Dinamiche di formazione del furano nelle produzioni alimentari

Furan is a contaminant food which can be found in some heat-treated foods. It can be formed from many pathways (Maillard reaction, ascorbic acid decomposition, polyunsaturated fatty acids oxidation) and precursors (carbohydrates, amino acids, polyunsaturated fatty acids and carotenoids). It is a dangerous volatile compound that was classificated in 1995 as ¿possible carcinogenic to human¿ from the International Agency for Research on Cancer (IARC). Thenceforward the toxicity, exposure levels and formation mechanism were explored by many scholars and government agencies. Furan extraction from food matrix in laboratory by-means solid-fase microextraction (SPME) gas-chromatography (GC) and mass spectrometry (MS). Major contributors to furan exposure are canned and jarred foods, coffee, baby foods, soy sauces and balsamic vinegar. Considering the extensive occurrence of furan in thermal-processed foods and its possible carcinogenic risk to human, it is necessary to take a reasonable measure to mitigate the presence of furan during production processes. Mitigation interventions suggested in literature include preventive strategies (formulation changes, ingredients substitution ect.) and removal strategies (physical removal, ionizing radiation ect.). The possible industrial exploitation of these strategies is complicated because furan generally occurs simultaneously with that of colour, flavour and texture of heated foods that affecting the food sensory acceptability. One of the best strategies used seems to be food additives addiction like antioxidants and metal ions. A significant decrease of furan formation was observed in ascorbic acid model system and in ¿Maillard's reaction¿ model systems with addiction of sodium sulphite, while with iron sulphate and zinc sulphate opposite effects were observed. Antioxidants like chlorogenic acid in ascorbic acid model system and sesamol, quercetin and butylated hydroxytoluene (BHT) in linoleic and linolenic acid model system can reduce furan formation during heat-treatment. Tea polyphenols can be used for the same purpose in glucose-alanine model system and in canned coffee model system. Calcium sulphate and magnesium sulphate or BHT added to soy sauce model system can reduce furan formation during heating. At present, furan reduction strategies have been only tested on standard model system in laboratory. Studies on industrial application of these strategies on complex food matrices considering natural varibility of the products are still insufficient. Therefore further studies are needed before their industrial exploitation.

Il furano è un contaminante alimentare presente in alcuni alimenti trattati termicamente. Esso può formarsi da diversi percorsi (reazione di Maillard, decomposizione dell'acido ascorbico, ossidazione termica degli acidi grassi poliinsaturi) e precursori (carboidrati, amminoacidi, acidi grassi poliinsaturi, acido ascorbico e carotenoidi). È un composto chimico volatile, pericoloso, classificato come ¿possibile cancerogeno per l'uomo¿ nel 1995 dall'Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC). Da allora la presenza, la tossicità, i livelli di esposizione e il meccanismo di formazione del furano sono stati studiati da molti ricercatori e agenzie governative. L'estrazione del furano dalle matrici alimentari avviene in laboratorio utilizzando principalmente la metodica di micro-estrazione in fase solida (SPME) abbinata alla gas-cromatografia (GC) e spettrometria di massa (MS). Gli alimenti nei quali è stato maggiormente riscontrato comprendono prodotti in scatola e in vasetto, caffè, alimenti per l'infanzia, salsa di soia, aceto balsamico. Considerando l'estensiva presenza del furano negli alimenti e il suo rischio cancerogeno sull'uomo, la ricerca si è focalizzata verso la sua riduzione o eliminazione durante i processi produttivi. A tale scopo le strategie finora studiate comprendono tecniche preventive (cambiamenti di formulazione, sostituzione ingredienti ecc.) e tecniche di rimozione (rimozione fisica, radiazioni ionizzanti ecc.). L'utilizzo di strategie per ridurre il furano negli alimenti a livello industriale è complicato poiché la formazione del furano avviene simultaneamente con la formazione di aroma, colore e struttura dell'alimento che ne caratterizzano l'accettabilità sensoriale. Una delle strategie migliori studiate sembra essere l'aggiunta di additivi alimentari come antiossidanti e ioni metallici. È stato osservato che nel sistema modello acido ascorbico e nei sistemi modello ¿Reazione di Maillard¿ lo ione metallico più efficace nella riduzione di furano è il solfito di sodio mentre i sali che mostrano effetto contrario sono il solfato di ferro e il solfato di zinco. Antiossidanti come acido clorogenico nel sistema modello acido ascorbico e sesamolo, quercetina e il butilidrossitoluene (BHT) nei sistemi modello acido linoleico e linolenico, possono essere usati per inibire la formazione di furano durante il trattamento termico. I polifenoli del tè possono essere utilizzati allo stesso scopo nei sistemi modello glucosio-alanina e nel sistema modello caffè in scatola. Inoltre sali di calcio e di magnesio o il BHT aggiunti al sistema modello salsa di soia possono ridurre la formazione di furano durante il riscaldamento. Le strategie di riduzione del furano finora studiate, sono state testate principalmente su sistemi modello standard in laboratorio. Gli studi per l'applicazione di queste tecniche su matrici alimentari complesse (materie prime industriali) che considerino tutte le variabili del prodotto sono ancora insufficienti. Pertanto sono necessari ulteriori approfondimenti prima di poterle sfruttare a livello industriale.