Образование гетероциклических аминов в мясе - Heterocyclic amine formation in meat

Хорошо прожаренный стейк с гарниром. Черные линии там, где он лежал на решетке, будут содержать гетероциклические амины.

Гетероциклические амины группа химические соединения, многие из которых могут образовываться во время приготовления. Они содержатся в мясе, которое приготовлено до стадии «хорошо прожарки», в стеклах со сковороды и на поверхностях мяса с коричневой или черной корочкой. Эпидемиологический исследования показывают связь между потреблением гетероциклических аминов и раком двоеточие, прямая кишка, грудь, предстательная железа, поджелудочная железа, легкое, желудок /пищевод и эксперименты по кормлению животных подтверждают причинно-следственную связь. В Министерство здравоохранения и социальных служб США Служба общественного здравоохранения пометил несколько гетероциклических аминов как вероятные канцерогены в своем 13-м Отчет о канцерогенных веществах.[1] Изменения в технологии приготовления пищи снижают уровень гетероциклических аминов.

Соединения

Более 20 соединений попадают в категорию гетероциклических аминов, часто сокращенно ГКА. [1]. В таблице 1 показаны химические названия и сокращения наиболее часто изучаемых.

Таблица 1. Химические названия и сокращения для ГКА[2]
Химическое названиеСокращениеГод открытия
2-амино-3-метилимидазо [4,5-ж] хинолинIQ1980
2-амино-3,4-диметилимидазо [4,5-ж] хинолинMeIQ1980
2-амино-3,8-диметилимидазо [4,5-ж] хиноксалинMeIQx1981
2-амино-1-метил-6-фенилимиазо [4,5-б] пиридинPhIP1986

Все четыре соединения включены в 13-й отчет о канцерогенных веществах.[1]

Мясо

Соединения, содержащиеся в пище, образуются при креатин (небелковая аминокислота, содержащаяся в мышечной ткани), другие аминокислоты и моносахариды нагреваются вместе при высоких температурах (125-300о C или 275-572о F) или приготовленные в течение длительного времени. ГКА образуются в нижней части этого диапазона при длительном приготовлении; в верхней части диапазона HCA образуются в течение нескольких минут.[3]

Вареный говяжий фарш

Обзор 14 исследований содержания ГКА в говяжьем фарше, приготовленном в домашних условиях, проведенных в Северной Европе и США, выявил ряд значений (таблица 2). Поскольку стандартная порция мяса в США составляет 3 унции, таблица 2 включает прогноз максимального количества ГКА, которые могут быть найдены в котлете из говяжьего фарша.

Таблица 2. Содержание четырех ГКА в говяжьем фарше
HCAКоличество, нг / гМаксимальное количество в 3 унциях говяжьего фарша (в нг)
IQн.о.-1.6136
MeIQн.о.-1,7145
MeIQxн.о.-16,41395
PhIPн.д.-685783

(n.d. = не обнаружено)

Соединенные Штаты

Потребление мяса в США.

Мясо - основной компонент американской диеты. Данные за 1960 год показывают совокупный годовой на душу населения потребление говядины, свинины и курицы на 148 фунтов; в 2004 году эта сумма увеличилась до 195 фунтов в год.[4] В 2000 году говяжий фарш составлял 42% рынка говядины. Потребление говядины, особенно фарша и переработанной говядины, является самым высоким в домохозяйствах с доходом 130 процентов от уровня бедности или ниже.

Структура потребления говядины по расе / этнической принадлежности показывает, что белые неиспаноязычные и азиаты потребляли меньше всего говядины. У неиспаноязычных афроамериканцев было самое высокое потребление обработанной говядины, говяжьего фарша и стейков на душу населения по сравнению с тремя другими расовыми / этническими группами.[4]

Более половины говядины, закупаемой в США, поступает в розничные магазины и готовится дома. Говяжий фарш составляет самое высокое потребление говядины на душу населения как дома, так и вдали от дома.

Потребление говяжьего фарша выше всего среди мужчин в возрасте от 12 до 19 лет, которые потребляют в среднем 50 фунтов в год на душу населения. Возрастная группа от 12 до 19 лет показала самый высокий уровень потребления говяжьего фарша для женщин, но его количество (28,5 фунта) намного меньше, чем у мужчин.[4]

Диетическое воздействие в США оценивается в 1-17 нг / кг массы тела в день.[5] В таблице 3 показано среднее ежедневное потребление ГКА в течение жизни для подгрупп населения США.[6] Этот анализ был основан на данных о потреблении пищи 27215 человек, участвовавших в продолжающемся обследовании потребления пищи отдельными лицами (CSFII) с 1994 по 1996 год. Примерно 16 процентов воздействия ГКА приходится на гамбургеры.

Таблица 3. Средневзвешенное потребление четырех ГКА в течение жизни мужчинами и женщинами в США.
Тип ГКАСреднее потребление в течение жизни - все, нг / деньСреднее потребление в течение жизни - все мужчины, нг / кг / день
PhIP6.06.2
MeIQx1.11.2
DiMeQx0.200.21
IQ0.230.18

Афроамериканцы потребляли на 50–100% больше, чем белые мужчины, а афроамериканцы потребляли в три раза больше ГКА, чем белые мужчины (Таблица 4).[6]

Таблица 4. Расчетное среднее потребление ГКА детьми до 16 лет по этнической принадлежности, нг / кг / день
Тип ГКАбелыйафроамериканецЖитель азиатских / тихоокеанских островов
PhIP6.112.010.0
MeIQx1.21.81.9
DiMeQx0.230.510.27
IQ0.160.240.29

Готовка

Образование ГКА во время приготовления зависит от вида мяса, температуры приготовления, степени подрумянивания и времени приготовления. Мясо с меньшим содержанием жира и воды показывает более высокие концентрации ГКА после приготовления. Больше HCA образуется, когда температура поверхности сковороды выше 220 ° C (428 ° F), например, при жарке или приготовлении на гриле. Однако ГКА также образуются при более низких температурах при длительном приготовлении, например, при обжарке. Концентрация ГКА выше в коричневых или обгоревших корках, образовавшихся в результате высокой температуры.[3] Капли со сковороды и кусочки мяса, которые остаются после жарки, содержат высокие концентрации ГКА. Говядина, курица и рыба имеют более высокие концентрации, чем свинина. Сосиски богаты жирами и водой и имеют более низкие концентрации.[7]

В котлетах из говяжьего фарша уровень ГКА ниже, если их переворачивать каждую минуту до достижения целевой температуры.[8] Котлеты из говядины, приготовленные в замороженном виде, не показывают разницы в уровнях ГКА по сравнению с котлетами при комнатной температуре.[9]

Рак

После того, как ученые обнаружили канцерогенные компоненты в сигарета дыма, они задались вопросом, могут ли канцерогены также быть найдены в копченых / сожженных продуктах, таких как мясо.[2] В 1977 году канцерогенные соединения гетероциклические амины были обнаружены в продуктах питания в результате приготовления пищи в домашних условиях.[2][10]

Самый мощный из HCA, MeIQ, почти в 24 раза более канцерогенный, чем афлатоксин, канцероген, производимый плесень.[2]

Большинство из 20 ГКА более токсичны, чем бензопирен, канцероген, содержащийся в сигаретном дыме и каменноугольная смола. MeIQ, IQ и 8-MeIQx являются наиболее сильными мутагенами согласно Тест Эймса.[11] Эти ГКА в 100 раз более сильные канцерогены, чем PhIP, соединение, наиболее часто встречающееся в результате обычного приготовления.[11][12]

ГКА способствуют развитию рака, вызывая генные мутации, вызывая неконтролируемый рост новых клеток и формирование опухоль. Эпидемиологические исследования связывают потребление хорошо прожаренного мяса с повышенным риском некоторых видов рака, включая рак толстой или прямой кишки.[13] Обзор научных статей по теме потребление мяса и рак толстой кишки По оценкам, потребление красного мяса составляет от 7 до 9% случаев рака толстой кишки у мужчин и женщин в Европе.[нужна цитата ]

Исследования на животных

Долгосрочные исследования на крысах показали, что PhIP вызывает рак толстой кишки и молочная железа у крыс.[12] Самки крыс, получавших дозы 0, 12,4, 25, 50, 100 или 200 частей на миллион PhIP, показали дозозависимую частоту аденокарциномы. У потомков самок крыс, подвергшихся воздействию PhIP во время беременности, была более высокая распространенность аденокарцином, чем у тех, чьи матери не подвергались воздействию. Это было верно даже для потомков, которые не подвергались воздействию PhIP. PhIP передавался от матери к потомству с молоком.

Эпидемиологические исследования

Влияние ГКА и хорошо прожаренного мяса на людей менее изучено. Потребление мяса, особенно хорошо прожаренного мяса и мяса, приготовленного при высокой температуре, может использоваться как косвенная мера воздействия ГКА. Обзор всех исследований, проведенных в период с 1996 по 2007 год, в которых изучалась взаимосвязь между ГКА, мясом и раком.[14] Было найдено двадцать два исследования; из них 18 показали связь между потреблением мяса или воздействием ГКА и какой-либо формой рака. Воздействие ГКА измерялось в 10 исследованиях, из которых 70% показали связь с раком. Авторы пришли к выводу, что высокое потребление хорошо прожаренного мяса и / или высокое воздействие определенных HCA может быть связано с раком толстой кишки, груди, простаты, поджелудочной железы, легких, желудка и пищевода.

Недавнее исследование показало, что относительный риск колоректального рака увеличивается при приеме> 41,4 нг / день.[15] Некоторые свидетельства повышенного относительного риска имели место при приеме MeIQx, превышающем или равном 19,9 нг / день, но тенденция была не такой сильной, как для PhIP.

Недавние исследования дали смешанные результаты, не обнаружив связи между диетическими гетероциклическими аминами и рак легких у женщин, которые никогда не курили,[16] нет связи между приемом ГКА и риском рака простаты,[17] но предполагая положительную связь между красным мясом, PhIP и раком мочевого пузыря[18] и повышенный риск передовых рак простаты при приемах мяса, приготовленного при высоких температурах.[19]

Хотя не все исследования сообщают о связи между потреблением HCA и / или мяса и раком, Служба общественного здравоохранения Министерства здравоохранения и социальных служб США Национальная токсикологическая программа нашли достаточные доказательства, чтобы обозначить четыре HCA как «предположительно канцерогенные для человека» в своем двенадцатом Отчет о канцерогенных веществах, опубликовано в 2011 году. HCA, известная как IQ, впервые была указана в десятом отчете в 2002 году. MeIQ, MeIQx и PhIP были добавлены в список ожидаемых канцерогенов в 2004 году.[5] В Отчет о канцерогенных веществах заявил, что MeIQ был связан с раком прямой и толстой кишки, MeIQx с раком легких, IQ с раком груди и PhIP с раком желудка и груди.[5] Однако в настоящее время нет федеральных руководящих принципов, посвященных рекомендуемому пределу потребления ГКА в мясе.[20]

Рекомендации

  1. ^ а б 13-й отчет по канцерогенным веществам. «Вещества, перечисленные в Тринадцатом отчете о канцерогенных веществах» (PDF). Получено 2015-05-08.
  2. ^ а б c d Сугимура, Т. (1997). «Обзор канцерогенных гетероциклических аминов». Мутационные исследования. 376 (1–2): 211–219. Дои:10.1016 / s0027-5107 (97) 00045-6. PMID  9202758.
  3. ^ а б Skog, KI; Йоханссон, AE; Ягерстад, Мичиган (1998). «Канцерогенные гетероциклические амины в модельных системах и приготовленных пищевых продуктах: обзор образования, возникновения и поступления». Пищевая и химическая токсикология. 36 (9–10): 879–896. Дои:10.1016 / s0278-6915 (98) 00061-1. PMID  9737435.
  4. ^ а б c Дэвис К.Г., Лин Б. (2005). Факторы, влияющие на потребление говядины в США. Отчет USDA LDP-M-135-02.
  5. ^ а б c Служба общественного здравоохранения Министерства здравоохранения и социальных служб США, Национальная токсикологическая программа. (2011). Отчет о канцерогенных веществах, 12-е изд.
  6. ^ а б БОГЕН, КЕННЕТ Т .; КИТИНГ, ГАРРЕТ А. (24 июля 2001 г.). «Воздействие гетероциклических аминов на диету в США 1». Журнал экспозиции и эпидемиологии окружающей среды. 11 (3): 155–168. Дои:10.1038 / sj.jea.7500158. ISSN  1053-4245. PMID  11477514.
  7. ^ Аугустссон, Катарина; Линдблад, Дженнифер; Овервик, Ева; Стейнек, Гуннар (1999-05-01). «Диетический анализ приготовленного мяса на основе населения и оценка суточного потребления пищевых мутагенов». Пищевые добавки и загрязняющие вещества. 16 (5): 215–225. Дои:10.1080/026520399284082. ISSN  0265-203X. PMID  10560575.
  8. ^ Knize, Mark G .; Фелтон, Джеймс С. (2005-05-01). «Образование и риск для человека канцерогенных гетероциклических аминов, образованных из природных предшественников в мясе». Отзывы о питании. 63 (5): 158–165. Дои:10.1111 / j.1753-4887.2005.tb00133.x. ISSN  0029-6643. PMID  15971410.
  9. ^ Перссон, Элна; Орошвари, Беа Ковачне; Торнберг, Ева; Sjöholm, Ingegerd; Ског, Керстин (01.01.2008). «Образование гетероциклических аминов при жарке замороженных бифбургеров». Международный журнал пищевой науки и технологий. 43 (1): 62–68. Дои:10.1111 / j.1365-2621.2006.01390.x. ISSN  1365-2621.
  10. ^ Норат, Тереза; Луканова, Аннекатрин; Феррари, Пьетро; Риболи, Элио (10 марта 2002). «Потребление мяса и риск колоректального рака: метаанализ эпидемиологических исследований доза-реакция». Международный журнал рака. 98 (2): 241–256. Дои:10.1002 / ijc.10126. ISSN  0020-7136. PMID  11857415.
  11. ^ а б Турески, Роберт Дж. (05.02.2007). «Образование и биохимия канцерогенных гетероциклических ароматических аминов в вареном мясе». Письма токсикологии. Основные моменты Конгресса CTDC EUROTOX 2006/6 - 43-го Конгресса европейских обществ токсикологии и 6-го Конгресса токсикологов в развивающихся странах. 168 (3): 219–227. Дои:10.1016 / j.toxlet.2006.10.018. PMID  17174486.
  12. ^ а б Нобуюки, я; Hasegawa, R; Имаиди, К; Тамано, S; Хагивара, А; Hirose, M; Шираи, Т. (1997). «Канцерогенность 2-амино-1-метил-6-фенилимидазо [4,5-b] пиридина (PhIP) у крыс». Мутационные исследования. 376 (1–2): 107–114. Дои:10.1016 / S0027-5107 (97) 00032-8. PMID  9202745.
  13. ^ Вайсбургер, Джон Х. (30 сентября 2002 г.). «Комментарии по истории и важности ароматических и гетероциклических аминов в общественном здравоохранении». Мутационные исследования. 506-507: 9–20. Дои:10.1016 / s0027-5107 (02) 00147-1. ISSN  0027-5107. PMID  12351140.
  14. ^ Чжэн, Вэй; Ли, Санг-А (17.07.2009). «Правильное употребление мяса, воздействие гетероциклических аминов и риск рака». Питание и рак. 61 (4): 437–446. Дои:10.1080/01635580802710741. ISSN  0163-5581. ЧВК  2769029. PMID  19838915.
  15. ^ Рорманн, Сабина; Германн, Силке; Linseisen, Якоб (2009-05-01). «Потребление гетероциклических ароматических аминов увеличивает риск колоректальной аденомы: результаты проспективного европейского когортного исследования». Американский журнал клинического питания. 89 (5): 1418–1424. Дои:10.3945 / ajcn.2008.26658. ISSN  0002-9165. PMID  19261727.
  16. ^ Лим, Вэй-Йен; Чуах, Хун Леонг; Eng, Филип; Леонг, Лебедь Лебедь; Лим, Элейн; Лим, Тау Кеанг; Нг, Алан; Пох, Ви Тенг; Ти, Августин (01.08.2011). «Потребление мяса и риск рака легких среди некурящих женщин». Питание и рак. 63 (6): 850–859. Дои:10.1080/01635581.2011.589961. ISSN  0163-5581. PMID  21774592.
  17. ^ Сандер, Аня; Linseisen, Jakob; Рорманн, Сабина (20 ноября 2010 г.). «Потребление гетероциклических ароматических аминов и риск рака простаты в когорте EPIC-Heidelberg» (PDF). Причины рака и борьба с ними. 22 (1): 109–114. Дои:10.1007 / s10552-010-9680-9. ISSN  0957-5243. PMID  21103922.
  18. ^ Ферруччи, Лия М .; Синха, Рашми; Уорд, Мэри Х .; Граубард, Барри I .; Hollenbeck, Albert R .; Kilfoy, Briseis A .; Шацкин, Артур; Michaud, Dominique S .; Кросс, Аманда Дж. (15 сентября 2010 г.). «Мясо и компоненты мяса и риск рака мочевого пузыря в исследовании диеты и здоровья NIH-AARP». Рак. 116 (18): 4345–4353. Дои:10.1002 / cncr.25463. ISSN  1097-0142. ЧВК  2936663. PMID  20681011.
  19. ^ Иоанн, Эстер; Стерн, Мариана; Синха, Рашми; Ку, Джоселин (2011). «Потребление мяса, способы приготовления, мясные мутагены и риск рака простаты». Питание и рак. 63 (4): 525–537. Дои:10.1080/01635581.2011.539311. ЧВК  3516139. PMID  21526454.
  20. ^ Национальный институт рака. «Химические вещества в мясе, приготовленном при высоких температурах». Получено 2011-11-15.