber, D. C., Lin, P. Y. T., Villagran, M. D. M., Howie, J. K., & Schafermeyer, R. G. (2004). Method for reducing acrylamide in foods, foods having reduced levels of acrylamide, and article of commerce. United States Patent Application Publication, No. US 2004/0101607.
(Dede Saputra, S.Pi., M.Si.)