Obróbka termiczna żywności a zawartość związków rakotwórczych (WWA i HCA)

Aktualizacja: 20 maja, 2024

Każdego dnia jesteśmy narażeni na działanie szeregu substancji chemicznych mających niekorzystny wpływ na nasze zdrowie. Niektóre z tych substancji pochodzi z naturalnych procesów zachodzących w środowisku, ale są też i takie, które są efektem działalności człowieka.

Procesy przetwórstwa żywności oprócz zapewnienia odpowiednich walorów smakowych i zapachowych gotowego produktu spożywczego mogą stać się źródłem wielu groźnych dla zdrowia związków. Do tej grupy ryzyka zaliczamy m.in. WWA (Wielopierścieniowe Węglowodory Aromatyczne), oraz HCA (Heterocykliczne Aminy Aromatyczne) wydzielające się podczas obróbki termicznej żywności. Według Międzynarodowej Organizacji Zdrowia (WHO, ang. World Health Organization) aż 99% narażenia człowieka na szkodliwe działanie WWA wynika z niewłaściwej diety.

Heterocykliczne Aminy Aromatyczne (WWA)

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne to szeroka grupa związków o działaniu genotoksycznym, mutagennym i kancerogennym. Powstają w szerokim zakresie temperatur od 250°C do 920°C. Substancje te wydzielają się podczas reakcji niepełnego spalania materii organicznej. Zbudowane są z dwu lub więcej sprzężonych pierścieni aromatycznych układających się w różnych konfiguracjach geometrycznych.

WWA – występowanie w żywności

Do żywności związki te dostają się na wskutek procesów przetwarzania i utrwalania (suszenie zbóż, prażenie ziaren kawy, wędzenie), podczas obróbki termicznej (smażenie, gotowanie, suszenie) oraz przez zanieczyszczenie środowiska (warzywa, owoce). Wraz ze wzrostem temperatury i czasu jej działania ilość omawianych kancerogennych związków zwiększa się, dlatego tak ważne jest prawidłowe przygotowanie i przetwarzanie żywności. Aktualnie dopuszczalne poziomy wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w środkach spożywczych są ujęte w Rozporządzeniu Komisji (UE) nr 835/2011 z dnia 19 sierpnia 2011 r.

Metoda obróbki cieplnej a zawartość WWA w gotowych potrawach

Grillowanie na grillu elektrycznym, jak również smażenie na patelni mięsa wpływa na niższe stężenie kancerogenów w przygotowanych potrawach w odróżnieniu od tradycyjnego grillowania na otwartym ogniu. Użycie choćby tacki aluminiowej w procesie grillowania powoduje znaczny spadek zawartości m.in. benzo(a)pirenu (BaP) należącego do grupy WWA o wysokiej toksyczności. Tak duże różnice w zawartości wynikają z tego, że stopiony tłuszcz nie skrapla się do żaru, nie zachodzi jego piroliza i synteza WWA, które w późniejszym etapie migrują i  osiadają na produkcie. Ilość tego związku, jaka tworzy się podczas grillowania,  stanowi nawet 21% dziennej dawki BaP.  Najwięcej WWA tworzy się podczas eksploracji produktów nad otwartym ogniem. Istnieją badania, które dowodzą, że dodatek cebuli do dań z wieprzowiny powoduje spadek groźnych węglowodorów o prawie 60%, natomiast obecność czosnku obniża zawartość tych szkodliwych substancji o 54%. Stopień wysmażenia mięsa również ma znaczenie, jeśli chodzi o zawartość WWA w potrawach. Z wykonanych badaniach przez Artura Ciemniaka z Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie wynika, iż średnio wysmażone mięso z udka grillowanego wraz ze skórą i kośćmi kurczaka zawierało od 0,15 do 0,46 μg/kg mięsa BaP, a w przypadku mięsa bardzo silnie wysmażonego zawartość bezno(a)pirenu była znacząco większa bo aż 0,73 μg/kg mięsa, podczas gdy w silnie zwęglonej skórze stwierdzono ponad 138 μg/kg BaP.

Heterocykliczne Aminy Aromatyczne (HCA)

Heterocykliczne aminy aromatyczne są związkami tworzącymi się podczas obróbki termicznej produktów żywnościowych cechujących się wysoką zawartością białka. Powstają głównie w wyniku reakcji Malliarda. Zawartość heterocyklicznych amin aromatycznych w wymienionych wyżej produktach nie jest stała i w zależności od warunków obróbki może zwiększyć się nawet 100-krotnie.

HCA – występowanie w żywności

Do tej pory najwięcej, bo ponad 25 rodzajów tych substancji, zidentyfikowano w mięsie zwierząt rzeźnych i ryb, ale również w wędzonym włoskim serze, produktach sojowych, w kostkach rosołowych czy bekonie.  

Wpływ rodzaju obróbki termicznej na występowanie HCA

Najistotniejszym parametrem wpływającym na liczbę występowania tych związków jest temperatura i czas jej działania na dany produkt spożywczy. HCA mogą tworzyć się w potrawie już od pierwszych pięciu minut w temperaturze 100–300 ºC. Jednak w zakresie temperatury od 100 do 200 ºC powstają niewielkie ilości tych szkodliwych związków. W żywności, w największych ilościach występują dwie pochodne heterocyklicznych amin aromatycznych – PhIP oraz 8-MeIQx. Najwięcej HCA powstaje podczas grillowania lub smażenia w wysokiej temperaturze. W mięsie z  kurczaka już podczas pierwszych minut grillowania w wysokiej temperaturze przekraczającej 300ºC obserwuje się wysokie stężenie PhIP (330 ng/g). Podczas smażenia surowców mięsnych na patelni, gdzie temperatura waha się pomiędzy 150–250 ºC tworzą się  niewielkie ilości szkodliwych amin. Przykładem może  być smażony filet z kurczaka, w którym zawartość PhIP wynosi około 30 ng/g (po obróbce w 190 ºC) i 38 ng/g (po obróbce w 220 ºC). Mięso indycze smażone na patelni w temp. 190ºC zawiera prawie dwukrotnie większą ilość PhIP, bo 64,9 ng/g w porównaniu do mięsa z kurczaka. Z badań przeprowadzonych przez Guya i wsp. wynika, iż bekon, który smaży się  na gładkiej powierzchni grzejnej zawiera 5-krotnie więcej HCA, niż ten sam kawałek mięsa przyrządzony na ruszcie, mimo zastosowania takiej samej temperatury i czasu obróbki. Nie tylko temperatura, ale również i rodzaj mięsa grillowanego lub smażonego ma wpływ na zawartość omawianych tutaj związków. Badania przeprowadzone przez Skoga i wsp. potwierdzają fakt, iż smażona/grillowana wieprzowina będzie zawierała większą ilość związków kancerogennych niż drób. Natomiast jeśli chodzi o duszenie czy gotowanie mięsa metodą tradycyjną czy też przy użyciu mikrofali, zawartość omawianych amin jest niewielka zważywszy na niską w stosunku do pozostałych rodzajów obróbek temperaturę nie przekraczającą 100 ºC.

Wpływ kancerogennych związków na zdrowie człowieka

W dzisiejszych czasach, kiedy spożywamy tak dużo smażonych i grillowanych potraw coraz częściej mówi się o ich negatywnych skutkach. Rak żołądka, okrężnicy, odbytu to tylko niektóre skutki będące efektem nadmiernego „mięsnego obżarstwa”. Tłuszcze stosowane do smażenia potraw, zwłaszcza tych bogatych w białko, przyczyniają się do potęgowania rakotwórczego działania Heterocyklicznych Amin Aromatycznych. Należy również pamiętać, że wzrost temperatury pieczenia mięsa wołowego o niecałe 50°C, powoduje aż 6–7 krotny wzrost aktywności rakotwórczych związków! Niektóre źródła sugerują, iż spożycie pieczonej lub smażonej żywności (jaj, ryb lub mięsa wołowego) niezależnie od tego, czy grillujemy smażymy lub pieczemy, zwiększa ryzyko zachorowania na raka krtani. Dodatkowo istnieją doniesienia, że narażenie  na działanie WWA w pierwszych latach życia dziecka może przyczynić się do wystąpienia ADHD.

Produkty pochodzenia zwierzęcego stanowiły i stanowić będą istotny element jadłospisu człowieka. Są cennym źródłem białka i witamin z grupy B i wielu innych składników odżywczych. Samo w sobie mięso nie stanowi zagrożenia dla naszego zdrowia, jednak niewłaściwa obróbka i proces przygotowania może wpływać negatywnie na jego walory zdrowotne. Należy o tym pamiętać i wybierać tylko takie metody, które ograniczają ilość powstających szkodliwych kancerogenów. Zwłaszcza teraz, kiedy zaczął się sezon grillowy. Od czasu do czasu można pozwolić sobie na małe ustępstwo, jednak ważne jest to, aby produkty mocno wysmażone i grillowane na otwartym ogniu nie stały się nierozłącznym elementem naszego codziennego jadłospisu. Jeśli już grillujemy to pamiętajmy o tym, aby nie robić tego na otwartym ogniu i używać np. foli aluminiowej.