Powstawanie amin heterocyklicznych w mięsie
Heterocykliczne aminy to grupa związków chemicznych , z których wiele może powstać podczas gotowania. Można je znaleźć w mięsach, które są ugotowane do stanu „dobrze wypieczonego”, w odciekach z patelni i na powierzchniach mięsa, które mają brązową lub czarną skórkę. epidemiologiczne wykazują związek między spożyciem amin heterocyklicznych a rakiem okrężnicy , odbytnicy , piersi , prostaty , trzustki , płuc , żołądka i przełyku , a eksperymenty z karmieniem zwierząt potwierdzają związek przyczynowy. Służba Zdrowia Publicznego Departamentu Zdrowia i Opieki Społecznej Stanów Zjednoczonych określiła kilka amin heterocyklicznych jako prawdopodobne czynniki rakotwórcze w swoim 13. raporcie na temat czynników rakotwórczych . Zmiany w technikach gotowania zmniejszają poziom amin heterocyklicznych.
związki
Ponad 20 związków należy do kategorii amin heterocyklicznych, często określanych skrótem HCA [1] . Tabela 1 przedstawia nazwę chemiczną i skrót tych najczęściej badanych.
| Nazwa chemiczna | Skrót | Odkryto rok |
|---|---|---|
| 2-amino-3-metyloimidazo[4,5- f ]chinolina | ILORAZ INTELIGENCJI | 1980 |
| 2-amino-3,4-dimetyloimidazo[4,5- f ]chinolina | MeIQ | 1980 |
| 2-amino-3,8-dimetyloimidazo[4,5- f ]chinoksalina | MeIQx | 1981 |
| 2-amino-1-metylo-6-fenyloimiazo[4,5- b ]pirydyna | PhIP | 1986 |
Wszystkie cztery z tych związków są ujęte w 13. Raporcie na temat czynników rakotwórczych.
Mięso
Związki znajdujące się w żywności powstają, gdy kreatyna (aminokwas niebiałkowy występujący w tkance mięśniowej), inne aminokwasy i monosacharydy są ogrzewane razem w wysokich temperaturach (125-300 o C lub 275-572 o F) lub gotowane przez długi czas okresy. HCA tworzą się na dolnym końcu tego zakresu, gdy czas gotowania jest długi; przy wyższym końcu zakresu HCA powstają w ciągu kilku minut.
Gotowana mielona wołowina
Przegląd 14 badań zawartości HCA w mielonej wołowinie gotowanej w warunkach domowych w północnej Europie i Stanach Zjednoczonych wykazał zakres wartości (Tabela 2). Ponieważ standardowa porcja mięsa w USA to 3 uncje, Tabela 2 zawiera prognozę maksymalnej ilości HCA, jaką można znaleźć w paszteciku z mielonej wołowiny.
| HCA | Ilość, ng/g | Maksymalna ilość w 3 uncjach mielonej wołowiny (w ng ) |
|---|---|---|
| ILORAZ INTELIGENCJI | nd-1.6 | 136 |
| MeIQ | nd-1.7 | 145 |
| MeIQx | nd-16.4 | 1395 |
| PhIP | nd-68 | 5783 |
( nd= nie wykryto )
Stany Zjednoczone
Mięso jest głównym składnikiem amerykańskiej diety. Dane z 1960 r. pokazują łączne roczne spożycie wołowiny, wieprzowiny i kurczaka na mieszkańca na poziomie 148 funtów; w 2004 roku kwota ta wzrosła do 195 funtów rocznie. Mielona wołowina stanowiła 42% rynku wołowiny w 2000 r. Spożycie wołowiny, zwłaszcza mielonej i przetworzonej wołowiny, jest najwyższe w gospodarstwach domowych o dochodach równych lub niższych niż 130 procent poziomu ubóstwa.
Wzory spożycia wołowiny według rasy / pochodzenia etnicznego pokazują, że biali nie-Latynosi i Azjaci spożywali najmniejszą ilość wołowiny. Afroamerykanie niebędący Latynosami mieli najwyższe spożycie przetworzonej wołowiny, mielonej wołowiny i steków na mieszkańca w porównaniu z trzema innymi grupami rasowymi / etnicznymi.
Ponad połowa wołowiny kupowanej w USA pochodzi ze sklepów detalicznych i jest przygotowywana w domu. Mielona wołowina stanowi najwyższe spożycie wołowiny na mieszkańca zarówno w domu, jak i poza nim.
Spożycie mielonej wołowiny jest najwyższe wśród mężczyzn w wieku 12-19 lat, którzy spożywają średnio 50 funtów rocznie na mieszkańca. Grupa wiekowa 12-19 lat wykazała najwyższe spożycie mielonej wołowiny wśród kobiet, ale ilość (28,5 funta) jest znacznie niższa niż u mężczyzn.
Narażenie z dietą w USA oszacowano na 1-17 ng/kg masy ciała dziennie. Tabela 3 przedstawia średnią dzienną konsumpcję HCA przez całe życie dla podgrup populacji USA. Analiza ta została oparta na danych dotyczących spożycia żywności przez 27215 osób uczestniczących w badaniu Continuing Survey of Food Intakes by Individuals (CSFII) z lat 1994-1996. Około 16 procent ekspozycji na HCA pochodziło z hamburgerów.
| typu HCA | Średnie spożycie w ciągu całego życia — wszystkie, ng/dzień | Średnie spożycie w ciągu całego życia — wszyscy mężczyźni, ng/kg/dzień |
|---|---|---|
| PhIP | 6.0 | 6.2 |
| MeIQx | 1.1 | 1.2 |
| DiMeQx | 0,20 | 0,21 |
| ILORAZ INTELIGENCJI | 0,23 | 0,18 |
Afroamerykanie spożywali o 50-100% więcej niż biali mężczyźni, a Afroamerykanie spożywali trzy razy więcej HCA niż biali mężczyźni (Tabela 4).
| typu HCA | Biały | Afroamerykanin | mieszkaniec Azji/Pacyfiku |
|---|---|---|---|
| PhIP | 6.1 | 12.0 | 10.0 |
| MeIQx | 1.2 | 1.8 | 1.9 |
| DiMeQx | 0,23 | 0,51 | 0,27 |
| ILORAZ INTELIGENCJI | 0,16 | 0,24 | 0,29 |
Gotowanie
Powstawanie HCA podczas gotowania zależy od rodzaju mięsa, temperatury gotowania, stopnia zrumienienia i czasu gotowania. Mięso o niższej zawartości tłuszczu i wody wykazuje wyższe stężenie HCA po ugotowaniu. Więcej HCA powstaje, gdy temperatura powierzchni naczynia jest wyższa niż 220°C (428°F), na przykład podczas większości smażenia lub grillowania. Jednak HCA tworzą się również w niższych temperaturach, gdy czas gotowania jest długi, jak podczas pieczenia. Stężenia HCA są wyższe w zarumienionej lub spalonej skórce, która jest wynikiem wysokiej temperatury. Odcieki z patelni i kawałki mięsa, które pozostają po smażeniu mięsa, mają wysokie stężenie HCA. Wołowina, kurczak i ryby mają wyższe stężenia niż wieprzowina. Kiełbasy są bogate w tłuszcz i wodę i wykazują niższe stężenia.
Paszteciki z mielonej wołowiny wykazują niższy poziom HCA, jeśli są odwracane co minutę, aż do osiągnięcia docelowej temperatury. Paszteciki wołowe gotowane w stanie zamrożonym nie wykazują różnic w poziomach HCA w porównaniu z pasztetami o temperaturze pokojowej.
Rak
Po odkryciu rakotwórczych składników dymu papierosowego naukowcy zaczęli kwestionować, czy substancje rakotwórcze można również znaleźć w wędzonej/palonej żywności, takiej jak mięso. W 1977 r. w żywności w wyniku domowych procesów gotowania odkryto rakotwórcze związki heterocykliczne aminy .
Najsilniejszy z HCA, MeIQ, jest prawie 24 razy bardziej rakotwórczy niż aflatoksyna , czynnik rakotwórczy wytwarzany przez pleśń .
Większość z 20 HCA jest bardziej toksyczna niż benzopiren , substancja rakotwórcza występująca w dymie papierosowym i smole węglowej . MeIQ, IQ i 8-MeIQx są najsilniejszymi mutagenami według testu Amesa . Te HCA są 100 razy silniejszymi czynnikami rakotwórczymi niż PhIP , związek najczęściej występujący w wyniku normalnego gotowania.
HCA przyczyniają się do rozwoju raka, powodując mutacje genów, powodując niekontrolowany wzrost nowych komórek i tworzenie guza . Badania epidemiologiczne powiązały spożywanie dobrze wypieczonego mięsa ze zwiększonym ryzykiem niektórych nowotworów, w tym raka okrężnicy lub odbytnicy. Przegląd artykułów naukowych na temat spożycia mięsa i raka okrężnicy oszacował, że spożycie czerwonego mięsa przyczyniło się do 7 do 9% przypadków raka okrężnicy u mężczyzn i kobiet w Europie. [ potrzebne źródło ]
Badania na zwierzętach
Długoterminowe badania na szczurach wykazały, że PhIP powoduje raka okrężnicy i gruczołu sutkowego u szczurów. Samice szczurów, którym podano dawki 0, 12,4, 25, 50, 100 lub 200 ppm PhIP, wykazywały zależną od dawki częstość występowania gruczolakoraków . Potomstwo samic szczurów narażonych na PhIP w czasie ciąży miało większą częstość występowania gruczolakoraka niż te, których matki nie były narażone. Dotyczyło to nawet potomstwa, które nie miało kontaktu z PhIP. PhIP był przenoszony z matek na potomstwo w ich mleku.
Badania epidemiologiczne
Wpływ HCA i dobrze wypieczonego gotowanego mięsa na ludzi jest mniej dobrze poznany. Spożycie mięsa, zwłaszcza dobrze wypieczonego i gotowanego w wysokiej temperaturze, może być wykorzystane jako pośrednia miara narażenia na HCA. Przegląd wszystkich badań opublikowanych w latach 1996-2007, które dotyczyły związków między HCA, mięsem i rakiem. Znaleziono dwadzieścia dwa badania; spośród nich 18 wykazało związek między spożyciem mięsa lub ekspozycją na HCA a niektórymi postaciami raka. Ekspozycję na HCA mierzono w 10 badaniach, z których 70% wykazało związek z rakiem. Autorzy doszli do wniosku, że wysokie spożycie dobrze wysmażonego mięsa i/lub wysoka ekspozycja na niektóre HCA mogą być związane z rakiem okrężnicy, piersi, prostaty, trzustki, płuc, żołądka i przełyku.
Niedawne badanie wykazało, że względne ryzyko raka jelita grubego wzrosło przy spożyciu >41,4 ng dziennie. Pewne dowody na zwiększone ryzyko względne pojawiły się przy spożyciu MeIQx większym lub równym 19,9 ng/dzień, ale trend nie był tak silny jak w przypadku PhIP.
Ostatnie badania dały mieszane wyniki, nie stwierdzając związku między aminami heterocyklicznymi w diecie a rakiem płuc u kobiet, które nigdy nie paliły, żadnego związku między spożyciem HCA a ryzykiem raka prostaty, ale sugerują pozytywny związek między czerwonym mięsem, PhIP i rakiem pęcherza moczowego a zwiększonym ryzykiem zaawansowany rak prostaty ze spożyciem mięsa gotowanego w wysokich temperaturach.
Chociaż nie wszystkie badania wskazują na związek między HCA i/lub spożyciem mięsa a nowotworami, Narodowy Program Toksykologii Publicznej Służby Zdrowia Departamentu Zdrowia i Opieki Społecznej Stanów Zjednoczonych znalazł wystarczające dowody, aby oznaczyć cztery HCA jako „racjonalnie prawdopodobne, że będą czynnikiem rakotwórczym dla ludzi” w swoim dwunasty Raport na temat czynników rakotwórczych , opublikowany w 2011 r. HCA znany jako IQ został po raz pierwszy wymieniony w dziesiątym raporcie w 2002 r. MeIQ, MeIQx i PhIP zostały dodane do listy przewidywanych czynników rakotwórczych w 2004 r. Raport na temat czynników rakotwórczych stwierdził, że MeIQ był związany z rakiem odbytnicy i okrężnicy, MeIQx z rakiem płuc, IQ z rakiem piersi, a PhIP z rakiem żołądka i piersi. Jednak żadne aktualne wytyczne federalne nie koncentrują się na zalecanym limicie spożycia poziomów HCA w mięsie.