Гетероциклические амины представляют собой группу химических соединений, 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. Эпидемиологические исследования показывают связь между потреблением гетероциклических аминов и раком толстой кишки, прямой кишки, груди, простаты, поджелудочная железа, легкое, желудок / пищевод и эксперименты по кормлению животных подтверждают причинную связь. США Министерство здравоохранения и социальных служб Служба общественного здравоохранения в своем 13-м отчете по канцерогенам обозначило несколько гетероциклических аминов как вероятные канцерогены. Изменения в технологии приготовления пищи снижают уровень гетероциклических аминов.
Более 20 соединений попадают в категорию гетероциклических аминов, часто сокращенно ГКА [1]. В таблице 1 показаны химические названия и аббревиатуры наиболее часто изучаемых.
Химическое название | Аббревиатура | Год открытия |
---|---|---|
2-амино-3-метилимидазо [4,5-f] хинолин | IQ | 1980 |
2-амино-3,4-диметилимидазо [4,5-f] хинолин | MeIQ | 1980 |
2-амино-3,8-диметилимидазо [4,5-f] хиноксалин | MeIQx | 1981 |
2-амино-1-метил-6-фенилимиазок [4,5-b] пиридин | PhIP | 1986 |
Все четыре из этих соединений включены в 13-й отчет по канцерогенным веществам.
Соединения, содержащиеся в пище, образуются при креатине (небелковая аминокислота, обнаруженная в мышечной ткани), другие аминокислоты и моносахариды нагревают вместе при высоких температурах (125-300 ° C или 275-572 F) или приготовленные в течение длительного времени. ГКА образуются в нижней части этого диапазона при длительном приготовлении; в верхней части диапазона ГКА образуются в течение нескольких минут.
Обзор 14 исследований содержания ГКА в говяжьем фарше, приготовленном в домашних условиях, проведенных в Северной Европе и США нашли диапазон 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.
HCA | Количество, нг / г | Максимальное количество в 3 унциях говяжьего фарша (в нг) |
---|---|---|
IQ | nd -1,6 | 136 |
MeIQ | -й-1,7 | 145 |
MeIQx | -й-16,4 | 1395 |
PhIP | nd-68 | 5783 |
(nd = не обнаружено)
Мясо - основной компонент американской диеты. Данные за 1960 год показывают, что общее годовое потребление говядины, свинины и курицы на душу населения составляет 148 фунтов; в 2004 году эта сумма увеличилась до 195 фунтов в год. 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 в зависимости от расы / этнической принадлежности показывает, что белые неиспаноязычные и азиаты потребляли наименьшее количество говядины. У неиспаноязычных афроамериканцев было самое высокое потребление переработанной говядины, говяжьего фарша и стейков на душу населения по сравнению с тремя другими расовыми / этническими группами.
Более половины говядины, закупаемой в США, поступает в розничные магазины и продается. приготовлено дома. Говяжий фарш составляет самое высокое потребление говядины на душу населения как дома, так и вдали от дома.
Наибольшее потребление говяжьего фарша приходится на мужчин в возрасте 12-19 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.
Диетическое воздействие в США оценивается в 1-17 нг / кг масса тела в сутки. В таблице 3 показано среднее ежедневное потребление ГКА в течение жизни для подгрупп населения США. 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.
Тип ГКА | Среднее потребление в течение жизни - Все, нг / день | Среднее потребление в течение жизни - Все мужчины, нг / кг / день |
---|---|---|
PhIP | 6,0 | 6,2 |
MeIQx | 1,1 | 1,2 |
DiMeQx | 0,20 | 0,21 |
IQ | 0,23 | 0,18 |
Афроамериканцы потребляли на 50-100% больше, чем белые мужчины, а афроамериканцы потребляли в три раза больше ГКА, чем белые мужчины (таблица 4).
тип ГКА | Белый | афроамериканец | Житель азиатско-тихоокеанских островов |
---|---|---|---|
PhIP | 6.1 | 12.0 | 10.0 |
MeIQx | 1,2 | 1,8 | 1,9 |
DiMeQx | 0,23 | 0,51 | 0,27 |
IQ | 0,16 | 0,24 | 0,29 |
Образование ГКА во время приготовления зависит от типа 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, когда время приготовления велико, например, при обжарке. Концентрация ГКА выше в подрумяненных или обгоревших корках, образовавшихся в результате высокой температуры. 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 с высоким содержанием жира и воды и имеют более низкие концентрации.
В котлетах из говяжьего фарша уровень ГКА ниже, если их переворачивать каждую минуту до достижения заданной температуры. Говяжьи котлеты, приготовленные в замороженном виде, не показывают разницы в уровнях ГКА по сравнению с котлетами при комнатной температуре.
После того, как ученые обнаружили канцерогенные компоненты в сигаретном дыме, они задались вопросом, есть ли канцерогены также могут быть обнаружены в копченых / сожженных продуктах, таких как мясо. В 1977 году канцерогенные соединения гетероциклические амины были обнаружены в пищевых продуктах в результате приготовления пищи в домашних условиях.
Самый мощный из ГКА, MeIQ, почти в 24 раза канцерогенный, чем афлатоксин, канцероген, продуцируемый плесенью.
Большинство из 20 ГКА более токсичны, чем бензопирен, канцероген, содержащийся в сигаретном дыме и каменноугольной смоле. MeIQ, IQ и 8-MeIQx являются наиболее сильнодействующими мутагенами согласно тесту Эймса. Эти ГКА являются в 100 раз более сильными канцерогенами, чем PhIP, соединение, наиболее часто встречающееся в результате обычного приготовления.
ГКА способствуют развитию рака, вызывая генные мутации, вызывая образование новых клеток. бесконтрольно расти и образовывать опухоль. Эпидемиологические исследования связывают потребление хорошо прожаренного мяса с повышенным риском некоторых видов рака, включая рак толстой или прямой кишки. Обзор научных статей о потреблении мяса и раке толстой кишки показал, что потребление красного мяса составляло от 7 до 9% случаев рака толстой кишки у мужчин и женщин в Европе.
Долгосрочные исследования на крысах показали, что PhIP вызывает рак толстой кишки и молочной железы у крыс. Самки крыс, которым вводили дозы 0, 12,4, 25, 50, 100 или 200 частей на миллион PhIP, демонстрировали дозозависимую заболеваемость аденокарциномой. 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.
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. Было найдено двадцать два исследования; 18 из них 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 развития колоректального рака увеличивается при приеме>41,4 нг / день. 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 неоднозначные результаты, не обнаружив связи между диетическими гетероциклическими аминами и раком легких у никогда не куривших женщин, никакой связи между потреблением ГКА и риском рака простаты, но предполагая положительную связь между красным мясом, PhIP и раком мочевого пузыря и повышенным риском прогрессирующего рака простаты при употреблении мяса, приготовленного при высоких температурах.
Хотя не все исследования сообщают о связи между HCA и / или потреблением мяса и рака, Служба общественного здравоохранения Министерства здравоохранения и социальных служб США Национальная программа токсикологии нашла достаточные доказательства, чтобы обозначить четыре ГКА как «предположительно канцерогенные для человека» в своем двенадцатом отчете о канцерогенных веществах, опубликованном в 2011 году.. HCA, известный как IQ, был впервые включен в десятый отчет в 2002 году. MeIQ, MeIQx и PhIP были добавлены в список ожидаемых канцерогенов в 2004 году. В Докладе о канцерогенных веществах говорится, 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. Однако в настоящее время нет федеральных руководящих принципов, посвященных рекомендуемому пределу потребления ГКА в мясе.