La formazione dell'idrossimetilfurfurale negli alimenti

One of the most important products of non-enzymatic browning is the hydroxymethylfurfural (HMF), which derives from reactions that take place between reducing sugars and amino acids in food subjected to a cooking process. The second non-enzymatic process of interest for the formation of HMF is caramelization. The caramel, which comes from heating the sucrose is widely used as a food color in many industrial products. In general, the content of HMF detectable in foods is related to the amount of heat applied during the production phase to foods rich in carbohydrates. Concentration varies a lot and can exceed 1 g/kg in some nuts or caramel based products. In roasted products such as coffee, HMF concentration varies in a range between 300 and 1900 mg/kg. The coffee seems to be the main contributor to the daily intake of HMF. Also in nuts it has been seen that the reagents, during reactions, decline as the HMF and dicarbonyl compounds increase, as a function of time. Honey differs from all other foods because it is the only substance for which a specific legislation was defined. It is indeed regulated by law n° 753 of 1982 which governs the production, packaging and labelling of the product. When the honey is subjected to high temperatures or when is stored for a long time, the sugars will decompose to form undesirable compounds, such as furans, including the HMF. Honey authenticity is defined at the international level by the Codex Alimentarius which decrees the requirements of identity and quality of honey intended for human consumption and the content of HMF in honey processed or mixed should not exceed 40 mg/kg. In milk, the Maillard reaction is undesirable because it subtracts lysine from the product. In this case HMF is used as an indicator of heat treatment and gives guidance on the duration of storage. It is evident that in complex systems such as food it is very difficult to avoid the non-enzymatic browning, but the best way to prevent loss of nutrients and reduce the unwanted molecules is to act on time and heating temperature. It is not yet clear about the role of HMF on human health, but it can cause toxic or mutagenic effects on humans, although in vitro experiments have shown that it has a high cytotoxic potential at high concentrations. Further studies are then needed to clarify the potential effects that long-term exposure can have on human health.

Uno dei prodotti più importanti dell'imbrunimento non enzimatico è l'idrossimetilfurfurale (HMF), che deriva dalle reazioni che avvengono tra gli zuccheri riducenti e gli amminoacidi all'interno di un alimento sottoposto ad un processo di cottura. Il secondo processo non enzimatico di interesse per la formazione di HMF è la caramellizzazione. Il caramello, che deriva dal riscaldamento del saccarosio, è largamente impiegato come colorante alimentare in moltissimi prodotti industriali. In generale, il contenuto di HMF rilevabile nei cibi è correlato alla quantità di calore applicata durante la fase di produzione ai prodotti alimentari ricchi di carboidrati. La concentrazione varia tantissimo: può superare 1g/kg in alcuni frutti secchi o nei prodotti a base di caramello. Nei prodotti tostati, come il caffè, la concentrazione di HMF varia in un range compreso tra 300 e 1900 mg/kg. Il caffè sembra essere il principale contributo all'assunzione giornaliera di HMF. Anche nelle nocciole si è visto che i reagenti, durante le reazioni, diminuiscono mentre l'HMF e i composti dicarbonilici aumentano in funzione del tempo di tostatura. Il miele differisce da tutti gli altri alimenti perché è l'unica sostanza per cui si è ritenuta indispensabile una specifica normativa. È regolamentato dalla legge n° 753 del 1982 che ne disciplina la produzione, il confezionamento e l'etichettatura del prodotto. Quando il miele è sottoposto ad alte temperature o quando viene conservato per molto tempo, gli zuccheri in esso contenuti si decompongono per formare composti indesiderati come i furani tra cui l'HMF. L'autenticità del miele è definita a livello internazionale dal Codex Alimentarius che decreta i requisiti di identità e di qualità del miele destinati al consumo umano e stabilisce che il contenuto di HMF nel miele processato o miscelato non debba superare 40 mg/kg. Nel latte la reazione di Maillard è indesiderata perché sottrae la lisina dal prodotto. In questo caso l'HMF è usato come indicatore della severità del trattamento termico e dà indicazioni sulla durata della conservazione. È evidente che in sistemi complessi come gli alimenti è molto difficile evitare l'imbrunimento non enzimatico, ma il modo migliore per evitare la perdita di nutrienti e ridurre la formazione di molecole indesiderate è quello di agire sul tempo e sulla temperatura di cottura. Non è ancora ben chiaro il ruolo dell'HMF sulla saluta umana, ma è stato dimostrato che sull'uomo non ha effetti tossici né mutageni, nonostante esperimenti in vitro abbiano dimostrato che possiede un elevato potenziale citotossico ad alte concentrazioni. Saranno necessari quindi ulteriori studi per chiarire i potenziali effetti che l'esposizione a lungo termine può avere sulla salute umana.