Ugrás a tartalomhoz

Élelmiszer-higiénia

Biró Géza (2014)

Agroinform Kiadó

7. Az élelmiszerek gyártása és az ételkészítés során bekövetkező változások toxikológiai minősítése

7. Az élelmiszerek gyártása és az ételkészítés során bekövetkező változások toxikológiai minősítése

Egyes élelmiszeripari termékek gyártásának egyik általánosan alkalmazott művelete a „füstölés”. A füstölés körülményeitől függően különböző mennyiségű policiklusos aromás szénhidrogének jelenhetnek meg. Ha túl meleg a füstölés során alkalmazott hőmérséklet, karcinogén hatású anyagok (pl. 3,4-benzpirén) keletkeznek (Osborne és Crosby, 1987).

Hasonló jelenséget figyeltek meg a faszénen való „grillezés” alkalmával is, de egyes esetekben benzantracént és benzfenorént is találtak élelmiszerek felületén. Füstölt sonkában pl. 3,2 g/kg, lazacban 2,1 g/kg, füstölt húsban 8 g/kg benzpirént mutattak ki. A sült vagy grillezéssel készült húsokban 0,2-0,6 g/kg benzpirén volt, azonban ha faszénen grillezett húsokat vizsgáltak, az előzővel szemben 50,4 g/kg-os értékeket határoztak meg.

Megfelelően hideg füstölés esetében a termékekben található benzpirén mennyisége jelentékenyen kisebb. Irodalmi adatként említhető meg, hogy egyes, fában szegény vidékeken (pl.: szigeteken) gyakran füstölnek száraz juh trágya felhasználásával. Ennek eredményeként mérhető mennyiségű karcinogén metilamint mutattak ki.

A pörkölt kávéban nagyon kis mennyiségű (0,3–0,4 g/kg) benzpirént találtak, a maláta kávéban mintegy 15 g/kg értékig terjedő mennyiséget, a fekete teában 4 mg/kg-ot. A teában azonban előfordult még polifenol is, amelynek kokarcinogén hatása is lehet.

Normál táplálkozás mellett az élelmiszerrel felvett benzpirén mennyisége legfeljebb 3 mg/kg körül van, de ennek legnagyobb része a főzelékfélékből, lisztből és növényi olajokból származik. Egerekkel végzett krónikus kísérletek azt mutatták, hogy per os adott 4,36 és 40,73 g benzpirén/egér napi adag nem okozott hasi panaszokat, csak ennél nagyobb dózisa. A napi maximális benzpirén mennyisége nem haladhatja meg a 3 mg mértékét. Az embereken a hatás és mennyiségi összefüggések még nem teljesen tisztázottak. Más, az élelmiszerek útján felvett karcinogén és kokarcinogén hatású vegyületek is jelentősek lehetnek.

Néhány országban gyakran előforduló gyomorrákra (pl.: Japán, Izland, Chile esetében) még sajnálatosan kevés az okszerű magyarázat. A főként növényi élelmiszerre épített táplálkozást folytató országokban a gyomorrák kevésbé gyakori, mint a viszonylag sok húst fogyasztó országokban, pl. Európában, Amerikában.

Az ételkészítés folyamatában a melegítés hatására a levegő oxigénjének jelenlétében a zsírokban peroxidok keletkeznek. Az ilyen zsírokkal etetett állatokon az emésztőcsatorna izgatását figyelték meg. Nagyobb mennyiségű túlhevített zsír adagolása után májnagyobbodást állapítottak meg, amely testtömeg veszteséghez és végül elhulláshoz vezetett. A gyakrabban hosszabb ideig felhevített zsírokban nagyobb polimerizáltságú termékek keletkeznek, amelyek kevésbé mérgezőek, mivel nem igen szívódnak fel. Ez a polimerizáció azonban oxigén nélkül is bekövetkezhet. A hőhatásra keletkező kémiai vegyületek, amelyek a zsírok hevítéséből származnak aránylag nagy számban kerülnek meghatározásra. Mintegy 95 különböző anyagot azonosítottak, közöttük 30 savat, 7 alkoholt, 6 laktont, 2 észtert, 21 aldehidet, 9 ketont és 9 aromás vegyületet. Legnagyobb koncentrációban az aldehidek fordultak elő, de előfordultak epoxidok is. Különösen toxikusnak mutatkoztak a telítetlen zsírsavakból származó peroxidok. Ezek a peroxidok nagymértékben gátolják az SH-csoportot tartalmazó enzimeket, sokkal jobban, mint a nem oxidált telítetlen zsírsavak. Az izolált mitokondriumokon a peroxidok hatására erősebb duzzadás volt megfigyelhető, mint a linolsav hatására. A toxicitás nem vezethető vissza azonban teljesen a túlhevített zsírok hatására, mivel más, ebből a szempontból jelentős anyagok is keletkeznek (Lindner, 1986).

Amennyiben patkányokat olyan takarmányon tartottak, amely 20% túlhevített zsírokat tartalmazott, 8 hét után a kísérleti állatok 95%-a elhullott, ha csak 5%-os mennyiségben adagolták, nem hullott el egy állat sem. Van arra vonatkozólag utalás, hogy a túlhevített zsírok fogyasztása esetében a szervezetnek nagyobb mennyiségű E-vitaminra van szüksége. A telítetlen zsírsavakból, a levegő oxigénjének hatására hevítés nélkül is keletkeznek peroxidok akkor, ha nincs antioxidáns anyag (mint pl. az E-vitamin) kellő mennyiségben jelen. Általában e telítetlen zsírsavakban gazdag természetes olajok és zsírok elég antioxidánst tartalmaznak. A különböző feldolgozási folyamatok során azonban a természetes antioxidáns tartalom jelentős mértékben csökkenhet.

A felmelegedés és hosszabb tárolás csökkentik az antioxidáns tartalmat. A búzacsíra aránylag sok alfa-tokoferolt tartalmaz. A lisztek feldolgozása során azonban pl. az oxidációs fehérítéskor az antioxidáns nagyobbik hányada elbomlik. Ilyen feltételek előállhatnak egyes tápanyagokban is akkor, ha nagyobb mennyiségű, főként többszörösen telítetlen zsírsav van jelen. Az alacsony antioxidáns tartalom kedvez a peroxidok keletkezésének. A linolensavperoxidnak közvetlen myocardiális toxikus hatását figyelték meg. A házinyulakon pl. 0,25 ml linolensavperoxid subcután adagolásakor állatonként – három hetenkénti ismétlésben – 90 hetes kísérleti idő után myokardiális fibrozis és koronáriák vastagodása volt megállapítható. Ugyanakkor megfigyelhetők voltak a jelenségek patkányokon is. Az in vitro alkalmazott peroxidok a különböző enzimek gátlását mutatták pl. citokróm-oxidáz, ribonukleáz esetében, de szulfhidril-csoportok oxidációját és lipoproteinekkel való kölcsönhatását is megfigyelték peroxidok jelenlétében. Az antioxidánsok hiánya esetén keletkező peroxidok egy része – különböző zsírsavak esetében – nem fejti ki hatását, mivel részben a bélben elbomlik és nem reszorbeálódik. Ennek ellenére megfigyelték, hogy egyszeri nagyobb dózisban alkalmazott oxidált linolénsav (szájon át való bevitele) után egereknél és patkányoknál a foetusok károsodása (torz szülések) volt megfigyelhető, patkányokon megnövekedett még a mell-tumorok száma is (Watson, 1987).

Sajnálatos növekedés-károsodások voltak megfigyelhetők még patkányokon, ha erősen túlhevített zsírokat – amelyek részben hidrogénezett gyapotmag-, szójabab-olajat, zsírt is tartalmaztak – etettek 15%-os mennyiségben a táplálékukhoz adva.

A nem kívánatos zsírsav-származékok keletkezése szempontjából nemcsak a felhevítés időtartama és hőmérséklete veendő tekintetbe, hanem a melegítés közbeni lehűlés is.

Megfigyelték ugyanis, hogy a melegítés közbeni gyakori lehűlés hatására a zsírokban bekövetkező polimerizáció mértéke nagyobb, mint a tartós felmelegítés során. Különösen növekedett a polimerizáció, ha burgonya-szeleteket adagoltak a zsírba pl. felmelegített gyapotmagolaj esetében. Ebben az esetben a vízcseppek még hatást-növelőnek tekinthetők, mivel a burgonyával a zsírba kerülő víz hatása a polimerizáció szempontjából katalítikus hatást fejthet ki. Célszerű a zsírok (olajok) melegítésekor, felhasználásakor úgy eljárni, hogy a hőmérséklet ne legyen nagyobb 180 oC-nál és lehetőség szerint ne következzék be helyi túlhevülés sem, valamint a melegítés időtartama is minél rövidebb legyen.

A túlhevített vagy hosszabb ideig gyakrabban felmelegített zsírokból várható toxikus hatás – normális körülmények között – aránylag csekély, mivel az extrém felhasználási módoktól eltekintve relatíve kis mennyiségű epoxidok, peroxidok és bomlástermékek keletkezésével kell számolnunk. Ezenkívül figyelembe kell venni, hogy az emberi táplálkozás nem olyan egyoldalú, hogy túlnyomó részben a forró zsírban készített ételeken alapuljon.

A hőkezelés során bekövetkező változások elsősorban a magasabb hőmérséklet értékek alkalmazásával és oxigén jelenlétével függnek össze. A kapott termék minőség változása lényegesen kisebb ha – „hűtéssel kombinált” – technológiát alkalmaznak. Az ilyen eljárások biztonságos alkalmazásának azonban alapfeltétele, hogy a termékek gyors és teljes tömegét érintő lehűlést biztosítsanak (Roberts, 1981).

Hűtéssel tárolt áruk esetében – szakszerű kezelés alkalmazásakor nem tapasztalták veszélyes hatású anyagok keletkezését. Kivételt képeznek azok az esetek, amikor a tárolás vagy szállítás során a hűtött áru hőmérséklete megnövekedett (az áru felengedett), majd ismételt fagyasztására került sor. Az ilyen esetekben a minőségileg értékcsökkent áruk külön ellenőrző vizsgálatra kerülnek, majd ezután döntik el, milyen ipari feldolgozás után hasznosíthatók egészségügyi károsodás nélkül emberi fogyasztásra.

Egyes élelmiszerekben bekövetkező értékcsökkentő változásokkal kapcsolatban említeni kell még a „barnulási” folyamatokat. Ezek a folyamatok bekövetkezhetnek hőhatásra (Maillard-reakció) vagy melegítés nélkül. Általában a barnulási folyamatok során nem keletkeznek „toxikus” termékek, de bizonyos esszenciális vegyületek (pl. aminosavak) felvehető mennyisége csökken és redukáló cukrok reagálhatnak aminokkal, aminosavakkal, peptidekkel és fehérjékkel. A barnulási folyamatokhoz nem mindig szükséges oxigén. A reakciók eredményezhetnek ciklusos vegyületeket is (pl. furforolt), amelyek melanoid pigmentek keletkezéséhez vezetnek, de ezek toxikus hatását illetően még nincs megfelelő szintű információ. Ezek inkább az élelmiszerek érzékszervi tulajdonságai miatt fontosak.

Az esetleges nem kívánatos élettani hatások szempontjából példaként említhetők a következők:

A szénhidrátok és aminosavak reakciója eredményeként megváltozhat az aminosav egyensúlyi állapot.

Az aminosavak a meglévő szabad amino- vagy karbonilcsoportjaikkal mint pl. a lizin, hisztidin, arginin, glutamin, aszparagin esetében erősebb melegítés hatására reagálhatnak a fehérje-molekula más csoportjaival. E reakció következményeként speciális csoportok kapcsolódhatnak az emésztő-enzimekhez, blokkolhatják azokat, ami által a fehérje lebontás, a kisebb molekulájú peptidek és az aminosavak hasznosítása gátlódik. Az aminosavak közül különösen a lizin hasznosítás gátlása emelhető ki, ami által a fehérje értéke csökken.

A barnulási folyamatokban keletkező termékekkel etetett patkányokon növekedéscsökkenés, máj-zsírosodás volt megfigyelhető, de ez a károsító hatás a takarmányhoz adott (lizin, metionin, treonin, triptofán és aszparagin) aminosavakkal kompenzálható volt. Fontos annak ismerete, hogy a szopós kicsinyeknél a meghatározott mennyiségű tej jelenti a táplálék döntő részét. A tej erős ideig tartó melegítése erősebb barnulási reakcióhoz vezet, ezért ezt célszerű elkerülni.

Tekintettel arra, hogy az élelmiszerek feldolgozása különböző folyamatok kapcsolódásából áll és a nyersanyagokon túlmenően elsősorban a helyi, üzemi adottságok befolyásolják a termék egészségügyi /toxikus/ hatását és a minőségét, így az ezzel összefüggő kérdéseket részletesebben a technológia keretében célszerű részleteiben elemezni (Hill, 1988; Lindner, 1986).