The health and technological implications of a better control of neoformed contaminants by the food industry

The recent discovery of the presence of variable amounts of the carcinogenic compound acrylamide in a wide range of severely heat-treated food products, such as fried potatoes, biscuits, bread and coffee or malt, as a result of the heat process, has induced an important research in the area of the Maillard reaction in food. The interaction between a specific food composition and the heat process applied results in the development of complex oxidation and glycation reactions, which give rise to a mixture of flavoured compounds and possible neoformed contaminants (NFC). Recommendations by the European Commission aim at monitoring the content of major NFC, such as acrylamide and furan, in a list of food products commercialized in Europe. On the other hand, the Commission for European Normalization (CEN) has created recently a new workgroup (WG13) responsible for normalization of analytical method for NFC assessment. The European collective research ICARE was carried out to identify the possible health consequences of the ingestion of heat-treated products, characterize the reaction kinetics leading to NFC and evaluate some mitigation procedures proposed by the CIAA toolbox, and finally develop a simple, rapid and non destructive control method based on fluorescence acquisition on the crushed food products and chemometric analysis of the spectral information. This paper summarizes the objectives and essential results obtained in the scope of the project, highlighting the need for evaluating the distribution of NFC in food products commercialized in Europe, as well as the impact of the food formula/recipe and process on Maillard derived NFC food levels. The potential of the Fluoralys sensor regarding its ability to control food contamination with NFC is presented. A decrease in NFC concentration of heat processed food should allow significantly limiting the exposure of populations to NFC and consequently the potential related health risk.

RésuméLa découverte récente de la présence de concentrations variables du composé cancérogène acrylamide dans une large gamme de produits alimentaires soumis à de forts traitements thermiques, tels que les pommes de terre frites, les biscuits, le pain et le café ou le malt, a favorisé une recherche importante dans le domaine de la réaction de Maillard dans les aliments. L’interaction entre la composition spécifique d’un produit alimentaire et le traitement thermique qu’il subit induit le développement de réactions d’oxydation et de glycation qui aboutissent à la formation de molécules aromatiques mais aussi de contaminants néoformés (CNF). La Commission européenne a émis des recommandations visant à évaluer le niveau de contamination par deux CNF majeurs, l’acrylamide et le furane, dans une liste de produits alimentaires commercialisés en Europe. De son côté, la Commission européenne de normalisation (CEN) a créé récemment un groupe de travail (WG13) pour normaliser les méthodes d’analyse des CNF. Le projet de recherche collective ICARE a été construit pour identifier les répercussions sur la santé de l’ingestion de produits soumis à de forts traitements thermiques, caractériser les cinétiques de réactions conduisant à la formation des CNF et évaluer l’intérêt de quelques solutions préconisées dans la boîte à outils de la Confédération des industries agro-alimentaires (CIAA). De plus, le projet visait à développer une méthode simple, rapide et non destructive pour le contrôle des NFC dans les aliments, basée sur le couplage entre la fluorescence et la chimiométrie. Ce document synthétise les objectifs et principaux résultats obtenus dans le cadre du projet, en mettant l’accent sur la nécessité d’évaluer la distribution des CNF dans les produits alimentaires commercialisés en Europe ainsi que l’impact de la formule et du procédé sur la teneur en contaminants issus de la réaction de Maillard. Le potentiel du capteur Fluoralys comme outil de contrôle des CNF, au service des autorités de santé publique comme des industriels, est présenté. Une diminution du niveau de concentration en CNF des aliments les plus contaminés devrait permettre de diminuer significativement le taux d’exposition des populations et donc le risque éventuel pour la santé publique.