Производство, метаболизм и ингибирование гетероциклических ароматических аминов, образующихся при приготовлении мяса.

В недавнем Пищевая наука и здоровье человека Исследователи изучают канцерогенные и мутагенные свойства гетероциклических ароматических аминов (ГАА), которые являются обычными загрязнителями, присутствующими в различных пищевых продуктах. Кроме того, авторы обсуждают естественные механизмы, с помощью которых можно ингибировать выработку HAA, и потенциал флавоноидов для снижения токсичности этих соединений.

Исследование: Роль флавоноидов в смягчении воздействия пищевых продуктов на гетероциклические ароматические амины, что касается здоровья человека. Изображение предоставлено: Морская волна / Shutterstock.com

Что такое ХАА?

Несмотря на многочисленные преимущества для здоровья, связанные с потреблением мяса в результате его высокого содержания питательных веществ, перегрев и/или неправильное приготовление этих пищевых продуктов может привести к образованию токсичных веществ, включая нитрозамины, полициклические ароматические углеводороды и HAA.

HAA, например, содержат по крайней мере одно гетероциклическое кольцо, а также атомы по крайней мере двух различных элементов и по крайней мере одну аминогруппу. На сегодняшний день в пережаренных мясных продуктах выделено и идентифицировано более 30 различных типов канцерогенных и мутагенных ГАА.

Помимо мясных продуктов, HAA различных концентраций и типов также были обнаружены в других пищевых продуктах, включая кофе и алкогольные напитки, такие как виски, вино, пиво, бренди и японское саке.

Как HAA метаболизируются в организме человека?

После употребления пищевых продуктов, загрязненных HAA, эти химические вещества попадают в кровоток и впоследствии всасываются и метаболизируются в пищеварительной системе. Недавние исследования показывают, что микробиота кишечника может играть значительную роль в превращении HAA в генотоксичные метаболиты.

Например, кишечные бактерии, вероятно, активируют HAA, расщепляя HAA, конъюгированные с глюкуронидами; однако для подтверждения этой гипотезы необходимы дальнейшие исследования.

И наоборот, активность глюкуронидазы кишечного микробиома также может быть вовлечена в преобразование HAA. Помимо глюкуронидазы, различные другие кишечные ферменты, такие как сульфатаза и нитроредуктаза, также могут способствовать генотоксичному потенциалу HAA.

Мониторинг HAA

Метилимидахинолин (MeIQx) и фенилимидазо(4,5-b)пиридин (PhIP), оба из которых являются распространенными HAA, обычно измеряют в образцах мочи для мониторинга циркуляции этих химических веществ у пациентов.

Несмотря на простоту сбора мочи для обнаружения и мониторинга HAA, с этим подходом связано несколько проблем, в том числе выбор одного биоматериала и ограниченное количество типов HAA, которые можно обнаружить с помощью этого типа биологического образца. Таким образом, необходима дальнейшая работа, чтобы обеспечить идентификацию HAA в других типах образцов для целей долгосрочного мониторинга.

Факторы, способствующие образованию НАА

Процесс нагревания мяса, который содержит молекулы-предшественники, необходимые для производства HAA, также является идеальной средой для этого типа реакции. Примечательно, что несколько факторов, участвующих в процессе приготовления, могут изменить тип и количество производимых HAA, например, метод нагревания, температура и общее время.

Концентрации HAA, по-видимому, повышаются по мере увеличения продолжительности процесса нагревания при высокой температуре. И наоборот, длительное время нагревания в присутствии влажной среды приводило к снижению образования ГАА.

Более мягкие подходы к нагреву, такие как приготовление на пару, кипячение и микроволновое нагревание, производят меньше HAA. Для сравнения, было показано, что обжаривание на сковороде дает больше HAA.

Помимо времени нагревания, измененные уровни прекурсоров, присутствующих в мясных продуктах, также могут определять количество HAA в конечном продукте, подвергнутом тепловой обработке. Например, высокие уровни сахаров, которые являются важными предшественниками для образования HAA, снижают образование HAA, особенно когда они превышают уровни креатина. Было показано, что некоторые сахара, например, богатые как глюкозой, так и фруктозой, ингибируют выработку HAA.

Как флавоноиды ингибируют HAA?

Существует четыре типа флавоноидов, в том числе флавонолы, изофлавоны, флаванолы и дигидрофлавоны. Было показано, что некоторые флавоноиды, включая галлат эпигаллокатехина (EGCG), лютеолин и кверцетин, ингибируют синтез HAA, включая MeIQx, PhIP и имидазохинолинон (IQ).

Вероятный механизм, с помощью которого флавоноиды ингибируют образование HAA, заключается в свободнорадикальной реакции, при которой пиридин, пиразин и другие свободные радикалы удаляются благодаря антиоксидантной активности этих веществ.

Эта теория была подтверждена в одном исследовании, демонстрирующем, что нарингенин, кверцетин и другие флавоноиды объединяются с фенилацетальдегидом с образованием специфических соединений, которые связываются с активной карбонильной группой, тем самым ингибируя дальнейшие реакции между фенилацетальдегидом и креатинином, что в конечном итоге подавляет образование PhIP. Точно так же было показано, что и апигенин, и лутолин проявляют антиоксидантную активность, уменьшая образование HAA.

Выводы

Дальнейшие исследования определят, как флавоноидные активные центры и ключевые функциональные группы предотвращают развитие HAA. Выбор различных типов флавоноидов и изучение их влияния на образование HAA в реальных условиях, таких как система барбекю, может обеспечить теоретическую основу для управления образованием HAA и снижения их риска для здоровья.